赤外線とは何ですか？ あなたが知る必要があるすべて

 

赤外線とは何ですか？ あなたが知る必要があるすべて

 

テレビをオンにしたときに何が起こるかについて最後に考えたのはいつですか？ 気付かないかもしれませんが、その小さな赤い点は、実際にすべてのコマンドを処理するプロセッサに電磁波を送信しています。

 

あなたはそれを見ることはありませんが、朝のパンを乾杯することから暗闇の中で人を探すことまで、赤外線はすべてに使用されます。

 

赤外線について知る必要があるすべてのことを読み続けます。 飛び込もう！

 

赤外線とは何ですか？

赤外線（IR）放射は、可視スペクトルよりも長い波長を持つ電磁スペクトルの一部です。 スペクトルの目に見える赤い光の隣にありますが、人間の目には見えません。 ただし、以前にそれを経験したことがあります。 IRは一般に、オブジェクトから放出される熱に関連付けられています。

 

電磁スペクトルは通常、読み取りが最も簡単なものに応じて、3つの異なるメトリックで測定されます。 赤外線はしばしば波長で測定され、その単位としてメーターを使用します。 IR波の長さを定義するハードラインはありませんが、通常は.7µm（近ir）と1000µm（far-ir）の間で測定されます。

 

赤外線放射は、熱を生成し、さまざまな用途を持つすべてのオブジェクトから放出されます。 その最も一般的なアプリケーションには、特別なIRツールが波長を感知し、さまざまなサイズに基づいて絵を描くサーマルイメージングが含まれます。 IRのその他の用途には、リモートコントロールと天文学が含まれます。

 

一部の赤外線は大気に浸透しますが、その多くは成層圏で消散します。 天文学におけるその重要性のため、研究者は軌道衛星を使用して、この波長範囲で宇宙を観察します。

 

赤外線：正確な定義

国際非固有放射線保護委員会（ICNIRP）は、低周波放射の有害な影響から人々を保護することを目的とする非営利組織です。 この組織は、50年近く国際保健委員会と協力しており、非イオン化放射線について知っていることの多くの確立を支援してきました。

 

ICNIRPによると、「熱放射とも呼ばれる、780ナノメートル（nm）と1マイクロメートル（mm）の間の赤い可視光の上に波長がある電磁放射スペクトルのバンドは、その帯域です。」

 

IRは次のように分類されています。

 

IR-A、または近赤外（780NM  -  1.4µm）

IR-B、またはMid-IR（1.4µm  -  3µm）

IR-C、またはFar-IR（3µm  -  1mm）

赤外線はどこから来るのですか？

クールな天体

赤外線は、可視光の涼しいエッジを表します。 その波長は紫外線よりも頻繁ではないため、オレンジ、赤、赤外線に傾くオブジェクトは熱が少なくなります。

 

IR波を放出するオブジェクトの素晴らしい例は、私たちの太陽です。 UCARコメットプログラムによると、太陽は放射の約49％を赤外線として放出します（続いて43％が可視光として）。 これは、私たちの太陽が他の太陽と比較して比較的涼しいことを示唆しています。

 

NASAの科学者は、この情報を使用して、惑星、星雲、その他のクールな星などの低エネルギーの天体を検索します。 波が長いため、赤外線は密なスペース塵を浸透させます。 IR楽器を使用すると、研究者はそうでなければ目に見えないオブジェクトを発見できます。

 

火

クールな星と同じ意味で、地球上で見つかった多くの熱源が赤外線を滲み出します。 地球ベースのIR源のより一般的な例のいくつかには、溶岩流や森林火災が含まれます。 消防士は、煙に赤外線検出器を使用して、制御不能に広がる前に森林の火傷の位置を発見することができます。

 

私たちの体

華氏450度以上の温度で熱を生成するオブジェクトは、赤外線を放出します。 そのため、人体はかなりの量のIRを生成します。 赤外線カメラを使用して、ナイトビジョンゴーグルなどの暗闇の中で体を画像化できます。

 

赤外線をどのように作成しますか？

赤外線波長は、熱を放出するオブジェクトから放出します。 その点で、ほとんどの熱は摩擦によって生成されます。 摩擦は、2つのオブジェクトを一緒に押して互いに移動すると発生します。 オブジェクトが遭遇する抵抗が多いほど、摩擦が大きくなります。

 

熱を発生させるのにそれほど摩擦はかかりませんが、近赤外の波を放出するにはかなりの量がかかります。 この波長で動作するほとんどのヒーターは、華氏3,200度を超える温度を生成します。 これを超えて、熱源は可視光を生成し始めることができます。

 

X線とガンマ線

赤外線は、発光オブジェクトから生まれます。

誰が赤外線を発見しましたか？

1794年、ウィリアム・ハーシェルは、低気色の地域で太陽を観察しながら、暖かさの感覚を発見しました。 光がない領域が可視光スペクトル上の領域よりも多くの熱を発する可能性があることは興味がありました。 太陽を理解して、ハーシェルは、放出されたエネルギーが放出された熱に平行する可能性があると推論しました。

 

1800年、ハーシェルは分光計を構築し、異なる波長で放出されたエネルギーのレベルを測定できます。 分光計、または分光計は、日光を吸収するプリズムであり、ハーシェルが各部分の熱を測定できる色を分散させます。 彼は、各セクションに集中するためにスリット付きの段ボールピースを使用し、温度計を使用して温度を確認しました。 彼は、黄色と緑が赤やバイオレットよりも多くの放射電力を生成することを発見しました。

