ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ మరియు దాని అప్లికేషన్లు

0.74 మైక్రాన్ల నుండి 2 మిమీ వరకు తరంగదైర్ఘ్యం కలిగిన విద్యుదయస్కాంత వికిరణాన్ని భౌతిక శాస్త్రంలో ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ లేదా ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కిరణాలు అంటారు, దీనిని సంక్షిప్తంగా «IR» అని పిలుస్తారు. ఇది కనిపించే ఆప్టికల్ రేడియేషన్ (ఎరుపు ప్రాంతంలో ఉద్భవించడం) మరియు షార్ట్-వేవ్ రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి మధ్య ఉండే విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటంలో కొంత భాగాన్ని ఆక్రమిస్తుంది.

ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ ఆచరణాత్మకంగా మానవ కన్ను కాంతిగా గుర్తించబడనప్పటికీ మరియు నిర్దిష్ట రంగును కలిగి లేనప్పటికీ, ఇది ఆప్టికల్ రేడియేషన్‌కు చెందినది మరియు ఆధునిక సాంకేతిక పరిజ్ఞానంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ఇన్‌ఫ్రారెడ్ తరంగాలు, లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, శరీర ఉపరితలాలను వేడి చేస్తాయి, అందుకే ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్‌ను తరచుగా థర్మల్ రేడియేషన్ అని కూడా పిలుస్తారు. మొత్తం పరారుణ ప్రాంతం షరతులతో మూడు భాగాలుగా విభజించబడింది:

• దూర పరారుణ ప్రాంతం - 50 నుండి 2000 మైక్రాన్ల వరకు తరంగదైర్ఘ్యాలతో;

• మధ్య-IR ప్రాంతం - 2.5 నుండి 50 మైక్రాన్ల వరకు తరంగదైర్ఘ్యాలతో;

• పరారుణ ప్రాంతం సమీపంలో - 0.74 నుండి 2.5 మైక్రాన్ల వరకు.

ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ 1800లలో కనుగొనబడింది.ఆంగ్ల ఖగోళ శాస్త్రవేత్త విలియం హెర్షెల్ ద్వారా, మరియు తరువాత, 1802లో, స్వతంత్రంగా ఆంగ్ల శాస్త్రవేత్త విలియం వోలాస్టన్.

IR స్పెక్ట్రా

పరారుణ కిరణాల రూపంలో పొందిన అటామిక్ స్పెక్ట్రా సరళంగా ఉంటుంది; ఘనీభవించిన పదార్థం స్పెక్ట్రా — నిరంతర; మాలిక్యులర్ స్పెక్ట్రా బ్యాండ్ చేయబడింది. ముగింపు ఏమిటంటే, పరారుణ కిరణాల కోసం, విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటంలోని కనిపించే మరియు అతినీలలోహిత ప్రాంతాలతో పోలిస్తే, ప్రతిబింబం, ప్రసారం, వక్రీభవనం యొక్క గుణకం వంటి పదార్ధాల యొక్క ఆప్టికల్ లక్షణాలు చాలా భిన్నంగా ఉంటాయి.

చాలా పదార్థాలు, అవి కనిపించే కాంతిని ప్రసారం చేసినప్పటికీ, పరారుణ పరిధిలోని తరంగాలకు అపారదర్శకంగా మారతాయి.

ఉదాహరణకు, అనేక సెంటీమీటర్ల మందపాటి నీటి పొర 1 మైక్రాన్ కంటే ఎక్కువ పరారుణ తరంగాలకు అపారదర్శకంగా ఉంటుంది మరియు కొన్ని పరిస్థితులలో థర్మల్ ప్రొటెక్షన్ ఫిల్టర్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. మరియు జెర్మేనియం లేదా సిలికాన్ పొరలు కనిపించే కాంతిని ప్రసారం చేయవు, కానీ ఒక నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క పరారుణ కిరణాలను బాగా ప్రసారం చేస్తాయి. ఫార్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కిరణాలు నల్ల కాగితం ద్వారా సులభంగా ప్రసారం చేయబడతాయి మరియు వాటి ఐసోలేషన్‌కు ఫిల్టర్‌గా ఉపయోగపడతాయి.

