對(duì)紅外線的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用

用百度搜索“紅外線”，找到相關(guān)結(jié)果約50，500，000個(gè)，其中大部分是紅外線的應(yīng)用.但是不少同學(xué)對(duì)紅外線知道甚少，下面我為大家介紹一些紅外線有關(guān)的知識(shí).

一、紅外線的發(fā)現(xiàn)

紅外線是僅靠一塊玻璃三棱鏡和幾支溫度計(jì)便得到的科學(xué)發(fā)現(xiàn).1800年，英國(guó)科學(xué)家赫歇爾用分光棱鏡把太陽(yáng)光分成紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種單色光帶，并讓七色光帶照在紙屏上；然后，他在每一光帶的位置掛了一支溫度計(jì)，因怕自己的觀察不夠全面，又在紅光帶和紫光帶外側(cè)各掛了一支溫度計(jì).半小時(shí)后，赫歇爾發(fā)現(xiàn)綠光區(qū)溫度上升了3℃，紫光區(qū)溫度上升2℃，紫光區(qū)外溫度計(jì)的讀數(shù)幾乎沒(méi)有變化，然而紅光區(qū)外溫度計(jì)的讀數(shù)竟上升了7℃.這個(gè)意外的驚人發(fā)現(xiàn)讓赫歇爾認(rèn)為太陽(yáng)光譜實(shí)際上比人們看到的七種色光更寬，太陽(yáng)輻射中除了可見(jiàn)光外，一定還有一種人的肉眼看不見(jiàn)的射線，而且這種射線攜帶的熱量最多，由于這種射線位于紅光外側(cè)，因而叫做紅外線，赫歇爾也因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)它而留名科學(xué)史冊(cè).紅外線的波長(zhǎng)大于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)，波長(zhǎng)為0.75～1000pm（1pm=10-12m）；因紅外線波長(zhǎng)范圍很寬，故常把它劃為近紅外、中紅外和遠(yuǎn)紅外區(qū)域.

二、紅外線的特征

紅外線（紅外輻射）是由物體原子內(nèi)的外層電子受到激發(fā)而產(chǎn)生的.任何物體只要溫度高于絕對(duì)零度，其內(nèi)部分子就有熱運(yùn)動(dòng)，伴隨著分子熱運(yùn)動(dòng)該物體就要向外輻射波長(zhǎng)不等的紅外線；一切物體都在向外輻射紅外線，溫度越高輻射的紅外線波段越寬.

1.電磁波

自然界中的物體凡在絕對(duì)零度以上的環(huán)境，都在不同程度地發(fā)射紅外電磁波.它的速度與可見(jiàn)光相同，而且能夠像可見(jiàn)光一樣直線前進(jìn)；如果使用反射板，便能改變它的傳播方向.

2.熱效應(yīng)

紅外線亦稱“紅外光”，其顯著的熱效應(yīng)可以用溫差電偶、光敏電阻等儀器來(lái)探測(cè).紅外線容易被物體吸收并轉(zhuǎn)化為物體內(nèi)能，所有熱源中都含有紅外線.

3.穿透能力

紅外線在通過(guò)云霧等充滿懸浮顆粒的物質(zhì)時(shí)不易發(fā)生散射，具有較強(qiáng)的穿透能力，能透過(guò)或透入許多物質(zhì)，如薄木片、膠木、樹(shù)木、紙片、薄霧、皮革等.紅外線還能深入到物體內(nèi)部與分子或原子打交道，使分子或原子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化.

4.共振作用

各種物質(zhì)經(jīng)紅外線照射后，其分子都會(huì)產(chǎn)生共振和吸收，各種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)不同，使得它們有專一的紅外線吸收光譜，由于遠(yuǎn)紅外線與人體內(nèi)細(xì)胞分子的振動(dòng)頻率接近，所以遠(yuǎn)紅外線進(jìn)入人體之后，會(huì)使人體內(nèi)細(xì)胞分子振動(dòng)，分子之間摩擦生熱使皮下溫度上升，加速血液循環(huán)，有利于清除血管囤積物和其他有害物質(zhì)，達(dá)到活化組織細(xì)胞、防止老化、強(qiáng)化免疫系統(tǒng)的目的.

三、紅外線的作用和危害

1.紅外線的作用

人類發(fā)現(xiàn)紅外線的歷史很長(zhǎng)，但直到20世紀(jì)紅外科學(xué)才從實(shí)驗(yàn)室走出來(lái)，形成一門嶄新的技術(shù)——紅外技術(shù)，最近二三十年，紅外技術(shù)在許多領(lǐng)域里得到了廣泛應(yīng)用.