 

ただし、各色から放出される熱は、放射エネルギーと同じ傾向に従いませんでした。 黄色と緑の周りにピークに達する代わりに、熱は赤を超えて増加し続けました。 これにより、ハーシェルは熱が照明によって引き起こされるのではなく、波によって引き起こされると信じさせました。 彼はこの波を赤い「目に見えない光」と名付けました。

 

赤外線のアプリケーションは何ですか？

世帯の使用

しばらくの間オンになっている白熱電球を外したとき、あなたは激しい暑さを感じるかもしれません。 これらのライトは可視光を放出しますが、エネルギーのほとんどは赤外線放射の形で放出されます。 ヒートランプやトースターなどの他の家庭用熱源にも同じことが言えます。

 

ただし、すべてのIRが熱を放出するわけではありません。 リモートコントロールでテレビをオンにすると、デバイスは遠方の波長を送信して通信します。 波長により、テレビ内のマイクロプロセッサが反応し、チャネルを変更したり、ボリュームを下げたり、2つのデバイスが互いに見える場所から完全にオフにしたりすることができます。

 

赤外線イメージング

より商業的な規模では、赤外線は、それ以外の場合は非表示になる低温オブジェクトを画像化するために使用されます。 これは通常、ナイトビジョンゴーグルで使用され、異なるIR波長を描いた電子センサーがあります。 暗闇の中で人間を見るのに役立ちますが、研究者はそれを使用して、異なる要素にさらされているため、材料の化学反応を監視します。

 

天文学

ナイトビジョンゴーグルと同様に、天文学者は分光計を使用して、空間で低エネルギーのオブジェクトを表示します。 特に、研究者は、星や銀河ほど熱を生成しない外惑星を発見することを中赤外線で発見することを観察しています。 NASAの科学者は、生命の兆候を見つけるために地球と同様の特徴を持つ近くの銀河で惑星を探しています。

 

現実の世界における赤外線の例

医療赤外線サーモグラフィ

腫瘍医は、赤外線サーモグラフィを使用して、異常な細胞発達の可能性のあるパターンを発見します。 このプロセスでは、赤外線カメラを使用して、懸念のある領域を調査します。 癌細胞は通常よりも多くの熱を生成するため、赤外線カメラは治療が焦点を合わせる必要がある場所を明らかにすることができます。 IRサーモグラフィーは非侵襲的であり、放射線を生成しないため、がん発見の安全な方法になります。

 

軍事赤外線妨害

1990年、米軍は湾岸戦争中のイラクの赤外線馬ミサイルからの争いを発見しました。 対応として、軍は赤外線対策を開発しました。 フレアと誤った熱の標的に加えて、空軍は熱を求める人のタイミングパターンを混乱させるためにジャマーを構築しました。 これは大成功を収め、軍の営業損失の最大80％を節約しました。

 

ジェームズウェッブスペーステレススコープ

ハッブル宇宙望遠鏡の遺産に続いて、NASAは2021年12月にジェームズウェッブ望遠鏡を立ち上げ、宇宙を近くおよび中赤外線で観察しました。 巨大な天文台は、3つのIRカメラと分光計を使用して、空間の粉塵を通して遠い物体を表示します。

 

最近では、JWSTは、既知の宇宙で最大の恒星保育園の1つであるタランチュラ星雲を通して、星がピーク時に生産された時代の特徴を発見しました。

 

次に：赤外線の詳細

私たちはそれを見ることができませんが、赤外線は私たちの日常生活で重要な役割を果たしています。 トースターの熱から、がん研究における熱イメージングまで、温度が関与しているときにIR技術に依存しています。 波長と電磁スペクトルの使用方法の詳細については、以下の記事をご覧ください。

 

EMF（電界と磁場）とは何ですか？ 彼らは安全ですか？

Bluetooth vs. Infrared：違いは何ですか？

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Starlink vs. Dish Internet：どちらが良いですか？

 

赤外線とは何ですか？ よくある質問を知るために必要なすべて（よくある質問）

赤外線と紫外線の違いは何ですか？

 

赤外線は、紫外線よりも長い波長です。 そのエネルギーレベルは低く、紫外線よりも赤外線が人間に有害ではありません。 IRは紫外線よりも多くの大気に浸透し、航空にアプリケーションを提供します。

 

赤外線は何に使用されますか？

 

赤外線は、家庭、産業、軍事、宇宙を含むいくつかの地域で使用されます。 一般的なアプリケーションには、リモートコントロール、ヒートランプ、ナイトビジョンゴーグル、熱を求める技術、および天体イメージングが含まれます。

 

赤外線は安全ですか？

 

エネルギーレベルが低いため、赤外線が長時間曝露中であっても、赤外線は人間にとって安全です。 ただし、一部の赤外線周波数は熱に直接関連しているため、火傷を引き起こす可能性があります。

 

赤外線は何ですか？

 

赤外線は、熱を放出するオブジェクトから放出します。 オブジェクトが出力する熱が多いほど、放出される赤外線が増えます。 顕著な赤外線源には、低エネルギーの星、惑星、火、私たちの体が含まれます。

 

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赤外線は何色ですか？

 

赤外線波長は、電磁スペクトル上の赤い可視光のすぐそばにあります。 この部分は人間の目には見えず、色がありません。