Ιδιότητες υπέρυθρου φωτός

Ο William Herschel ανίχνευσε για πρώτη φορά το υπέρυθρο φως τον δέκατο όγδοο αιώνα. Η φύση και οι ιδιότητές του έγιναν σταδιακά γνωστά στον επιστημονικό κόσμο. Το υπέρυθρο φως είναι μια μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, όπως ακτίνες Χ, ραδιοκύματα, μικροκύματα και συνηθισμένο φως που μπορεί να ανιχνεύσει το ανθρώπινο μάτι. Το υπέρυθρο φως διαθέτει πολλές κοινές ιδιότητες με όλες τις άλλες ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες συν ειδικές ιδιότητες που είναι μοναδικά δικές του.

Όλη η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, συμπεριλαμβανομένου του υπέρυθρου φωτός, προέρχεται όταν υπάρχει κάποια μεταβολή στην κίνηση των ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, όταν ένα ηλεκτρόνιο κινείται από υψηλότερη τροχιά ή επίπεδο ενέργειας σε χαμηλότερο, ακολουθεί η εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Το υπέρυθρο φως και άλλη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία αποτελούνται από εγκάρσια κύματα. Όταν η μετατόπιση ή η κυματισμός ενός κύματος βρίσκεται σε ορθή γωνία προς την κατεύθυνση στην οποία κινείται η ενέργεια του κύματος, το κύμα είναι ένα εγκάρσιο κύμα, σύμφωνα με το "Serway's College Physics".

Τα κύματα του υπέρυθρου φωτός έχουν τα δικά τους μοναδικά μήκη κύματος. Το μικρότερο μήκος υπερύθρων κυμάτων είναι περίπου 0,7 μικρά, σύμφωνα με το Τμήμα Αστρονομίας και Αστροφυσικής του Πανεπιστημίου του Σικάγο. Αλλά δεν υπάρχει γενική συμφωνία για το ανώτατο όριο. Τα μεγαλύτερα μήκη κύματος υπέρυθρης ακτινοβολίας είναι περίπου 350 μικρά, σύμφωνα με την Space Environment Technologies. Σύμφωνα με την RP Photonics, το ανώτερο όριο είναι περίπου 1000 μικρά. Ένα μικρό είναι το ένα εκατοστό του μέτρου.

Το υπέρυθρο φως, όπως και όλη η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, ταξιδεύει με ταχύτητα 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, σύμφωνα με το "Serway's College Physics."

Εκτός από τις κυματομορφές του, το υπέρυθρο φως εμφανίζει επίσης ιδιότητες που είναι χαρακτηριστικές των σωματιδίων. Η κβαντική θεωρία παρέχει ένα πλαίσιο στο οποίο το υπέρυθρο φως μπορεί να υπάρχει τόσο ως κύμα όσο και ως σωματίδιο ταυτόχρονα, σύμφωνα με το «The New Quantum Universe».

Όπως η ακτινοβολία του ορατού φωτός, η υπέρυθρη ακτινοβολία μπορεί να απορροφηθεί ή να ανακλαστεί, ανάλογα με τη φύση της ουσίας που προσβάλλει. Οι υδρατμοί, το διοξείδιο του άνθρακα και το όζον απορροφούν την υπέρυθρη ακτινοβολία αποτελεσματικά, σύμφωνα με το Oracle Education Foundation.

Η θερμότητα είναι μια μεταφορά ενέργειας. Το υπέρυθρο φως είναι ένα από τα μέσα με τα οποία πραγματοποιείται η μεταφορά ενέργειας, σύμφωνα με το "Serway's College Physics." Για παράδειγμα, οι ακτίνες που εκπέμπονται από τον ήλιο περιλαμβάνουν υπέρυθρη ακτινοβολία. Όταν αυτή η ακτινοβολία χτυπά μόρια οξυγόνου ή αζώτου στον αέρα ή τα μόρια σιδήρου σε ένα μεταλλικό φύλλο, τα κάνει να δονείται ή να κινείται γρηγορότερα. Τα μόρια θα έχουν τότε περισσότερη ενέργεια από πριν. Με άλλα λόγια, η υπέρυθρη ακτινοβολία προκαλεί τη ζέστη των υλικών.

Το υπέρυθρο φως εμφανίζει την ιδιότητα της διάθλασης. Αυτό σημαίνει ότι η κατεύθυνση στην οποία κινείται το φως πάσχει από μια μικρή αλλαγή κατεύθυνσης όταν η ακτινοβολία περνά από ένα μέσο, ​​όπως το διάστημα, σε ένα άλλο μέσο διαφορετικής πυκνότητας, όπως η Γη ατμόσφαιρα.

Εάν δύο υπέρυθρες ακτίνες του ίδιου μήκους κύματος συναντηθούν, θα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ανάλογα με τον τρόπο συμμετοχής τους, θα ακυρώσουν ή θα ενισχύσουν ο ένας τον άλλο σε διάφορους βαθμούς.