Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Прохождение невидимых тепловых лучей 

1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

нин глаза к темноте и аппаратуру для ранней диагностики раковых заболеваний. В дерматологии благодаря хорошему проникновению инфракрасных лучей ерез кожу появилась возможность исследовать поражения тканей и воздействовать на подкожные системы кровообращения. Использование инфракрасных лучей в полиграфической промышленности позволяет легко различать пигменты, одинаковые в видимом свете. Инфракрасные приборы применяются в живописи для раскрытия оригиналов, скрытых более поздни-,ми записями, в криминалистике для отличий от подделок подлинных документов и драгоценных камней, а также для прочтения стертых мест в тексте. Инфракрасное фотографирование с воздуха дает возможность оценивать состояние лесных массивов и обнаруживать очагн пожаров. Следует также упомянуть об использовании инфракрасной аппаратуры для предупреждения дтолкновений самолетов в воздухе и кораблей в море при их движении ночью, а также для технической диагностики электронных схем и контроля за различными производственными процессами. Одним словом, возможности инфракрасной техники ограничены только нашим воображением.

1.2. СПЕКТР И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Тепловое излучение испускается всеми телами прн любых температурах, отличных от абсолютного нуля. Характер излучения зависит от агрегатного состояния вещества. Спектры излучения газов состоят, как правило, из отдельных линий и полос, характерных для данного газа. Линейчатые спектры .атомов и полосатые спектры молекул проявляются только в том случае, когда излучающий газ находится в разреженном состоянии. При увеличении связи между частицами (например, при изменении давления и температуры) линии и полосы расширяются и становятся нерезкими.

Для спектров жидкостей характерно большое влияние межмолекулярного взаимодействия. Ширина полос возрастает и появляются новые полосы, отсутствующие в спектрах газов. У твердых тел вследствие сильного взаимодействия между молекулами спектры излучения становятся сплошными, так как линии поглощения оказываются широко размытыми и сливаются в поло- сы, а полосы - в участки сплошного спектра.

Согласно теории Бора излучение энергии связано с переходами атомов ли молекул с .более высоких энергетических уровней на более низкие. Эти переходы сопровождаются испусканием квантов, энергия которых

hcav = hCo/X = Wn~ Wm, (1.10)

где h = (6,6256 ± 0,0005) 10-=** Вт . c - постоянная Планка; Cq = = (2,997930 ± 0,000003) 10* м/с - скорость света в вакууме; A, - длина волны, см; V = 1Д - волновое число, см-; W и - энергии, соответствующие уровням пит. Инфракрасное излучение является частью оптического излучения и занимает в спектре электромагнитных колебаний диапазон, характеризуемый длинами воли от 0,76 до 1000 мкм. В оптическое излучение входят также рентгеновское излучение X = 0,01.,.5 нм (0,1...50 А), ультрафиолетовое (X = 0,005...0,40 мкм) и видимое (К = 0,40...0,76 мкм).

Составляющие видимого излучения имеют следующие диапазоны длин волн: красная - 0,76...0,62 мкм, оранжевая - 0,62...0,59 мкм, желтая - 0,59... ...0,5ё мкм, зеленая - 0,56...0,50 мкм, голубая - 0,50...0,48 мкм, синяя - €,48...0,45 мкм и фиолетовая - 0,45...0,40 мкм.

Инфракрасное излучение занимает весьма протяженную спектральную область, примыкая с одной стороны к видимому (красному) излучению, а с другой стороны - к электромагнитным колебаниям радиодиапазона. Если .использовать классическое сравнение со звуковыми волнами, то можно заметить, что инфракрасное излучение перекрывает по меньшей мере 10 октав, тогда как видимое занимает 1 октаву, ультрафиолетовое - 5 октав, рентгеновское - около 14 октав, а излучение радиодиапазона - 28 октав.



Инфракрасную область спектра принято делить на четыре части: ближ-п = 0,76...3 мкм), среднюю (X = 3...6 мкм), дальнюю (X ~ 6... 15 мкм> и очень далекую (X = 15...1000 мкм). Логика такого деления связана с существованием так называемых атмосферных окон .

