Tia hồng ngoại là gì? Tính chất và ứng dụng nổi bật của tia hồng ngoại

Tia hồng ngoại là gì? Hiện nay, tia hồng ngoại được ứng dụng rộng rãi trong đời sống ở nhiều ngành nghề khác nhau như y học, điện tử, quân sự,… Với bài viết này Đông Á sẽ chia sẻ đến bạn đọc những kiến ​​thức liên quan. liên quan đến tia hồng ngoại.

Tính chất và ứng dụng nổi bật của tia hồng ngoại

1.Tia hồng ngoại là gì?

Tia hồng ngoại còn được gọi là bức xạ hồng ngoại, sóng hồng ngoại, ánh sáng hồng ngoại,… Với tên viết tắt tia IR, đây là một loại năng lượng bức xạ mà mắt người không nhìn thấy được nhưng có thể cảm nhận được dưới dạng nhiệt. Đặc biệt, mọi vật thể trong vũ trụ đều phát ra một mức bức xạ hồng ngoại nào đó, nhưng mặt trời và lửa là hai nguồn rõ ràng nhất.

Tia hồng ngoại là một loại bức xạ điện từ, tần số liên tục được tạo ra khi các nguyên tử hấp thụ và giải phóng năng lượng. Bức xạ điện từ được sắp xếp từ tần số cao nhất đến thấp nhất bao gồm tia gamma, tia X, tia cực tím, bức xạ nhìn thấy, tia hồng ngoại, sóng vi ba và sóng vô tuyến. Những loại bức xạ này cùng nhau tạo nên phổ điện từ.

2. Nguồn gốc tia hồng ngoại

Năm 1800, ánh sáng hồng ngoại lần đầu tiên được phát hiện bởi nhà thiên văn học người Anh William Herschel. Trong một thí nghiệm đo sự chênh lệch nhiệt độ giữa các màu trong quang phổ, ông đặt một nhiệt kế trên đường đi của ánh sáng ở mỗi màu trong quang phổ khả kiến. Do sự gia tăng nhiệt độ được quan sát từ màu xanh sang màu đỏ. Từ đó, ông tìm thấy các phép đo nhiệt độ thậm chí còn ấm hơn ngay bên ngoài đầu đỏ của quang phổ nhìn thấy được.

3. Phân loại tia hồng ngoại

Dựa vào bước sóng, tia hồng ngoại được chia thành 3 vùng hồng ngoại là hồng ngoại gần, hồng ngoại trung và hồng ngoại xa.

2.1. Tia hồng ngoại gần

Tia hồng ngoại gần có ký hiệu: NIR

Có 2 loại: IR – A và IRB

Bước sóng IR-A nm: 0,78 – 1,4, phần sóng ngắn, ranh giới 780 nm, được xác định theo tầm nhìn của con người đối với quang phổ ánh sáng mặt trời. Phim chụp ảnh có khả năng hấp thụ dải này với tia hồng ngoại từ 0,7-1,0 µm.

Bước sóng IR-B nm: 1,4 -3,0, ranh giới được coi là vùng hấp thụ mạnh của nước là 1,45 μm và phần sóng dài.

Phân bố nhiệt độ WIEN >3700 OK

2.2. Tia hồng ngoại giữa

Ký hiệu: IR-C

Với phạm vi bức xạ ở nhiệt độ bề mặt và bước sóng nm: 3-50.

Nhiệt độ theo phân bố WIEN dao động từ 1000 – 60oK

2.3. Tia hồng ngoại xa

Ký hiệu: IR-C

Bước sóng nm: 50-1000, ranh giới của vùng vi sóng là bức xạ vũ trụ 3° Kelvin nhìn thấy được, bị khí quyển hấp thụ mạnh.

Nhiệt độ theo phân bố WIEN là

3. Đặc tính nổi bật của tia hồng ngoại mà bạn cần biết

Tia hồng ngoại được biết đến có đặc điểm là sóng điện từ.

Với đặc tính nổi bật là tác dụng nhiệt nên nó còn được gọi là tia nhiệt.

Sóng hồng ngoại không thể nhìn thấy bằng mắt thường, Chúng ta không thể nhìn thấy sóng hồng ngoại bằng mắt thường và chỉ có thể nhìn thấy khi chúng chịu nhiệt, cho phép nhìn thấy sóng hồng ngoại phát ra từ các vật thể ấm áp như động vật và con người.

Tia hồng ngoại có khả năng tác dụng lên một số ống kính chụp ảnh đặc biệt.

Ngoài ra, tia hồng ngoại có thể được điều chế giống như sóng điện từ tần số cao.

Tính chất tuân thủ quy định: Truyền trực tiếp, phản xạ, gây hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.

Dưới đây là hình ảnh thang đo sóng, tập hợp các sóng điện từ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng tăng dần.

Các loại sóng điện từ được sắp xếp theo thứ tự tăng dần

Bước sóng tia cực tím ngắn hơn bước sóng ánh sáng tím.

Bước sóng hồng ngoại dài hơn bước sóng ánh sáng đỏ.

