Большая Советская энциклопедия II

ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

ИК излучение, инфракрасные лучи, электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны λ = 0,74мкм) и коротковолновым радиоизлучением (λ Инфракрасное излучение 1—2мм). Инфракрасную область спектра обычно условно разделяют на ближнюю (λ от 0,74 до 2,5мкм), среднюю (2,5—50мкм) и далёкую (50—2000мкм).
И. и. было открыто в 1800 английским учёным В. Гершелем, который обнаружил, что в полученном с помощью призмы спектре Солнца за границей красного света (т. е. в невидимой части спектра) температура термометра повышается (рис. 1). В 19 в. было доказано, что И. и. подчиняется законам оптики и, следовательно, имеет ту же природу, что и видимый свет. В 1923 советский физик А. А. Глаголева-Аркадьева получила радиоволны с λ Инфракрасное излучение 80мкм, т. е. соответствующие инфракрасному диапазону длин волн. Таким образом, экспериментально было доказано, что существует непрерывный переход от видимого излучения к И. и. и радиоволновому и, следовательно, все они имеют электромагнитную природу.
Спектр И. и., так же как и спектр видимого и ультрафиолетового излучений, может состоять из отдельных линий, полос или быть непрерывным в зависимости от природы источника И. и. Возбуждённые атомы или ионы испускают линейчатые инфракрасные спектры. Например, при электрическом разряде пары ртути испускают ряд узких линий в интервале 1,014—2,326мкм; атомы водорода — ряд линий в интервале 0,95—7,40мкм. Возбуждённые молекулы испускают полосатые инфракрасные спектры, обусловленные их колебаниями и вращениями (см. Молекулярные спектры). Колебательные и колебательно-вращательные спектры расположены главным образом в средней, а чисто вращательные — в далекой инфракрасной области.Так, например, в спектре излучения газового пламени наблюдается полоса около 2,7мкм, испускаемая молекулами воды, и полосы с λ ≈ 2,7мкми λ ≈ 4,2мкм, испускаемые молекулами углекислого газа. Нагретые твёрдые и жидкие тела испускают непрерывный инфракрасный спектр. Нагретое твёрдое тело излучает в очень широком интервале длин волн. При низких температурах (ниже 800 К) излучение нагретого твёрдого тела почти целиком расположено в инфракрасной области и такое тело кажется тёмным. При повышении температуры доля излучения в видимой области увеличивается и тело вначале кажется тёмно-красным, затем красным, жёлтым и, наконец, при высоких температурах (выше 5000 К) — белым; при этом возрастает как полная энергия излучения, так и энергия И. и.
Оптические свойствавеществ (прозрачность, коэффициент отражения, коэффициент преломления) в инфракрасной области спектра, как правило, значительно отличаются от оптических свойств в видимой и ультрафиолетовой областях. Многие вещества, прозрачные в видимой области, оказываются непрозрачными в некоторых областях И. и. и наоборот. Например, слой воды толщиной в несколькосмнепрозрачен для И. и. с λ > 1мкм(поэтому вода часто используется как теплозащитный фильтр), пластинки германия и кремния, непрозрачные в видимой области, прозрачны в инфракрасной (германий для λ > 1,8мкм, кремний для λ > 1,0мкм). Чёрная бумага прозрачна в далёкой инфракрасной области. Вещества, прозрачные для И. и. и непрозрачные в видимой области, используются в качестве светофильтров для выделения И. и. Ряд веществ даже в толстых слоях (несколькосм) прозрачен в достаточно больших участках инфракрасного спектра. Из таких веществ изготовляются различные оптические детали (призмы, линзы, окна и пр.) инфракрасных приборов. Например, стекло прозрачно до 2,7мкм,кварц — до 4,0мкми от 100мкмдо 1000мкм,каменная соль — до 15мкм,йодистый цезий — до 55мкм. Полиэтилен, парафин, тефлон, алмаз прозрачны для λ > 100мкм. У большинства металлов отражательная способность для И. и. значительно больше, чем для видимого света, и возрастает с увеличением длины волны И. и. (см. Металлооптика). Например, коэффициент отражения Al, Au, Ag, Cu при λ = 10мкмдостигает 98%. Жидкие и твёрдые неметаллические вещества обладают в И. и. селективным отражением, причём положение максимумов отражения зависит от химического состава вещества.