Инфракрасные лучи часто назьтают тепловыми лучами. В действительности они не имеют никаких особенных тепловых свойств. Как и другие излучения, они могут быть поглощены телами, помещенными на их пути, и превратиться в теплоту. Однако тепловой эффект является только результатом, поглощения инфракрасных лучей и не составляет их специфического признака. Если же тепловые проявления инфракрасного излучения значительно заметнее такого же проявления видимого и ультрафиолетового излучений, то это объясняется лишь тем, что инфракрасное излучение большой мощности может быть создано сравнительно простыми техническими средствами.

Инфракрасные излучения так же, как и видимый свет, распространяются в однородной среде по прямой линии, подчиняются закону обратных квадратов, могут отражаться, преломляться, претерпевать дифракцию, интерференцию и поляризацию. Для поляризации инфракрасного излучения применяют не обычные поляроиды, а очень тонкие пленки из селена, многослойные селеновые пленки, тонкие пластины кристаллизованного хлористого серебра и параллельные зеркала со слоями селена, нанесенными возгонкой' в вакууме. Скорость распространения инфракрасных лучей равна скорости света.

При рассмотрении спектральных особенностей излучения возникает вопрос о его монохроматичности. В строгом смысле излучение не может быть монохроматическим по самой своей природе. Для возникновения монохроматического излучения необходимо, чтобы уровни энергий, между которыми осуществляется переход, сопровождающийся излучением, были идеальна узкими. Однако даже в случае изолированного атома энергетические уровни; имеют ширину, отличную от нуля, и излучение атома за некоторый промежуток времени оказывается размытым в конечных пределах.

Обычно под монохроматическим излучением понимают излучение в некотором интервале длин волн /Х = Х2 - Xi и степень хроматичности р, определяют формулой:

К

[х= J dA,/X = In?2Ai. (l.ll)

Считая, что излучение относится к длине волны X и обозначая Xi Х - АХ/2, аХ2 = Х + hXI2, имеем

я АХ/Х. (1.12).

Чем меньше ц, тем выше монохроматичность излучения.

Часто для оценки монохроматичности излучения пользуются понятием разрешающей способности, представляющей собой величину, обратную степени монохроматичности:

Г= 1/ц = Х/АХ. (1.13)

Важнейшим параметром тела, определяющим процессы его теплового-У^н' является температура. Согласно системе единиц СИ температура, сия ( Д^R ь^* (К); временно допускается применение шкалы Цель-я ( L). В иностранной литературе встречаются нестандартные единицы измерения температуры: градусы Реомюра (R) и Фаренгейта (F). Соотношения - ЖДУ различными единицами измерения температуры приведены в табл. 1.1.



Переходные соотношения для различных единиц измерения температуры

Шкала

t, -с

t. К

t. R

t, F

t, С

Прибавить 273,15

Умножить иа 4/5

Умножить на 9/5 и прибавить 32

t. к

Вычесть 273,15

Вычесть 273,15 и умножить иа 4/5

Вычесть 273,15.

умножить на 9/5 и прибавить 32

t, R

Умножить на 5/4

N . [fv,;; и п на

5/4 и прибавить 273,15

Умножить на 9/4 и прибавить 32

t, F

Вычесть 32 и умножить на 5/9

Вычесть 32 и умножить на 5/9

Вычесть 32 и умножить на 4/9

1.3. ТЕРМИНОЛОГИЯ и ОБОЗНАЧЕНИЯ

Терминология инфракрасной техники не является еще установившейся. Она основана на терминах, принятых в физической оптике, светотехнике и приборостроении. В табл. 1.2 приведены термины, соответствующие определения и обозначения величии, характеризующих инфракрасное излучение и применяемых в инфракрасной технике. При составлении табл. 1.2 использована терминология, установленная Комитетом научно-технической терминологии АН СССР. Иностранные термины на английском, немецком и французском языках согласованы с Международным светотехническим словарем [9]. Для обозначения величин приняты буквы, наиболее часто употребляемые в отечественной литературе по инфракрасной технике. Дифференциальные соотношения между величинами, применяемыми в теории теплового излучения, даны в табл. 1.3.

Таблица 1.2

Термины, определения и обозначения величин, применяющиеся в инфракрасной технике

Определение

та К

£ а

§1 W S

Оптическое излучение Optical radiation Optische Strahlung Optique radiation

Электромагнитное излучение с длинами волн, расположенными в диапазоне 0/)1 нм...1 мм (оптическом диапазоне)



1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95