Vì tia UV có bước sóng ngắn hơn nên chúng có năng lượng mạnh hơn sóng hồng ngoại rất nhiều.

4.Tia hồng ngoại có vai trò gì trong cuộc sống?

Với những đặc tính vượt trội, tia hồng ngoại được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống như thiết bị điện, cảm biến hồng ngoại, y học, thiên văn học, quốc phòng.

Thiết bị điện

Ứng dụng quan trọng trong thiết bị điện

Dùng trong các thiết bị điều khiển từ xa như điều hòa, điều khiển tivi, quạt, đèn, âm thanh,…

Dùng trong sản xuất lò vi sóng, bếp điện sử dụng bức xạ hồng ngoại để dẫn nhiệt.

Không những vậy, tia hồng ngoại còn được ứng dụng trong máy sưởi, phòng xông hơi.

Được sử dụng trong hệ thống sưởi ấm, sấy khô và lọc nước.

Bên cạnh đó, bức xạ hồng ngoại còn được sử dụng trong các đền cảm ứng, hoạt động dựa trên tín hiệu hồng ngoại từ nhiệt độ cơ thể con người để bật tắt.

Đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất camera và đèn pha, giúp con người quan sát môi trường có cường độ ánh sáng yếu.

Cảm biến hồng ngoại

Được sử dụng phổ biến trong đời sống hàng ngày và mọi nơi như trung tâm thương mại, nhà hàng, khách sạn,… với cửa kính đóng mở tự động từ xa. Sử dụng cảm biến hồng ngoại sẽ giúp phát hiện sự có mặt của con người, từ đó kích hoạt hệ thống đóng mở.

Trong y học

Bởi tia hồng ngoại đã được chứng minh có khả năng điều trị các bệnh như cao huyết áp, hen suyễn, viêm gan, viêm tuyến tiền liệt, ung thư…

Ngoài ra, chúng còn giúp làm dịu vết thương do bỏng nóng, bỏng lạnh, trị mụn, làm đẹp,…

Dùng để chữa bệnh và làm dịu vết thương

ngành thiên văn học

Tia hồng ngoại có thể giúp các nhà thiên văn học quan sát chi tiết sự phân bố của nguồn IR trong không gian. Với cấu trúc phức tạp trong các thiên hà, tinh vân và cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ.

quốc phòng

Tia hồng ngoại đóng vai trò quan trọng trong các loại vũ khí, tên lửa hiện đại được trang bị ống dẫn tia hồng ngoại, có khả năng tìm kiếm mục tiêu chính xác.

5. Tác hại của tia hồng ngoại

Tầm quan trọng và lợi ích mà tia hồng ngoại mang lại là điều chúng ta không cần phải bàn tới, nhưng cùng với đó, cũng có những tác hại mà chúng ta cần phải quan tâm.

5.1. Có hại cho da

Nếu tiếp xúc với liều lượng lớn sóng hồng ngoại có thể ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người như tổn thương da và các mô.

Trong tia nắng có tia hồng ngoại và tia cực tím. Điều này ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống người dân. Vì vậy, khi đi trời nắng nóng bạn nên có biện pháp chống nắng hợp lý.

Ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe con người

Không những vậy, trên ô tô, hầu hết các ô tô đều sử dụng phim cách nhiệt để giảm nhiệt độ bên trong xe và chống lại tia hồng ngoại, tia UV,…

5.2. Tổn thương mắt

Vì mắt con người thường nhạy cảm với mọi bức xạ trong phổ điện từ nên việc tiếp xúc với tia hồng ngoại trong thời gian dài có thể gây tổn thương mắt.

Đặc biệt với những người thường xuyên tiếp xúc với tia hồng ngoại, nếu nghiêm trọng có thể dẫn đến tổn thương thủy tinh thể và giác mạc của mắt. Đó là lý do tại sao không nên nhìn thẳng vào mặt trời và những người làm việc gần bức xạ mạnh cần phải đeo kính bảo hộ.

5.3.Gây hiệu ứng nhà kính

Khi bề mặt trái đất và các đám mây phía trên hấp thụ bức xạ từ mặt trời và phát ra dưới dạng bức xạ hồng ngoại trong khí quyển. Và khi không khí trên bề mặt trái đất tập trung cao độ, các tia hồng ngoại bị giữ lại gần mặt đất, khiến nhiệt độ tăng cao và những thay đổi về kiểu thời tiết có thể gây hại cho động vật và con người.

Trên đây là những thông tin quan trọng liên quan đến tia hồng ngoại, đồng thời giúp người đọc giải đáp những thắc mắc như: Tia hồng ngoại là gì? Tính chất, phân loại, ứng dụng và tác hại của chúng đối với đời sống con người. Với sự xuất hiện của chúng ở khắp mọi nơi, chúng đã mang lại rất nhiều lợi ích cho cuộc sống nhưng cùng với đó vẫn còn một số tác hại. Hiểu rõ đặc điểm của tia hồng ngoại sẽ giúp chúng ta ứng dụng chúng hiệu quả hơn, đồng thời giảm thiểu những tác hại mà chúng mang lại.