Проходя через земную атмосферу, И. и. ослабляется в результате рассеяния и поглощения. Азот и кислород воздуха не поглощают И. и. и ослабляют его лишь в результате рассеяния, которое, однако, для И. и. значительно меньше, чем для видимого света. Пары воды, углекислый газ, озон и др. примеси, имеющиеся в атмосфере, селективно поглощают И. и. Особенно сильно поглощают И. и. пары воды, полосы поглощения которых расположены почти во всей инфракрасной области спектра, а в средней инфракрасной области — углекислый газ. В приземных слоях атмосферы в средней инфракрасной области имеется лишь небольшое число «окон», прозрачных для И. и. (рис. 2). Наличие в атмосфере взвешенных частиц — дыма, пыли, мелких капель воды (дымка, туман) — приводит к дополнительному ослаблению И. и. в результате рассеяния его на этих частицах, причём величина рассеяния зависит от соотношения размеров частиц и длины волны И. и. При малых размерах частиц (воздушная дымка) И. и. рассеивается меньше, чем видимое излучение (что используется в инфракрасной фотографии), а при больших размерах капель (густой туман) И. и. рассеивается так же сильно, как и видимое.
Источники И. и.Мощным источником И. и. является Солнце, около 50% излучения которого лежит в инфракрасной области. Значительная доля (от 70 до 80%) энергии излучения ламп накаливания с вольфрамовой нитью приходится на И. и. (рис. 3). При фотографировании в темноте и в некоторых приборах ночного наблюдения лампы для подсветки снабжаются инфракрасным светофильтром, который пропускает только И. и. Мощным источником И. и. является угольная электрическая дуга с температурой Инфракрасное излучение 3900 К, излучение которой близко к излучению чёрного тела, а также различные газоразрядные лампы (импульсные и непрерывного горения). Для радиационного обогрева помещений применяют спирали из нихромовой проволоки, нагреваемые до температуры Инфракрасное излучение 950 К. Для лучшей концентрации И. и. такие нагреватели снабжаются рефлекторами. В научных исследованиях, например, при получении спектров инфракрасного поглощения в разных областях спектра применяют специальные источники И. и.: ленточные вольфрамовые лампы, штифт Нернста, глобар, ртутные лампы высокого давления и др. Излучение некоторых оптических квантовых генераторов — Лазеров также лежит в инфракрасной области спектра; например, излучение лазера на неодимовом стекле имеет длину волны 1,06мкм, лазера на смеси неона и гелия — 1,15мкми 3,39мкм, лазера на углекислом газе — 10,6мкм, полупроводникового лазера на InSb — 5мкми др.
Приёмники инфракрасного излучения основаны на преобразовании энергии И. и. в другие виды энергии, которые могут быть измерены обычными методами. Существуют тепловые и фотоэлектрические приёмники И. и. В первых поглощённое И. и. вызывает повышение температуры термочувствительного элемента приёмника, которое и регистрируется. В фотоэлектрических приёмниках поглощённое И. и. приводит к появлению или изменению электрического тока или напряжения. Фотоэлектрические приёмники, в отличие от тепловых, являются селективными приёмниками, т. е. чувствительными лишь в определённой области спектра. Специальные фотоплёнки и пластинки — инфрапластинки — также чувствительны к И. и. (до λ = 1,2мкм), и потому в И. и. могут быть получены фотографии.
Применение И. и.И. и. находит широкое применение в научных исследованиях, при решении большого числа практических задач, в военном деле и пр. Исследование спектров испускания и поглощения в инфракрасной области используется при изучении структуры электронной оболочки атомов, для определения структуры молекул, а также для качественного и количественного анализа смесей веществ сложного молекулярного состава, например моторного топлива (см. Инфракрасная спектроскопия).
Благодаря различию коэффициентов рассеяния, отражения и пропускания тел в видимом и И. и. фотография, полученная в И. и., обладает рядом особенностей по сравнению с обычной фотографией. Например, на инфракрасных снимках часто видны детали, невидимые на обычной фотографии (см. ст. Инфракрасная фотография ).
В промышленности И. и. применяется для сушки и нагрева материалов и изделий при их облучении (см. Инфракрасный нагрев), а также для обнаружения скрытых дефектов изделий (см. Дефектоскопия).
