Infrarooi

in Wikipedia, die vrye ensiklopedie
Spring na: navigasie, soek
’n Valskleurfoto van twee mense in lang-infrarooilig.
Hierdie infrarooifoto van die ruimte wys die (vals) kleure blou, groen en rooi in onderskeidelik golflengtes van 3,4, 4,6 en 12 µm.

Infrarooi, infrarooilig of infrarooistraling is elektromagnetiese straling met langer golflengtes as dié van sigbare lig; dit strek van die rooi kant van die sigbare spektrum by 700 nm (nanometer) tot by 1 mm. Hierdie reeks golflengtes stem ooreen met ’n reeks frekwensies van sowat 430 THz tot 300 GHz, en sluit in die grootste deel van die termiese straling wat teen kamertemperatuur deur voorwerpe uitgestraal word.

Net meer as die helfte van die Son se energie bereik die Aarde in die vorm van infrarooistraling. Die balans tussen geabsorbeerde en uitgestraalde infrarooi het ’n uiters belangrike uitwerking op die Aarde se klimaat.

Geskiedenis[wysig]

Die bestaan van infrarooilig is in 1800 deur die sterrekundige William Herschel ontdek. Hy het die temperatuur van ’n spektrum wat deur ’n prisma val, met ’n termometer gemeet en vasgestel die temperatuur in die rooi deel van die spektrum is hoër as in die blou deel. In die deel anderkant die rooi het hy ’n nog hoër temperatuur gemeet en tot die gevolgtrekking gekom dat in dié deel van die spektrum lig bestaan wat nie vir die menslike oog sigbaar is nie.

Infrarooi beteken "onder rooi", want die frekwensie van infrarooistraling is net laer as dié van rooi lig.

Gebruike[wysig]

Infrarooilig word in die nywerheid, wetenskap en geneeskunde gebruik. Nagsigtoestelle wat aktiewe naby-infrarooibeligting gebruik, laat ’n mens toe om mense of diere te sien sonder om self gesien te word. In infrarooisterrekunde word infrarooiteleskope gebruik om deur stowwerige gebiede in die ruimte soos molekulêre wolke te sien, asook dinge waar te neem soos planete en voorwerpe met rooiverskuiwing uit die vroeë dae van die heelal se bestaan.[1] Termiese infrarooikameras word gebruik om hitteverlies in geïsoleerde stelsels, veranderde bloedvloei in die vel en oorverhitting in elektriese toestelle waar te neem.

Termiese infrafooibeelde word algemeen in die weermag en die burgerlike lewe gebruik. Militêre gebruik sluit in die opspoor van teikens, monitering en nagvisie. Mense straal by normale liggaamstemperatuur hoofsaaklik uit by golflengtes van sowat 10 μm (mikrometer). Nie-militêre gebruike sluit in die inspeksie van nywerheidsgeriewe, draadlose kommunikasie op ’n kort afstand, spektroskopie, omgewingsmonitering en weervoorspelling.

’n Ratelslang met ’n hittesintuig.

Ook diere kan infrarooi waarneem. Ratelslange het spesiale groefies tussen hul neusgate en oë waarmee hulle warm prooi kan opspoor. Die groefies bevat hittereseptore wat gevoelig is vir temperatuurstyging. Saam met sy oë stel die groefies die slang ook in staat om diepte waar te neem en dus kan hulle hul prooi in die donker redelik akkuraat raak pik. Slange kan temperatuursverkille van net 0,003 °C waarneem[2]. Ook die boa het hittegevoelige organe.

Elektromagnetiese spektrum[wysig]

Infrarooilig strek van die rooi kant van die sigbare spektrum by 700 nm tot by 1 mm. Hierdie reeks golflengtes stem ooreen met ’n reeks frekwensies van sowat 430 THz tot 300 GHz,[3] Onder infrarooi is die mikrogolfdeel van die elektromagnetiese spektrum.