అల్యూమినియం, బంగారం, వెండి మరియు రాగి వంటి చాలా లోహాలు ఎక్కువ తరంగదైర్ఘ్యంతో పరారుణ వికిరణాన్ని ప్రతిబింబిస్తాయి, ఉదాహరణకు, 10 మైక్రాన్ల పరారుణ తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద, లోహాల నుండి ప్రతిబింబం 98%కి చేరుకుంటుంది. నాన్-మెటాలిక్ స్వభావం యొక్క ఘనపదార్థాలు మరియు ద్రవాలు ఒక నిర్దిష్ట పదార్ధం యొక్క రసాయన కూర్పుపై ఆధారపడి IR పరిధిలో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే ప్రతిబింబిస్తాయి. వివిధ మాధ్యమాలతో పరారుణ కిరణాల పరస్పర చర్య యొక్క ఈ లక్షణాల కారణంగా, అవి అనేక అధ్యయనాలలో విజయవంతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్కాటరింగ్

భూమి యొక్క వాతావరణం గుండా సూర్యుని ద్వారా విడుదలయ్యే పరారుణ తరంగాలు పాక్షికంగా చెల్లాచెదురుగా ఉంటాయి మరియు గాలి అణువులు మరియు అణువుల ద్వారా క్షీణించబడతాయి. వాతావరణంలోని ఆక్సిజన్ మరియు నత్రజని పరారుణ కిరణాలను పాక్షికంగా బలహీనపరుస్తాయి, వాటిని చెదరగొట్టడం, కానీ వాటిని పూర్తిగా గ్రహించవు, ఎందుకంటే అవి కనిపించే స్పెక్ట్రం యొక్క కిరణాలలో కొంత భాగాన్ని గ్రహిస్తాయి.

వాతావరణంలో ఉన్న నీరు, కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు ఓజోన్ పరారుణ కిరణాలను పాక్షికంగా గ్రహిస్తాయి మరియు నీరు వాటిని ఎక్కువగా గ్రహిస్తుంది ఎందుకంటే దాని పరారుణ శోషణ స్పెక్ట్రా ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రం యొక్క మొత్తం ప్రాంతంపైకి వస్తుంది మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ యొక్క శోషణ స్పెక్ట్రా మధ్య ప్రాంతంలో మాత్రమే వస్తుంది. .

భూమి యొక్క ఉపరితలం సమీపంలోని వాతావరణం యొక్క పొరలు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్‌ను చాలా తక్కువగా ప్రసారం చేస్తాయి, ఎందుకంటే పొగ, ధూళి మరియు నీరు దానిని మరింతగా తగ్గించి, శక్తిని వాటి కణాలపై వెదజల్లుతుంది.చిన్న కణాలు (పొగ, ధూళి, నీరు మొదలైనవి) , తక్కువ IR స్కాటరింగ్ మరియు మరింత కనిపించే తరంగదైర్ఘ్యం వికీర్ణం. ఈ ప్రభావం ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఫోటోగ్రఫీలో ఉపయోగించబడుతుంది.

ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ యొక్క మూలాలు

భూమిపై నివసించే మనకు, సూర్యుడు ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ యొక్క చాలా శక్తివంతమైన సహజ మూలం, ఎందుకంటే దాని విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటంలో సగం పరారుణ పరిధిలో ఉంటుంది. ప్రకాశించే దీపములు, పరారుణ స్పెక్ట్రం రేడియేషన్ శక్తిలో 80% వరకు ఉంటుంది.

అలాగే, ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ యొక్క కృత్రిమ మూలాలు: ఎలక్ట్రిక్ ఆర్క్, గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్ లాంప్స్ మరియు, వాస్తవానికి, హీటింగ్ ఎలిమెంట్స్ యొక్క గృహ హీటర్లు.సైన్స్‌లో, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ తరంగాలను పొందడానికి, నెర్న్‌స్ట్ పిన్, టంగ్‌స్టన్ ఫిలమెంట్స్, అలాగే అధిక పీడన పాదరసం దీపాలు మరియు ప్రత్యేక IR లేజర్‌లు కూడా ఉపయోగించబడతాయి (నియోడైమియమ్ గ్లాస్ 1.06 మైక్రాన్ల తరంగదైర్ఘ్యాన్ని ఇస్తుంది మరియు హీలియం-నియాన్ లేజర్ - 1.15 మరియు 3.39 మైక్రాన్లు, కార్బన్ డయాక్సైడ్ - 10.6 మైక్రాన్లు).

IR రిసీవర్లు

ఇన్ఫ్రారెడ్ వేవ్ రిసీవర్ల యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం సంఘటన రేడియేషన్ యొక్క శక్తిని కొలత మరియు ఉపయోగం కోసం అందుబాటులో ఉన్న ఇతర రకాల శక్తిగా మార్చడంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. రిసీవర్‌లో శోషించబడిన ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ థర్మోసెన్సిటివ్ మూలకాన్ని వేడి చేస్తుంది మరియు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల నమోదు చేయబడుతుంది.

ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ IR రిసీవర్‌లు IR స్పెక్ట్రం యొక్క నిర్దిష్ట ఇరుకైన భాగానికి ప్రతిస్పందనగా విద్యుత్ వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, దీని కోసం అవి పనిచేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి, అంటే IR ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ రిసీవర్లు ఎంపిక చేయబడతాయి. 1.2 μm వరకు ఉన్న IR తరంగాల కోసం, ఫోటోగ్రాఫిక్ రిజిస్ట్రేషన్ ప్రత్యేక ఫోటోగ్రాఫిక్ ఎమల్షన్లను ఉపయోగించి నిర్వహించబడుతుంది.

ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ సైన్స్ మరియు టెక్నాలజీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది, ముఖ్యంగా ఆచరణాత్మక పరిశోధన సమస్యలను పరిష్కరించడానికి. పరారుణ ప్రాంతంలోకి వచ్చే అణువులు మరియు ఘనపదార్థాల శోషణ మరియు ఉద్గార వర్ణపటాన్ని అధ్యయనం చేస్తారు.

పరిశోధనకు ఈ విధానాన్ని ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ అని పిలుస్తారు, ఇది పరిమాణాత్మక మరియు గుణాత్మక వర్ణపట విశ్లేషణ చేయడం ద్వారా నిర్మాణ సమస్యలను పరిష్కరించడానికి అనుమతిస్తుంది. దూర పరారుణ ప్రాంతం పరమాణు ఉపవిమానాల మధ్య పరివర్తనాల వల్ల ఉద్గారాలను కలిగి ఉంటుంది. IR స్పెక్ట్రాకు ధన్యవాదాలు, మీరు అణువుల ఎలక్ట్రాన్ షెల్స్ యొక్క నిర్మాణాలను అధ్యయనం చేయవచ్చు.

మరియు ఇది ఫోటోగ్రఫీ గురించి చెప్పనవసరం లేదు, అదే వస్తువు మొదట కనిపించే మరియు తరువాత ఇన్‌ఫ్రారెడ్ శ్రేణిలో ఫోటో తీయబడినప్పుడు భిన్నంగా కనిపిస్తుంది, ఎందుకంటే విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటంలోని వివిధ ప్రాంతాలకు ప్రసారం, వెదజల్లడం మరియు ప్రతిబింబంలో వ్యత్యాసం కారణంగా, కొన్ని అంశాలు మరియు వివరాలు అసాధారణమైన ఫోటో షూటింగ్ మోడ్‌లో పూర్తిగా కనిపించకుండా పోయి ఉండవచ్చు: ఒక సాధారణ ఫోటోలో, ఏదో మిస్ అవుతుంది మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఫోటోలో అది కనిపిస్తుంది.

ఇన్ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ యొక్క పారిశ్రామిక మరియు వినియోగదారు ఉపయోగాలను తక్కువగా అంచనా వేయలేము. ఇది పరిశ్రమలో వివిధ ఉత్పత్తులు మరియు పదార్థాలను ఎండబెట్టడం మరియు వేడి చేయడం కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఇళ్లలో, ప్రాంగణం వేడి చేయబడుతుంది.

ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌లు విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటంలోని ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ప్రాంతంలో సెన్సిటివ్‌గా ఉండే ఫోటోకాథోడ్‌లను ఉపయోగిస్తాయి, ఇది కంటితో కనిపించని వాటిని చూడటానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తుంది.

ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కిరణాలు, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ బైనాక్యులర్‌లు - రాత్రి పరిశీలన కోసం, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ దృశ్యాలు - పూర్తి చీకటిలో గురిపెట్టడం కోసం మొదలైన వస్తువుల వికిరణం కారణంగా నైట్ విజన్ పరికరాలు చీకటిలో చూడటానికి మిమ్మల్ని అనుమతిస్తాయి. మార్గం ద్వారా, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ రేడియేషన్ సహాయంతో, మీరు ఖచ్చితమైన మీటర్ ప్రమాణాన్ని పునరుత్పత్తి చేయగలదు.

IR తరంగాల యొక్క అత్యంత సున్నితమైన రిసీవర్లు వాటి థర్మల్ రేడియేషన్ ద్వారా వివిధ వస్తువుల దిశను నిర్ణయించడానికి అనుమతిస్తాయి, ఉదాహరణకు, క్షిపణి మార్గదర్శక వ్యవస్థలు పని చేస్తాయి, ఇవి అదనంగా వారి స్వంత IR రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి.

ఇన్‌ఫ్రారెడ్ కిరణాలపై ఆధారపడిన రేంజ్‌ఫైండర్‌లు మరియు లొకేటర్‌లు చీకటిలో కొన్ని వస్తువులను గమనించడానికి మరియు వాటికి దూరాన్ని అధిక ఖచ్చితత్వంతో కొలవడానికి అనుమతిస్తాయి. IR లేజర్‌లను శాస్త్రీయ పరిశోధనలో, వాతావరణాన్ని పరిశీలించడానికి, అంతరిక్ష సమాచార మార్పిడికి మరియు మరిన్నింటిలో ఉపయోగిస్తారు.