（1）在家庭生活中，無(wú)焰燃燒所產(chǎn)生紅外線的熱量，具有普通燃?xì)庠铍y以比擬的優(yōu)勢(shì)：高效節(jié)能、環(huán)保衛(wèi)生、安全可靠.一些自動(dòng)產(chǎn)品使用紅外線來(lái)感應(yīng)物體，比如感應(yīng)水龍頭、感應(yīng)開(kāi)關(guān)門等.

（2）在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，利用紅外線的熱作用和穿透能力來(lái)烘干東西既快又好.例如常常利用它來(lái)干燥飛機(jī)、輪船和汽車的油漆；利用它把錦綸織物染成各種鮮艷的顏色；利用它組成一道防線作為工廠、倉(cāng)庫(kù)的防護(hù)報(bào)警裝置.此外，物質(zhì)對(duì)紅外線的吸收光譜對(duì)化學(xué)分析及化學(xué)工業(yè)控制也有重要意義.

（3）紅外線特別是遠(yuǎn)紅外線已被廣泛運(yùn)用在醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè)中，適度遠(yuǎn)紅外線對(duì)人體皮膚、皮下組織具有強(qiáng)烈的穿透力，能夠深入人體引起細(xì)胞的原子分子共振，形成熱反應(yīng)，使皮膚和皮下組織的溫度增高，并使微血管擴(kuò)張，促進(jìn)血液循環(huán)，清除妨害新陳代謝的障礙，促進(jìn)健康.另外，紅外線的熱效應(yīng)能提高人體的免疫力和抗病能力，具有消炎、消腫、活血鎮(zhèn)痛以及活化組織細(xì)胞的作用.

（4）在國(guó)防建設(shè)中，常用紅外探測(cè)器來(lái)跟蹤、探測(cè)目標(biāo)以及進(jìn)行紅外通信等.

此外，科技人員研制成的紅外電視，是利用被攝景物本身的熱輻射或反射紅外線來(lái)進(jìn)行攝像和顯示的系統(tǒng)，被攝物體的溫度越高、發(fā)出的紅外線越強(qiáng)，拍攝的圖像也就越清晰.所以紅外電視不受煙霧、陰云和風(fēng)雨等阻隔，適于進(jìn)行非接觸和非破壞性檢查，常應(yīng)于工業(yè)、醫(yī)學(xué)、宇宙開(kāi)發(fā)、軍事等方面.在工業(yè)上用于暗室操作的監(jiān)控，對(duì)自然資源的熱勘探；在農(nóng)業(yè)上用于探測(cè)森林、牧場(chǎng)的火情；交通上用于透霧導(dǎo)航等.紅外探測(cè)器還是個(gè)“夜光眼”，可以在漆黑的夜晚對(duì)敵人的陣地、軍事設(shè)施進(jìn)行偵察，還可以“透”過(guò)雪層“看”到躲在雪底下的敵人.利用紅外敏感底片可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離攝影和高空攝影，從衛(wèi)星或飛機(jī)上用紅外線可以清晰地看到地面物體并且不受晝夜限制，因此應(yīng)用紅外遙感技術(shù)可以在飛機(jī)或衛(wèi)星上勘測(cè)地?zé)釋ふ宜?、進(jìn)行氣象預(yù)報(bào)等.喜歡看電視“動(dòng)物世界”欄目的朋友可知，其中動(dòng)物夜間活動(dòng)的鏡頭就是利用紅外線拍攝得到的.紅外技術(shù)已初露鋒芒，但我們深信，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，它必將為我們發(fā)揮出更多奇妙的功能來(lái).

2.紅外線的危害

紅外線近年來(lái)在軍事、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，其污染問(wèn)題也隨之產(chǎn)生.

紅外線對(duì)人體可造成高溫傷害.鋼鐵冶金高溫作業(yè)是典型的紅外熱輻射作業(yè)，短波紅外線透過(guò)角膜進(jìn)入眼球，使虹膜、晶狀體和玻璃體液吸收一部分紅外線，如不加防護(hù)可使晶體混濁，蛋白質(zhì)變化，長(zhǎng)期下去就會(huì)導(dǎo)致“紅外線白內(nèi)障”.太陽(yáng)光中的紅外線對(duì)皮膚的損害作用是由于分子振動(dòng)和溫度升高所引起的過(guò)強(qiáng)紅外線造成的皮膚傷害，與燙傷相似；大劑量紅外線多次照射皮膚時(shí)，可產(chǎn)生褐色大理石樣的色素沉淀，這與熱作用加強(qiáng)了血管壁基底細(xì)胞層中黑色素細(xì)胞的色素形成有關(guān)；過(guò)強(qiáng)紅外線的熱輻射效應(yīng)使毛血管擴(kuò)張充血，增加表皮水分蒸發(fā)，使皮膚出現(xiàn)紅色丘疹、皮膚衰色和色素紊亂等不良影響；紅外線還能促進(jìn)紫外線引起的皮膚癌.