Question

红外线的作用？

Answer 1

红外线的作用较多，用途很广，以下通过几个例子进行说明：

（1）夜视

当可见光不足时，红外线用于夜视设备。夜视设备通过一个过程来运作，包括将环境光子光子转换为电子，然后通过化学和电子过程放大，然后转换回可见光。红外光源可用于增强夜视设备转换的可用环境光，增加黑暗中的可见度，而无需使用可见光源。红外光和夜视设备的使用不应与热成像混淆，热成像通过检测从物体和周围环境发出的红外辐射（热量），根据表面温度的差异生成图像。

（2）热成像

红外辐射可用于远程确定物体的温度（如果发射率已知）。这被称为温度记录法，或者在NIR中非常热的物体或可见的情况下称为高温测定法。热成像（热成像）主要用于军事和工业应用，但由于大量降低生产成本，该技术以汽车红外相机的形式进入公众市场。热像仪可检测电磁波谱（大约900-14,000纳米或0.9-14微米）的红外范围内的辐射并生成该辐射的图像。由于红外辐射是由所有物体根据其温度发射的，根据黑体辐射定律，热像仪可以在有或没有可见光照的情况下“观察”人的环境。物体发射的辐射量随着温度的升高而增加，因此热成像可以让人看到温度的变化（因此名称）。

（3）加热

红外辐射可以用作故意的加热源。例如，它被用在红外线桑拿房中以加热居住者。它也可以用于其他加热应用，例如去除飞机机翼上的冰（除冰）。红外线可以用于烹饪和加热食物，因为它主要加热不透明的吸收性物体，而不是它们周围的空气。红外加热在工业制造过程中也变得越来越流行，例如涂层固化，塑料成形，退火，塑料焊接和印刷干燥。在这些应用中，红外加热器取代对流烤箱和接触加热。通过将红外加热器的波长与材料的吸收特性相匹配来实现效率。

（4）通信

红外数据传输也用于计算机外围设备和个人数字助理之间的短距离通信。这些设备通常符合红外数据协会IrDA公布的标准。遥控器和IrDA设备使用红外发光二极管（LED）发射红外辐射，通过塑料透镜聚焦成窄光束。光束被调制，即开启和关闭，以防止来自其他红外线源（如日光或人造光线）的干扰。接收器使用硅 光电二极管将红外辐射转换为电流。它仅响应由发射器产生的快速脉冲信号，并缓慢地从环境光中滤除变化的红外辐射。红外通讯适用于人口密度高的地区的室内使用。红外线不会穿透墙壁，因此不会与相邻房间中的其他设备发生干扰。红外线是遥控器控制电器的最常见方式。红外遥控协议（如RC-5，SIRC）用于与红外通信。使用红外激光器进行自由空间光通信可能是一种相对便宜的方式，在工作速度高达4千兆比特/秒的城市地区安装通信链路，相比埋入光缆的成本，辐射损伤除外。“由于眼睛无法检测红外，因此可能不会发生眨眼或闭眼以帮助预防或减少损伤。”红外激光器被用来为光纤通信系统提供光。波长大约为1,330纳米（最小色散）或1,550纳米（最佳透射率）的红外光是标准二氧化硅光纤的最佳选择。通过RIAS（远程红外声频标识）项目正在研究印刷标志的编码音频版本的红外数据传输，以帮助视障人士。将IR数据从一个设备传输到另一个设备有时被称为发光。

（5）天文学

天文学家使用光学元件（包括反射镜，透镜和固态数字探测器）观察电磁波谱中红外部分的物体。出于这个原因，它被归类为光学天文学的一部分。为了形成图像，红外望远镜的组件需要小心屏蔽热源，探测器使用液氦冷冻。

地基红外望远镜的灵敏度受到大气中水汽的显着限制，它吸收了从选定大气窗口外部空间到达的部分红外辐射。通过将望远镜天文台放置在高海拔处，或者在望远镜的高空携带气球或飞机，可以部分缓解这种局限性。太空望远镜不会受到这种障碍的困扰，因此外太空被认为是红外天文学的理想地点。

该光谱的红外部分对天文学家有几个有用的好处。我们银河系中的气体和尘埃的冷，黑暗的分子云将在辐射热量照射下被嵌入恒星照射。在开始发射可见光之前，红外也可用于检测原生星。红外光谱中的恒星会释放出一小部分能量，因此可以更容易地检测附近的诸如行星等很酷的物体。（在可见光谱中，来自恒星的眩光将淹没来自行星的反射光。）

红外光对于观察活动星系的核心也很有用，它们通常在气体和灰尘中隐身。具有高红移的遥远星系将使其光谱的峰值部分向较长波长偏移，因此它们在红外线中更容易观察到。

扩展阅读：

红外辐射（IR）是具有比可见光更长的波长的电磁辐射（EMR），并且因此对于人眼通常是不可见的（尽管来自特定脉冲激光器的波长高达1050nm的IR可以在特定条件下被人看到）。它有时被称为红外光。IR波长从700 纳米（频率 430  THz）的可见光谱的标称红色边缘延伸到1  毫米（300  GHz）室温附近物体发出的大部分热辐射都是红外线。像所有的EMR，IR携带辐射能，并且表现都像波浪和类似其量子粒子，所述光子。

红外线是由天文学家爵士在1800发现了威廉·赫歇尔，谁通过其对温度计效应来发现一个类型的光谱能量比红光低，无形的辐射。太阳总能量的一半以上最终被发现以红外线的形式到达地球。吸收和发射的红外辐射之间的平衡对地球气候有重要影响。

红外辐射在改变其旋转振动运动时被分子发射或吸收。它通过偶极矩的变化激发分子中的振动模式，使其成为研究适当对称分子这些能态的有用频率范围。红外光谱检查红外范围内光子的吸收和透射。

红外辐射用于工业，科学，军事，执法和医疗应用。使用主动近红外照明的夜视设备可以在没有检测到观察者的情况下观察人或动物。红外天文学使用配有传感器的望远镜穿透分子云等空间中的灰尘区域，检测诸如行星等物体，并查看宇宙早期高度红移的物体。[8]红外热成像相机被用来检测热损失在绝缘系统中，来观察改变皮肤血流量，并检测电气设备的过热。

军事和民用应用的广泛用途包括目标获取，监视，夜视，归位和跟踪。正常人体温度下的人体主要辐射10微米（微米）左右的波长。非军事用途包括热效率分析，环境监测，工业设施检查，生长检测，远程温度传感，短距离无线通信，光谱学和天气预报。