Презентация по физике о инфракрасном излучении и фотографиях

Инфракрасное излучение. Изображения в ИК-диапазоне. Учитель физики Яковлева Татьяна Юрьевна Школа № 377 Санкт - Петербург

Разложение в спектр солнечного излучения Инфракрасное излучение открыто в 1800 г. английским ученым Уильямом Гершелем (1738-1822).

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого излучения (с длиной волны λ = 0,74 мкм и частотой 430 ТГц) и микроволновым радиоизлучением (λ ~ 1—2 мм, частота 300 ГГц). Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительно отличаются от их свойств в видимом излучении. Например, слой воды в несколько сантиметров непрозрачен для инфракрасного излучения с λ = 1 мкм. Инфракрасное излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания, газоразрядных ламп, около 50 % излучения Солнца, инфракрасное излучение испускают некоторые лазеры. Для регистрации инфракрасного излучения пользуются тепловыми и фотоэлектрическими приёмниками, а также специальными фотоматериалами.

Спектры испускания: 1 – Солнца (14.00 20 июня 2005 г., Бристоль, Великобритания), 2 – ртутной лампы (ReptileUV Zoo MegaRay), 3 – галогенной лампы (GE 50w MR-16-GU10)

Сейчас весь диапазон инфракрасного излучения подразделяют на три составляющих: * коротковолновая область: λ = 0,74 - 2,5 мкм, * средневолновая область: λ = 2,5 - 50 мкм, * длинноволновая область: λ = 50-2000 мкм. Последнее время длинноволновую окраину этого диапазона выделяют в отдельный, независимый диапазон электромагнитных волн — терагерцовое (субмиллиметровое) излучение.

Инфракрасное излучение называют «тепловым» излучением, так как все тела, твердые и жидкие, нагретые до определенной температуры излучают энергию в инфракрасном спектре. Длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектр излучения абсолютно чёрного тела при относительно невысоких (до нескольких тысяч Кельвинов) температурах лежит именно в этом диапазоне.

Инфракрасные фотографии Непала ttp://vk.com/it.is_interesting?z=photo-40323694_322203163%2Fwall-40323694_21561

ИНФРАКРАСНАЯ ФОТОГРАФИЯ Автор: Thorsten Scheel http://500px.com/Ayora http://vk.com/feed?z=photo-52811981_301116232%2Fwall-52811981_8252

Источники ИК-излучения Раньше лабораторными источниками инфракрасного излучения служили исключительно раскалённые тела либо электрические разряды в газах. Сейчас на основе твердотельных и молекулярных газовых лазеров созданы современные источники инфракрасного излучения с регулируемой или фиксированной частотой. Для регистрации излучения в ближней инфракрасной-области (до ~1,3 мкм) используются специальные фотопластинки. Более широким диапазоном чувствительности (примерно до 25 мкм) обладают фотоэлектрические детекторы и фоторезисторы. Излучение в дальней ИК-области регистрируется болометрами — детекторами, чувствительными к нагреву инфракрасным излучением. ИК-аппаратура находит широкое применение как в военной технике (например, для наведения ракет), так и в гражданской (например, в волоконно-оптических системах связи). В качестве оптических элементов в ИК-спектрометрах используются либо линзы и призмы, либо дифракционные решётки и зеркала. Чтобы исключить поглощение излучения в воздухе, спектрометры для дальней ИК-области изготавливаются в вакуумном варианте.

Термография Инфракрасная термография, тепловое изображение или тепловое видео — это научный способ получения термограммы — изображения в инфракрасных лучах, показывающего картину распределения температурных полей. Термографические камеры или тепловизоры обнаруживают излучение в инфракрасном диапазоне электромагнитного спектра (примерно 900-14000 нм) и на основе этого излучения создают изображения, позволяющие определить перегретые или переохлаждённые места. Так как инфракрасное излучение испускается всеми объектами, имеющими температуру, термография позволяет «видеть» окружающую среду с или без видимого света.

Изображения человека, полученные в инфракрасном излучении Величина излучения, испускаемого объектом, увеличивается с повышением его температуры, поэтому термография позволяет нам видеть различия в температуре. Когда смотрим через тепловизор, то тёплые объекты видны лучше, чем охлаждённые до температуры окружающей среды, люди и теплокровные животные легче заметны в окружающей среде, как днём, так и ночью.

Среднее инфракрасное излучение регистрируется тепловизорами. Наиболее популярное применение тепловизоров – это поиск утечек тепла и бесконтактный контроль температуры. Дальнее инфракрасное излучение (самое длинноволновое) применяют в медицине в физиотерапии. Оно проникает под кожу и нагревает внутренние органы, не обжигая при этом кожу.

Нас же больше всего интересует ближнее (самое коротковолновое) инфракрасное излучение. Это уже не тепловое излучение окружающих предметов комнатной температуры, но ещё не видимый свет. В этом диапазоне частот довольно сильно излучают предметы, нагретые до заметного красного свечения. Например, гвоздь, нагретый докрасна на пламени газовой плиты в инфракрасном свете – ярко белый. Участки более холодные (покраснение которых незаметно в видимом спектре) остаются тёмными в ИК.

Очень необычно выглядит водная гладь в ИК-диапазоне. Вода поглощает ИК излучение лучше видимого и выглядит в ИК диапазоне гораздо темнее, чем в видимом. Однако при этом отражающая способность чуть лучше, чем в видимом свете. Эти факторы вместе создают ощущение тёмного зеркала.

Сильно преображается в ИК-диапазоне листва деревьев и трава. Они становятся очень светлыми, практически белыми. Что, впрочем, вполне логично – листья на солнце не должны нагреваться, а в ИК поступает самое большое количество энергии Солнца. Стволы деревьев и высохшая растительность поглощает ИК-излучение и выглядит значительно темнее. Этой особенностью ИК-снимков пользуются при аэрофотосъёмке для нужд сельского хозяйства, чтобы выделить участки с погибшей растительностью. Снимки с обилием листвы становятся похожими на зимние пейзажи. Цветы в ИК могут оказаться как светлыми, так и тёмными. Насекомые чаще всего оказываются очень темными - поскольку они не могут поддерживать температуру своего тела, им выгодно максимально хорошо поглощать солнечное тепло.

Увидеть невидимое: инфракрасная фотография http://loveopium.ru/neobychnoe/infrakrasnaya-fotografiya.html За гранью видимого. Инфракрасное фото — основы и примеры http://lightroom.ru/photomaster/1567-nevidimyj-mir-osnovy-infrakrasnoj-semki-primery-foto.html Что такое инфракрасная фотография? http://gummy-beer.livejournal.com/681906.html

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!