На основе фотокатодов, чувствительных к И. и. (для λ < 1,3мкм), созданы специальные приборы — электроннооптические преобразователи (См. Электроннооптический преобразователь), в которых не видимое глазом инфракрасное изображение объекта на фотокатоде преобразуется в видимое. На этом принципе построены различные приборы ночного видения (бинокли, прицелы и др.), позволяющие при облучении наблюдаемых объектов И. и. от специальных источников вести наблюдение или прицеливание в полной темноте. Создание высокочувствительных приёмников И. и. позволило построить специальные приборы — теплопеленгаторы для обнаружения и пеленгации объектов, температура которых выше температуры окружающего фона (нагретые трубы кораблей, двигатели самолётов, выхлопные трубы танков и др.), по их собственному тепловому И. и. На принципе использования теплового излучения цели созданы также системы самонаведения на цель снарядов и ракет. Специальная оптическая система и приёмник И. и., расположенные в головной части ракеты, принимают И. и. от цели, температура которой выше температуры окружающей среды (например, собственное И. и. самолётов, кораблей, заводов, тепловых электростанций), а автоматическое следящее устройство, связанное с рулями, направляет ракету точно в цель. Инфракрасные локаторы и дальномеры позволяют обнаруживать в темноте любые объекты и измерять расстояния до них.
Оптические квантовые генераторы, излучающие в инфракрасной области, используются также для наземной и космической связи.
Лит.:Леконт Ж., Инфракрасное излучение, пер. с франц., М., 1958; Дерибере М., Практические применения инфракрасных лучей, пер. с франц., М.—Л., 1959; Козелкин В. В., Усольцев И. Ф., Основы инфракрасной техники, М., 1967; Соловьев С. М., Инфракрасная фотография, М., 1960; Лебедев П. Д., Сушка инфракрасными лучами, М.—Л., 1955.
В. И. Малышев.
Рис. 1. Опыт В. Гершеля. Термометр, помещенный за красной частью солнечного спектра, показал повышенную температуру по сравнению с контрольными термометрами, расположенными сбоку.
Рис. 2. Кривая пропускания атмосферы в области 0,6 — 14мкм. Полосы — «окна» прозрачности: 2,0 — 2,5мкм, 3,2 — 4,2мкм, 4,5 — 5,2мкм, 8,0 — 13,5мкм. Полосы поглощения с максимумами при λ = 0,93; 1,13; 1,40; 1,87; 2,74мкмпринадлежат пара́м воды; при λ = 2,7 и 4,26мкм— углекислому газу и при λ ≈ 9,5мкм— озону.
Рис. 3. Кривые излучения абсолютно чёрного тела A и вольфрама B при температуре 2450 К. Заштрихованная часть — излучение вольфрама в инфракрасной области; интервал 0,4—0,74мкм— видимая область.

  1. инфракрасное излучение—heat radiation infrared radiation thermal radiation...Большой русско-английский словарь биологических терминов
  2. инфракрасное излучение—Infrarotstrahlung f...Большой русско-немецкий медицинский словарь
  3. инфракрасное излучение—от лат. infra ниже под ИК излучение оптическое излучение длины волн А монохроматич составляющих крого больше длин волн видимого излученияi и меньше мм. И. и. испускают ...Большой энциклопедический политехнический словарь
  4. инфракрасное излучение—ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ не видимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн от мм до мкм. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительно...Большой энциклопедический словарь III
  5. инфракрасное излучение—ИНФРАКРАСНОЕ излучение не видимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн от мм до мкм. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительн...Большой Энциклопедический словарь V
  6. инфракрасное излучение—невидимое глазом оптич. излучение в пределах длин волн от до м. Применяется в инфракрасной технике....Военный энциклопедический словарь
  7. инфракрасное излучение—не видимое глазом эл.магн. излучение в пределах длин волн А от мм до мкм. Оптич. свойства вв в И. и. значительно отличаются от их свойств в видимом излучении. Напр. сло...Естествознание. Энциклопедический словарь
  8. инфракрасное излучение—ИКизлучение не видимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн от мм до мкм. Составляет около излучения Солнца большую часть излучения электрической лам...Иллюстрированный энциклопедический словарь
  9. инфракрасное излучение—электромагнитное излучение в диапазоне длин волн мкмem см. Электромагнитные излучения.em...Медицинская энциклопедия
  10. инфракрасное излучение—ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕstrong излучение занимающее в ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ СПЕКТРЕ диапазон между красной границей видимого спектра и микроволнами. Часто называют тепловым излу...Научно-технический энциклопедический словарь
  11. инфракрасное излучение—невидимая человеческим глазом часть оптического излучения с длинами волн в интервале от нм до коротковолнового радиоизлучения с длиной мм. Сильно поглощается водой пара...Начала современного естествознания
  12. инфракрасное излучение—Термин относящийся к электромагнитному излучению свету длина волны которого больше чем та на которую реагирует нормальный человеческий глаз выше приблизительно нм....Оксфордский толковый словарь по психологии
