Tia hồng ngoại là gì?
Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng mà mắt thường có thể nhìn thấy.
Thông thường, mắt chúng ta có thể nhìn thấy 7 màu của ánh sáng từ tím đến đỏ, trong đó ánh sáng đỏ có bước sóng lớn nhất là 700nm. Do đó, tia hồng ngoại sẽ có bước sóng vào khoảng 700 nm đến 1 mm và được chia làm 3 loại theo chiều dài bước sóng.
Trong đó bao gồm tia hồng ngoại gần, tia hồng ngoại trung và tia hồng ngoại xa. Tia hồng ngoại xa có bước sóng dài nhất và có năng lượng bức xạ thấp nhất.
Nguyên lí hoạt động của tia hồng ngoại
Tất cả mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0 độ K đều có thể phát ra tia hồng ngoại, chẳng hạn như đèn LED, remote tivi, màn hình máy tính,… và lượng lớn tia hồng ngoại đến từ mặt trời. Các nhà khoa học đã chứng minh tia hồng ngoại xa có bước sóng từ 4 đến 14 micromet rất quan trọng đối với sự sống, sinh trưởng và phát triển của sinh vật trên Trái Đất.
Tia hồng ngoại xa khi tiếp xúc với vùng da trên cơ thể sẽ tỏa ra nhiệt lượng, làm ấm và lan tỏa đến những khu vực xung quanh. Nhiệt lượng này giúp thúc đẩy cơ thể sinh ra loại vật chất có tác dụng tu bổ các protein và tăng cường chức năng miễn dịch cơ thể.
Với bước sóng dài, nên tia hồng ngoại xa rất an toàn với sức khỏe và hoàn toàn không gây tổn thương cho cơ thể.
Phân loại tia hồng ngoại
Tia hồng ngoại được phân loại dựa vào bước sóng và được chia thành 3 vùng hồng ngoại: Hồng ngoại gần, hồng ngoại giữa và hồng ngoại tuyến xa.
Tia hồng ngoại gần
- Kí hiệu: NIR được chia làm hai loại IR – A và IRB
- Bước sóng nm IR-A: 0,78 – 1,4, phần sóng ngắn, ranh giới 780 nm, xác định theo thị giác của con người đối với phổ ánh sáng mặt trời. Phim chụp ảnh có thể hấp thụ dải này với hồng ngoại là 0,7-1,0 µm
- Bước sóng nm IR-B: 1,4 -3,0, phần sóng dài, ranh giới được coi là vùng hấp thụ mạnh của nước là 1,45 μm
- Nhiệt độ theo phân bố WIEN: >3700 oK
Tia hồng ngoại giữa
- Kí hiệu: IR-C
- Bước sóng nm: 3-50, với phạm vi của các bức xạ ở nhiệt độ trên bề mặt
- Nhiệt độ theo phân bố WIEN: 1000 – 60oK
Tia hồng ngoại xa
- Kí hiệu: IR-C
- Bước sóng nm: 50-1000, Khí quyển hấp thụ mạnh, ranh giới đối với vùng vi sóng là các bức xạ vũ trự 3° Kelvin có thể nhìn thấy
- Nhiệt độ theo phân bố WIEN: < 3° K
Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là gì?
- Tia hồng ngoại có đặc điểm là sóng điện từ, có tính chất tuân theo quy định luật là truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ và gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.
- Đặc trưng nổi bật là tá dụng nhiệt nên có tên gọi khác là tia nhiệt.
- Sóng hồng ngoại không thể nhìn thấy bằng mắt thường, chúng ta có thể nhìn thấy khi chúng chịu tác dụng nhiệt, cho phép nhìn thấy sóng hồng ngoại phát ra từ các vật thể ấm áp như người và động vật.
- Hồng ngoại có thể tác dụng lên một số kính ảnh đặc biệt
- Có khả năng biến điệu như sóng điện từ cao tần
- Tuân theo quy định: Truyền thẳng, phản xạ và gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.
Đây là hình ảnh về thang sóng tập hợp các loại sóng điện từ được sắp xếp theo thứ tự từ bước sóng tăng dần.