Ligvergelyking[4]
Naam Golflengte Frekwensie (Hz) Fotonenergie (eV)
Gammastraal Minder as 0,01 nm Meer as 10 EHz 124 keV – 300+ GeV
X-straal 0,01 nm – 10 nm 30 EHz – 30 PHz 124 eV  – 124 keV
Ultraviolet 10 nm – 380 nm 30 PHz – 790 THz 3,3 eV – 124 eV
Sigbare lig 380 nm–700 nm 790 THz – 430 THz 1,7 eV – 3,3 eV
Infrarooi 700 nm – 1 mm 430 THz – 300 GHz 1,24 meV – 1,7 eV
Mikrogolf 1 mm – 1 meter 300 GHz – 300 MHz 1,24 µeV – 1,24 meV
Radiogolf 1 m – 100 000 km 300 GHz – 3 Hz 12,4 feV – 1,24 meV

Natuurlike infrarooi[wysig]

Sonlig, teen ’n effektiewe temperatuur van 5 780 kelvin, bestaan uit byna-termiesespektrum-bestraling waarvan net meer as die helfte infrarooi is. As die Son op sy hoogste is, het sonlig ’n bestralingsterkte by die seevlak van net meer as 1 kilowatt per vierkante meter. Van dié energie is 527 watt infrarooistraling, 445 watt is sigbare lig en 32 watt is ultravioletstraling.[5]

Op die oppervlak van die Aarde, teen veel laer temperature as op dié van die Son, bestaan feitlik alle termiese straling uit infrarooi in verskeie golflengtes. Van hierdie natuurlike termiese stralingsprosesse is net weerlig en natuurlike brande warm genoeg om baie sigbare energie te vervaardig, en brande vervaardig veel meer infrarooi- as sigbarelig-energie.

Verdeling van die infrarooiband[wysig]

In die algemeen straal voorwerpe infrarooi oor ’n spektrum golflengtes uit, maar soms is net ’n deel van dié spektrum van belang omdat sensors gewoonlik net straling in ’n spesifieke bandbreedte meet. Termiese infrarooistraling het ook ’n maksimum emissiegolflengte, wat omgekeer eweredig is aan die absolute temperatuur van die voorwerp, in ooreenstemming met die Wet van Wien.

Daarom word die infrarooiband dikwels opgedeel in kleiner dele. ’n Algemene skema is:[6]

Naam Afkorting Golflengte Fotonenergie
Naby-infrarooi NIR, IR-A DIN 0,75–1,4 µm 0,9–1,7 eV
Kort-infrarooi SWIR, IR-B DIN 1,4-3 µm 0,4–0,9 eV
Middel-infrarooi MWIR, IR-C DIN; MidIR.[7] 3–8 µm 150–400 meV
Lang-infrarooi LWIR, IR-C DIN 8–15 µm 80–150 meV
Ver-infrarooi FIR 15–1,000 µm 1,2–80 meV

NIR en SWIR word soms "weerkaatste infrarooi" genoem, en MWIR en LWIR "termiese infrarooi".

Verwysings[wysig]

  1. IR Astronomy: Overview”. NASA Infrared Astronomy and Processing Center. URL besoek op 2006-10-30.
  2. Butler AB, Hodos W. 2005. Comparative Vertebrate Neuroanatomy: Evolution and Adaptation. 2de uitg. Wiley-Liss. 744 pp. ISBN 0-471-21005-6.
  3. Liew, S. C.. “Electromagnetic Waves”. Centre for Remote Imaging, Sensing and Processing. URL besoek op 2006-10-27.
  4. C.R. Nave – Hyperphysics: Electromagnetic Spectrum
  5. Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5”. URL besoek op 2009-11-12.
  6. Byrnes, James (2009). Unexploded Ordnance Detection and Mitigation. Springer, 21–22. ISBN 978-1-4020-9252-7. 
  7. "Photoacoustic technique 'hears' the sound of dangerous chemical agents". URL besoek op 8 September 2012.

Eksterne skakels[wysig]