|
|
Теория инфракрасного излучения
Инфракрасное излучение – что же это такое? Опасное излучение (радиация?!), которого следует избегать любой ценой, или просто необходимость, без которой невозможно жить? Часть солнечного света или электромагнитные волны? Давайте попробуем разобраться. Для этого придется вспомнить кое-что из школьного курса физики и совсем немного из биологии.
Начнем с открытия. Открыто инфракрасное излучение было в 1800 г. английским ученым В. Гершелем. Гершель обнаружил, что в полученном им с помощью призмы спектре Солнца за границей красного, т.е. уже в невидимой области, температура термометра повышается. Термометр, помещенный в эту область, показывал бОльшую температуру, чем контрольный термометр. Далее было доказано, что излучение в этой области подчиняется законам оптики, следовательно, имеет ту же природу, что и свет.
Спустя 123 года после открытия инфракрасного излучения советский физик А.А. Глаголева-Аркадьева получила радиоволны с длиной волны равной приблизительно 80 мкм, т.е. располагающиеся в инфракрасном диапазоне длин волн. Это доказало, что свет, инфракрасные лучи и радиоволны имеют одинаковую природу, все это лишь разновидности обычных электромагнитных волн. Электромагнитные волны окружают нас повсеместно. Они везде. С их помощью мы слушаем радио, смотрим телевизор, общаемся по мобильному телефону. Без всего этого наша жизнь была бы не просто другой, намного более тяжелой или неудобной, наша жизнь была бы просто невозможной! Ведь свет – это тоже электромагнитные волны. С помощью электромагнитных волн у нас есть возможность видеть окружающие нас предметы.
Итак, инфракрасные волны располагаются в диапазоне между красным концом видимого спектра с длиной волны 7,4х10-7м и короткими радиоволнами 2х10-3 м. Сейчас весь диапазон инфракрасного излучения подразделяют на три составляющих:
· коротковолновая область: l=0,74 - 2,5 мкм;
· средневолновая область: l=2,5 - 50 мкм;
· длинноволновая область: l=50-2000 мкм.
Так же необходимо знать, что все тела, твердые и жидкие, нагретые до определенной температуры излучают энергию в инфракрасном спектре.
При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. При температуре, не превышающей 300 градусов Цельсия, излучение происходит полностью в инфракрасном спектре. При этом тело кажется темным. При повышении температуры тела-излучателя спектр излучения смещается в видимую область, при этом тело становиться сначала темно-красным, затем красным, потом желтым и уже при очень высоких температурах (»5000° C) оно кажется белым.
Все это необходимо знать при выборе инфракрасного излучателя. Многие производители нагревателей указывают на своих изделиях нечто вроде: темные нагреватели, длинноволновые или светлые нагреватели. Не так просто разобраться, что к чему. Все это инфракрасные нагреватели, их отличают лишь длина волны и температура излучающей поверхности.
Самым известным инфракрасным излучателем, безусловно, является Солнце. Без его света на Земле не зародилась бы жизнь, без него же она не продолжалась бы сейчас. Солнце находится на расстоянии многих миллионов километров. 147,5 млн. км – наименьшее расстояние. Как известно, орбита имеет форму эллипса, следовательно, расстояние переменно. Однако, это не мешает Солнцу передавать энергию через все это громадное пространство, практически не расходуя её (энергию), не нагревая его (пространство). Вместо этого нагревается непосредственно земля, на которую попадают солнечные лучи, и уже земля и другие нагретые Солнцем предметы нагревают воздух.
Так что же мы имеем в итоге? А имеем мы вот что: инфракрасное излучение это практически то же, что и обычный свет. Единственное отличие заключается в том, что при попадании на предметы видимая часть спектра становится освещением, а инфракрасные волны поглощаются телом, превращаясь при этом в энергию тепла. Без него немыслима жизнь на нашей планете. При распространении инфракрасного излучения в пространстве практически не происходит потерь энергии. По сути, это природный и самый совершенный метод обогрева.
|