- Bước sóng của tia UV ngắn hơn bước sóng ánh sáng tím
- Bước sóng tia hồng ngoại sẽ dài hơn bước sóng của ánh sáng đỏ
- Tia UV có năng lượng mạnh, mạnh hơn rất nhiều so với sóng hồng ngoại bởi vì tia UV có bước sóng ngắn hơn.
Ứng dụng của tia hồng ngoại
Tác dụng ánh sáng hồng ngoại trong cuộc sống
Đo nhiệt độ
Ứng dụng tia hồng ngoại phổ biến để đo nhiệt độ của vật từ xa, bạn có thể nhận thấy các bản đồ nhiệt độ phổ biến đó chính là ứng dụng của ánh sáng hồng ngoại. Với việc ứng dụng đo nhiệt độ này, tia hồng ngoại sẽ được sử dụng phổ biến trong quân sự nhằm xác định mục tiêu vào ban đêm. Đôi khi cứng được ứng dụng để đo nhiệt độ trong công nghiệp.
Phát nhiệt
Ở một số phòng tắm hơi, tia hồng ngoại dùng để sưởi ấm rất hiệu quả. Với ứng dụng này, các máy bay cũng đã sử dụng đèn hồng ngoại để làm tan tuyến trên cánh máy bay để đảm bảo an toàn.
Ngoài ra, chúng ta có thể thấy rõ ứng dụng phát nhiệt của ánh sáng hồng ngoại thông qua ánh sáng mặt trời.
Quốc phòng
Trong quốc phòng, tia hồng ngoại đóng vai trò cực kỳ quan trọng, những loại vũ khí, tên lửa hiện đại được lắp đầu dẫn ống hồng ngoại, như vậy cho phép người sử dụng có thể tìm chính xác mục tiêu.
Điện tử điều khiển
- Điều khiển tư xa: tivi, quạt, đèn, âm thanh, ..
- Cảm biến hồng ngoại: Xuất hiện ở trung tâm thương mại, nhà hàng, sân bay
- Phụ kiện điện tử: Máy vi tín,đèn LED,..
- Truyền thông: Viễn thông cáp quang được sử dụng tia hồng ngoại để truyền tải thông tin
- Thiết bị nhìn đêm: Camera hồng ngoại, ống nhòm, …
Nghiên cứu thiên văn
Trong thiên văn học, ánh sáng hồng ngoại có ý nghĩa quan trọng để nghiên cứu các đối tượng lạnh có nhiệt độ dưới 1.000° K, khó nhìn thấy trong vùng quang phổ khác.
Bảo mật
Tia hồng ngoại được ứng dụng trong việc kiểm tra tiền và những dữ liệu của hộ chiếu, chứng chỉ ngân hàng, nhưng mức độ an toàn không bằng tia tử ngoại. Ngoài ra, sóng hồng ngoại còn được ứng dụng trong ngành thẩm mỹ làm đẹp, xông hơi,…
Tác hại của tia hồng ngoại là gì?
Ngoài những tác dụng của tia hồng ngoại thì chúng cũng mang đến những tác hại mà chúng ta cần phải lưu ý:
Gây hại cho da
Nếu tiếp xúc với tia hồng ngoại mức độ lớn có thể gây ảnh hưởng xấu đến với sức khỏe của con người. Ví dụ như làm tổn thương da và các mô.
Gây hại cho mắt
Mắt tiếp xúc với tia hồng ngoại trong một thời gian dài có thể gây tổn thương mắt, đặc biệt là những người tiếp xúc với ánh sáng hồng ngoại thường xuyên. Nghiêm trọng có thể làm hỏng thủy tinh thể, giác mạc của mắt, đó là lý do vì sao chúng ta không nên nhìn trực tiếp vào mặt trời.
Gây hiệu ứng nhà kính
Khi trong không khí trên bề mặt trái đất có nồng độ hơi nước cao, những loại bức xạ hồng ngoại này sẽ giữ lại gần mặt đất gây hại cho hệ sinh vật sống trên trái đất.
Mắt thường có nhìn được tia hồng ngoại không?
Được biết, bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường của con người là từ khoảng 380nm đến 700nm, nhưng tia hồng ngoại có bước sóng từ 700nm, vậy tia hồng ngoại là loại bức xạ không nhìn thấy được.
********************
Đăng bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Tổng hợp
