Инфракрасное излучение

Инфракрасное
излучение
История открытия, основные свойства,
применение в различных областях деятельности
человека.
О существовании невидимого теплового излучения догадывался не только знаменитый
Лукреций Кар, но и великий Архимед. Существует легенда о том, как в трудный для Сиракуз час,
когда под стенами греческого города появился флот римлян, Архимед солнечными лучами поджёг
суда врагов. Греческий физик Ионнис Саккас предположил, что Архимед мог осуществить свой
патриотический научный опыт, используя отполированные до блеска боевые щиты греческих
воинов, хорошо отражающие солнечные лучи. По команде Архимеда солнечные «зайчики» от
многих зеркал – щитов могли быть собраны на каждом из кораблей противника, чтобы по
очереди поджечь их. В конце 1973 года Саккас повторил опыт Архимеда. Макет деревянного
римского судна вспыхнул через несколько секунд.
Многие догадывались о
существовании невидимого
теплового излучения, но никому не
удавалось доказать этот факт
экспериментально. Это
удивительное открытие, намного
опередившее своё время, сделал
Вильям Гершель. Хотя он
опубликовал результаты своего
опыта лишь через двадцать лет,
они ещё столетие продолжали
волновать воображение физиков….
Опыт Гершеля был гениально
прост!
Дело отца продолжает сын Гершеля, который
экспериментально устанавливает, что
инфракрасное изучение, как и видимое, состоит
из волн различной длины. Многие учёные
начинают исследовать инфракрасную область
спектра, открывая предсказанные Джоном
Гершелем электромагнитные волны данного
диапазона. Когда к концу прошлого века учёные
расположили в один ряд все открытые к тому
времени виды электромагнитных колебаний, то
оказалось что все цифры сплошного ряда уже
заполнены. Только в одном месте наблюдался
разрыв. Это была область коротковолнового
края инфракрасного спектра. Начались поиски,
продолжавшиеся двадцать лет… В сентябре
1922 года преподаватель Московского
университета Александра Андреевна Глаголева –
Аркадьева объявляет о создании «массового»
излучателя, в спектре которого ею обнаружены
колебания с искомой длиной волны. Гершель
обнаружил инфракрасные лучи со стороны
длинноволнового края видимого излучения.
Глаголева – Аркадьева смогла получить их со
стороны обширной области радиочастотных
колебаний. Какое красивое подтверждение
непрерывности перехода от одного вида
излучения к другому и их общей
электромагнитной природы!
Инфракрасные лучи стали
незаменимым помощником …
Способность некоторых сортов чернил пропускать инфракрасные лучи
оказалась полезной для расшифровки черновиков поэтов и учёных,
подлинности финансовых документов, исторических писем…
На левом снимке виден текст, часть которого зачёркнута чернилами. Эта фотография
сделана в видимом свете. На инфракрасной фотографии того же текста (справа)
зачёркнутые фразы можно прочесть совершенно свободно.
Посмотрите на две фотографии сгоревшего стофранкового билета
французской национальной лотереи. Одна из них – совершенно тёмная –
снята обычной фотоплёнкой, другая – на которой видны надписи – сделана в
инфракрасных лучах.
Разве может пройти криминалистика мимо таких
возможностей инфракрасной техники?
Сражения в темноте.
Широко используются инфракрасные лучи в военном деле. Во всех больших
армиях мира есть прожекторы, освещающие поле боя сильным, но невидимым
светом. Имеются приборы ночного видения, благодаря которым всё вокруг – поле
боя, техника, солдаты – видно ночью так же хорошо, как днём.
Невидимые лучи превратили плохую погоду в хорошую и позволили разглядеть
«за далью даль», заглянуть далеко вперёд.
Слева – обычная фотография пейзажа в плохую погоду. Справа – маленькая
часть этого пейзажа, обведённая рамкой, снятая в ту же погоду в инфракрасных
лучах. Горы, отчётливо различимые на заднем плане находятся на расстоянии 40
километров!
Имея длину волны большую, чем у видимого света, инфракрасные лучи не
задерживаются на мелких частицах пыли и влаги, взвешенных в атмосфере,
огибая их , они идут свое дорогой дальше. Туманной дали, туманной дымки
атмосферы для них не существует. Эта способность инфракрасных лучей
пригодилась в астрономии. При фотографировании в инфракрасных лучах
туманности исчезают, и за ними обнаруживаются новые звезды, ранее не
известные астрономам.
День превращается в ночь, а
старое становиться новым.
Инфракрасные лучи
беспрепятственно, как через
туманную дымку атмосферы,
проникают сквозь мутный слой
старого лака, покрывающего
живопись старинных картин. Это
свойство позволило открыть
перед искусствоведами и
любителями живописи истинные
достоинства некоторых картин
великих мастеров… без
реставрации. Перед нами портрет
пожилой дамы, найденный в архивах
музея Киево – Печерской лавры.
Углы картины были закрашены
коричневой краской, поэтому не
было возможности определить чей
кисти она принадлежал.
Фотография картины, сделанная в
инфракрасных лучах, позволила
определить, что картина
принадлежала кисти великого
Рембрандта. Это портрет его
матери написанный, когда
художнику было 15 лет.
Идёт операция на сердце. Среди многих приборов, установленных в
операционной, можно заметить один, на котором видна надпись:
«инфракрасный датчик» Он сообщает хирургам о количестве
кислорода в крови больного. Учёные обнаружили, что если в крови
много кислорода, то она почти не прозрачна для инфракрасных лучей,
если мало – кровь становится более прозрачной. На спектральных
кривых это выглядит так:
Невидимые лучи овладели многими профессиями. Исследователи
обнаружили, что если видимый свет отражается кожей, а
рентгеновское излучение проходит беспрепятственно сквозь все
мягкие ткани организма, то инфракрасные лучи проникают под кожу на
1 – 2 мм. Врачи в содружестве с физиками научились использовать
это свойство инфракрасных лучей для расшифровки строения,
расположенных близко к коже кровеносных сосудов.
Инфракрасные излучатели часто применяют в промышленности для
нагрева и сушки различных изделий. Особенно широко инфракрасная
сушка внедрена в лакокрасочную промышленность. В 1933 году на
заводах Форда была сооружена первая специальная установка для
сушки кузовов автомобилей инфракрасными лучами. С тех пор в
автомобильной промышленности инфракрасной сушке принадлежит
основное место.
Инфракрасные лучи
помогли
сфотографировать…
звук. Вероятно более
убедительного и
наглядного
доказательства, что
звук – это волна
трудно себе
представить…
Глубоководный кальмар охотится с помощью глаз,
расположенных на внутренней стороны хвоста. Эти глаза
воспринимают только инфракрасное излучение
Чтобы бабочка взлетела, ей надо завести «мотор» - летательные мышцы. А
стартером для этого служит передняя часть нижней стороны крыльев,
воспринимающая инфракрасные лучи (вот почему бабочка часто сидит с
поднятыми крылышками). Есть предположение, что в нервно – мышечной
системе энергия инфракрасного излучения, минуя тепловую стадию, сразу же
превращается в двигательную.
«Тепловыми глазами» пользуются змеи, когда ночью охотятся и когда
нормальные глаза бесполезны. Да и не глаза это вовсе, а две ямки, находящиеся
между носом и глазами, покрытые тончайшей мембраной. Мембрана пронизана
многочисленными нервными окончаниями, отвечающими на малейшее
изменение окружающей температуры нервными импульсами. Чувствительность
этого термолокатора ниже 0,0050С.