  13. инфракрасное излучение—Термин относящийся к электромагнитному излучению свету длина волны которого больше чем та на которую реагирует нормальный человеческий глаз выше приблизительно нм....Оксфордский толковый словарь по психологии
  14. инфракрасное излучение—инфраызыл сулелендру...Орысша-қазақша «Электроника, радиотехника және байланыс» терминологиялық сөздік
  15. инфракрасное излучение—infrarouge mu rayonnement infrarouge...Политехнический русско-французский словарь
  16. инфракрасное излучение—физ.em нфрачервоне випромнювання....Російсько-український словник сталих словосполучень
  17. инфракрасное излучение—не видимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны от мм до мкм наблюдается гл. Обр. При работе у горячих печей расплавленным металлом или стеклом а также в те...Российская энциклопедия по охране труда
  18. инфракрасное излучение—infrared radiation infrared rays...Русско-английский медицинский словарь
  19. инфракрасное излучение—infrared radiation...Русско-английский морской словарь
  20. инфракрасное излучение—infrared infrared light infrared radiation infrared rays caloric radiation...Русско-английский политехнический словарь
  21. инфракрасное излучение—infrared radiation...Русско-английский психологический словарь
  22. инфракрасное излучение—finite infrared...Русско-английский словарь по машиностроению
  23. инфракрасное излучение—infrared radiation...Русско-английский словарь по нефти и газу
  24. инфракрасное излучение—infrared radiation IR radiation caloric radiation infrared emission...Русско-английский словарь по физике
  25. инфракрасное излучение—dark heat infrared light thermal light infrared radiation infrared rays...Русско-английский словарь по электронике
  26. инфракрасное излучение—infrared radiation...Русско-английский строительный словарь
  27. инфракрасное излучение—infrared radiation...Русско-английский технический словарь
  28. инфракрасное излучение—infrared rays...Русско-английский химический словарь
  29. инфракрасное излучение—radiazione infrarossa raggi infrarossi...Русско-итальянский политехнический словарь
  30. инфракрасное излучение—Dunkelstrahlung Infrarotstrahlung Ultrarotstrahlung...Русско-немецкий политехнический словарь
  31. инфракрасное излучение—Infrarotstrahlung...Русско-немецкий словарь по пищевой промышленности
  32. инфракрасное излучение—Infrarotstrahlung infrarote Strahlung...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
  33. инфракрасное излучение—Infrarotstrahlung infrarote Strahlung...Русско-немецкий химический словарь
  34. инфракрасное излучение—kzltesi nm infraruj radyasyon...Русско-турецкий словарь по строительству и архитектуре
  35. инфракрасное излучение—нфрачервоне випромнювання нфрачервоне промння...Русско-украинский политехнический словарь
  36. инфракрасное излучение—radiation infrarouge rayons infrarouges...Русско-французский медицинский словарь
  37. инфракрасное излучение—infrarouge lumire infrarouge lumire invisible radiation infrarouge rayonnement infrarouge...Русско-французский словарь по химии
  38. инфракрасное излучение—infraerven zen...Русско-чешский словарь
  39. инфракрасное излучение—не видимое глазом электромагнитное излучение применяемое в инфракрасной технике....Словарь военных терминов
  40. инфракрасное излучение—инфракрасное излучение инфракрасные лучи лат. infra под электромагнитное излучение невидимое глазом с длиной волны приблизительно от мкм до мм непосредственно примыка...Словарь иностранных слов русского языка
  41. инфракрасное излучение—ИНФРАКРАСНОЕ излучение ИКизлучение не видимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн от мм до мкм. Составляет около излучения Солнца большую часть излу...Современная энциклопедия
  42. инфракрасное излучение—ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ не видимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн от мм до мкм. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительн...Современный энциклопедический словарь
  43. инфракрасное излучение—ИК излучение ИК лучи электромагнитное излучение занимающее спектр. область между красным концом видимого излучения с длиной волны l мкм и KB радиоизлучением l мм. ИК об...Физическая энциклопедия
  44. инфракрасное излучение—ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ не видимое глазом электромагнитное излучение в пределах длин волн от мм до мкм. Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительн...Энциклопедический словарь естествознания
  45. инфракрасное излучение—[infrared radiation] излучение . в диапазоне X мкм не воспринимаемое человеическим глазомСмотри также Излучение эффективное излучение тепловое излучение собственно...Энциклопедический словарь по металлургии
  46. инфракрасное излучение—Тепловое излучение самолта. инфракрасное излучение летательного аппарата тепловое излучение двигателя и нагретых частей поверхности летательного аппарата. Инфракрасная о...Энциклопедия «Авиация» (1998)
  47. инфракрасное излучение—Инфракрасное излучение летательного аппарата тепловое излучение двигателя и нагретых частей поверхности летательного аппарата. Инфракрасная область в оптическом спектре ...Энциклопедия техники