8. So sánh tia hồng ngoại xa và tia hồng ngoại gần

Mục lục của trang này:

①Loại tia hồng ngoại
②Chênh lệch tần số = chênh lệch công suất sưởi
③ Độ lệch tần số = Độ cộng hưởng với tần số dao động tự nhiên
④ Sức xuyên thấu = cơ thể con người
⑤ Sức xuyên thấu = bầu không khí
⑥Sự khác biệt do màu sắc
[Mục lục khoa học về tia hồng ngoại ]

①Loại tia hồng ngoại

②Chênh lệch tần số = chênh lệch công suất sưởi

Như đã rõ trong “Định luật chuyển mạch Wien”, nhiệt độ của lò sưởi càng cao thì nó càng chuyển sang tia hồng ngoại gần.
Tia hồng ngoại gần thích hợp cho các ứng dụng sưởi ấm ở nhiệt độ cao.

③ Độ lệch tần số = Độ cộng hưởng với tần số dao động tự nhiên

Khi tần số của sóng điện từ phù hợp với dao động của các phân tử của một chất (dao động mạng), năng lượng của bức xạ điện từ bị hấp thụ (hấp thụ cộng hưởng), làm tăng dao động của các phân tử và tăng nhiệt độ.
Năng lượng cần thiết cho sự kích thích dao động và quay của một phân tử thay đổi tùy thuộc vào cấu trúc hóa học của phân tử.
Cường độ hấp thụ/tần số năng lượng hấp thụ này được gọi là “dải hấp thụ”.
Vì vậy, vật liệu có dải hấp thụ ở vùng hồng ngoại gần thích hợp để gia nhiệt ở hồng ngoại gần.
Tương tự, những loại có dải hấp thụ ở dải hồng ngoại xa thích hợp để sưởi ấm hồng ngoại xa.

④ Sức xuyên thấu = cơ thể con người

Tia hồng ngoại gần có thể xuyên qua bề mặt da ở độ sâu vài mm.
Các ngân hàng và các tổ chức khác gần đây đã giới thiệu một phương pháp sử dụng tính năng này để xác thực các cá nhân bằng cách kiểm tra các mẫu tĩnh mạch trên ngón tay và lòng bàn tay của họ bằng ánh sáng hồng ngoại gần.
Phần lớn năng lượng của tia hồng ngoại xa được hấp thụ bởi bề mặt cách bề mặt da khoảng 0,2 mm.

Nobuo Terada “Đặc điểm thâm nhập của da người ở vùng hồng ngoại”
N.Terada và cộng sự,”Quang phổ bức xạ của cơ thể người sống”,
Tạp chí Vật lý Nhiệt Quốc tế, tập 7, tr.1101-1113, 1986.

⑤ Sức xuyên thấu = bầu không khí

Có những dải trong khí quyển có xu hướng hấp thụ tia hồng ngoại.
Dải 4,3 micron là dải hấp thụ carbon dioxide.
Dải 6,5 micron là dải hấp thụ hơi nước.
Dải có khả năng truyền hồng ngoại tốt được gọi là “cửa sổ khí quyển” và được sử dụng để quan sát thời tiết bằng vệ tinh nhân tạo.

⑥Sự khác biệt do màu sắc

Màu sắc của một vật thể được xác định bởi bước sóng ánh sáng mà nó hấp thụ và bước sóng nào nó phản xạ.
Bước sóng của ánh sáng có thể nhìn thấy bằng mắt thường (ánh sáng khả kiến) dao động trong khoảng 0,4 đến 0,7 μm.
Các vật màu trắng không hấp thụ nhiều ánh sáng khả kiến và phản xạ nó, còn các vật màu đen hấp thụ ít ánh sáng khả kiến và không phản xạ nó.
Trong vùng ánh sáng khả kiến, vật màu đen hấp thụ nhiều năng lượng hơn vật màu trắng và nóng lên.
Tia hồng ngoại gần có bước sóng từ 0,7 đến 3 μm và gần với ánh sáng khả kiến.
Không có mối quan hệ trực tiếp giữa màu sắc và sự hấp thụ hồng ngoại.
Tuy nhiên, vì bước sóng của ánh sáng khả kiến và tia hồng ngoại gần kề nhau nên rất có khả năng vật màu trắng có đặc tính phản xạ tia hồng ngoại gần, còn vật màu đen có thể có đặc tính hấp thụ tia hồng ngoại gần.
Sự gần đúng của các dải lân cận trở nên yếu hơn khi bước sóng càng đi xa hơn, do đó sự gần đúng trở nên yếu hơn theo thứ tự Hồng ngoại gần> hồng ngoại giữa > hồng ngoại xa.
Khi sấy vật liệu in, nếu in mực đen trên giấy trắng và chỉ sấy mực đen thì dùng tia hồng ngoại gần là phù hợp vì năng lượng tập trung ở mực đen.
Ngược lại, để in màu, tia hồng ngoại xa lại phù hợp vì chúng có ít sự khác biệt về độ hấp thụ giữa các màu.
Do sự đổi mới công nghệ của các nhà sản xuất sơn và phim, nhiều sản phẩm màu trắng có khả năng hấp thụ hồng ngoại cao và sản phẩm màu đen có độ phản xạ hồng ngoại cao đã được phát triển.