పరారుణ వికిరణాలు
పరారుణ వికిరణాలు ( IR ) ను అనేది విద్యుదయస్కాంత వికిరణం. ఇది దృగ్గోచర కాంతి కంటే ఎక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాలతో ఉంటుంది . అందువల్ల ఇది సాధారణంగా మానవ కంటికి కనిపించదు. అయినప్పటికీ ఈ వికిరణాల తరంగ దైర్ఘ్యం 1050 నానోమీటర్ల వరకు ప్రత్యేకంగా పల్సెడ్ లేజర్లతో కొన్ని పరిస్థితులలో మానవులు చూడవచ్చు. [1] [2] [3] [4] పరారుణ వికిరణాల తరంగదైర్ఘ్యాలు దృగ్గోచర వర్ణపటం లోని సాధారణ ఎరుపు అంచు నుండి 700 నానోమీటర్ల ( పౌనఃపున్యం 430 THz ) నుండి 1 మిల్లీమీటర్ (300 GHz ) వరకు విస్తరించి ఉంటుంది. గది ఉష్ణోగ్రత దగ్గర ఉన్న వస్తువుల ద్వారా వెలువడే ఉష్ణ వికిరణంలో ఎక్కువ భాగం పరారుణమే. అన్ని విద్యుదయస్కాంత వికిరణాల మాదిరిగా పరారుణ వికిరణాలు వికిరణ శక్తిని చేరవేస్తాయి. అది తరంగం, క్వాంటం కణం (ఫోటాన్) వలె ద్వంద్వ స్వభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. పదార్థాలలోని అణువుల భ్రమణ లేదా కంపన స్థితులలో మార్పు జరగటం వల్ల పరారుణ వికిరణాలు ఉద్గారమవుతాయి.)
పరారుణ వికిరణాలను 1800 లో ఖగోళ శాస్త్రవేత్త సర్ విలియం హెర్షెల్ కనుగొన్నాడు. అతను వర్ణపటంలో ఎరుపు రంగు కంటే తక్కువ శక్తి గల ప్రాంతంలో ఈ అదృశ్య వికిరణాలను ధర్మామీటరుపై ప్రభావం చూపడం ద్వారా కనుగొన్నాడు. [5] సూర్యుడి నుండి వచ్చే మొత్తం శక్తిలో సగానికి పైగా పరారుణ రూపంలో భూమిపైకి వస్తున్నట్లు కనుగొనబడింది. గ్రహించిన, విడుదలయ్యే పరారుణ వికిరణం మధ్య సమతుల్యత భూమి వాతావరణంపై క్లిష్టమైన ప్రభావాన్ని చూపుతుంది.
భ్రమణ-కంపనాలు మార్చినపుడు ఆణువుల ద్వారా పరారుణ వికిరణాలు శోషించబడతాయి లేదా ఉద్గారించబడతాయి.
ఇది ద్విధ్రువ చలనంలో మార్పు ద్వారా అణువులోని కంపనం రీతిని ఉత్తేజపరుస్తుంది. సరైన సమరూపత యొక్క అణువుల కోసం. సరైన సమరూపత అణువుల కోసం ఈ శక్తి స్థితులను అధ్యయనం చేయడానికి ఇది ఉపయోగకరమైన పౌనఃపున్య పరిధిగా మారుతుంది. పరారుణ వర్ణపటం పరారుణ పరిధిలో ఫోటాన్ల శోషణ, ప్రసారాన్ని పరిశీలిస్తుంది. [6]
పారిశ్రామిక, శాస్త్రీయ, సైనిక, చట్టాల అమలు, వైద్య అనువర్తనాలలో పరారుణ వికిరణాలను ఉపయోగిస్తారు. చురుకైన సమీప-పరారుణ ప్రకాశాన్ని ఉపయోగించి రాత్రి-దృష్టి పరికరాలతో పరిశీలకుడిని గుర్తించకుండా ప్రజలు జంతువులను గమనించడానికి ఉపయోగపడతాయి. పరారుణ ఖగోళ శాస్త్రంలో పరమాణు మేఘాలు వంటి అంతరిక్షంలోని దుమ్ము ప్రాంతాలలోకి చొచ్చుకుపోవడానికి, గ్రహాలు వంటి వస్తువులను గుర్తించడానికి, విశ్వం ప్రారంభ రోజుల నుండి ఎరుపు రంగులోకి మారిన వస్తువులను చూడటానికి సెన్సార్-అమర్చిన టెలిస్కోప్‌లను ఉపయోగిస్తారు. [7] పరారుణ ఉష్ణ-చిత్రీకరణ కెమేరాలను ఉష్ణబంధకం చేసిన వ్యవస్థలలో ఉష్ణ నష్టాన్ని గుర్తించడానికి, చర్మంలో రక్త ప్రవాహం మారటాన్ని గమనించడానికి, విద్యుత్ ఉపకరణం వేడెక్కడం గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు.
సైనిక, పౌర అనువర్తనాల కోసం విస్తృతమైన ఉపయోగాలున్నాయి. లక్ష్య సముపార్జన, నిఘా, రాత్రి దృష్టి, హోమింగ్, ట్రాకింగ్ వంటి అంశాలలో ఉపయోగపడుతున్నాయి. సాధారణ శరీర ఉష్ణోగ్రత వద్ద మానవులు ప్రధానంగా సుమారు 10 మైక్రోమీటర్ల తరంగదైర్ఘ్యాలను ప్రసరిస్తారు. సైనిక రహిత ఉపయోగాలలో [[ఉష్ణ సామర్థ్యం|ఉష్ణ దక్షత విశ్లేషణ]] , పరిసరాల పర్యవేక్షణ, పారిశ్రామిక సౌకర్యాల తనిఖీలు, రిమోట్ టెంపరేచర్ సెన్సింగ్, స్వల్ప-శ్రేణి వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్, వర్ణపటశాస్త్రం, వాతావరణ రంగాలలో ఉపయోగపడుతున్నాయి.
విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటానికి నిర్వచనం, సంబంధం
[మార్చు]పరారుణ వికిరణం దృగ్గోచర వర్ణపటంలో సాధారణ ఎరుపు అంచు నుండి 700 నానోమీటర్లు నుండి 1 మిల్లీమీటర్ (మిమీ) వరకు విస్తరించి ఉంది. ఈ తరంగదైర్ఘ్యాల శ్రేణి సుమారు 430 THz నుండి 300 GHz కు తగ్గే పౌనఃపున్య శ్రేణికి అనుగుణంగా ఉంటుంది THz 300 కి తగ్గింది. విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటంలో పరారుణ వర్ణపటం నకు దిగువన మక్రో తరంగాల భాగం ఉంటుంది.
| తేలికపాటి పోలిక [8] | |||||
| పేరు | తరంగదైర్ఘ్యం | ఫ్రీక్వెన్సీ (Hz) | ఫోటాన్ ఎనర్జీ (eV) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| గామా కిరణం | 0.01 కన్నా తక్కువ nm | 30 కంటే ఎక్కువ EHz | 124 కంటే ఎక్కువ keV | ||
| ఎక్స్రే | 0.01 nm - 10 nm | 30 EHz - 30 వలన phz | 124 keV - 124 eV | ||
| అతినీలలోహిత | 10 nm - 400 nm | 30 PHz - 790 THz | 124 eV - 3.3 eV | ||
| దృగ్గోచర | 400 nm-700 nm | 790 THz - 430 THz | 3.3 eV - 1.7 eV | ||
| ఇన్ఫ్రారెడ్ | 700 nm - 1 mm | 430 THz - 300 GHz | 1.7 eV - 1.24 MeV | ||
| మైక్రోవేవ్ | 1 mm - 1 మీటర్ | 300 GHz - 300 MHz | 1.24 meV - 1.24 μeV | ||
| రేడియో | 1 మీటర్ - 100,000 km | 300 MHz - 3 Hz | 1.24 μeV - 12.4 ఎఫ్ ఇ వి | ||
సహజ పరారుణ వికిరణాలు
[మార్చు]సూర్యరశ్మి, 5780 కెల్విన్స్ (5510° C, 9940° F) ప్రభావవంతమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద, సమీప-ఉష్ణ-వర్ణపట వికిరణాలతో కూడి ఉంటుంది. ఇది సగం పరారుణ వికిరణం కన్నా కొంచెం ఎక్కువ. అత్యున్నత సమయంలో, సూర్యరశ్మి సముద్ర మట్టాంలో చదరపు మీటరుకు కేవలం 1 కిలోవాట్ కన్నా ఎక్కువ వికిరణ శక్తిని అందిస్తుంది. ఈ శక్తిలో, 527 వాట్స్ పరారుణ వికిరణం, 445 వాట్స్ దృగ్గోచర కాంతి, 32 వాట్స్ అతినీలలోహిత వికిరణం. [9] సూర్యకాంతిలో దాదాపు పరారుణ వికిరణమంతా 4 మైక్రోమీటర్ల కన్నా తక్కువ పరారుణ వద్ద ఉంది.
భూమి ఉపరితలంపై, సూర్యుని ఉపరితలం కంటే చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద, కొన్ని ఉష్ణ వికిరణం మధ్య-పరారుణ ప్రాంతంలో పరారుణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది సూర్యకాంతి కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఏదేమైనా, కృష్ణ-వస్తువు లేదా ఉష్ణ, వికిరణం నిరంతరాయంగా ఉంటుంది: ఇది అన్ని తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద వికిరణాన్ని ఇస్తుంది. ఈ సహజ ఉష్ణ వికిరణ ప్రక్రియలలో, మెరుపు, సహజ మంటలు మాత్రమే దృగ్గోచర శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి తగినంత వేడిగా ఉంటాయి. మంటలు కనిపించే-కాంతి శక్తి కంటే చాలా పరారుణాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. [10]
పరారుణ పరిధిలోని ప్రాంతాలు
[మార్చు]సాధారణంగా, వస్తువులు తరంగదైర్ఘ్యాల వర్ణపటం అంతటా పరారుణ వికిరణాన్ని విడుదల చేస్తాయి. అయితే కొన్నిసార్లు వర్ణపటం పరిమిత ప్రాంతం మాత్రమే వృద్ధి కలిగి ఉంటుంది. ఎందుకంటే సెన్సార్లు సాధారణంగా ఒక నిర్దిష్ట పట్టిక వెడల్పులో మాత్రమే వికిరణాలను సేకరిస్తాయి. ఉష్ణ పరారుణ వికిరణం కూడా గరిష్ట ఉద్గార తరంగదైర్ఘ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇది "వీన్ స్థానభ్రంశ నియమం"నకు అనుగుణంగా వస్తువు యొక్క సంపూర్ణ ఉష్ణోగ్రతకు విలోమానుపాతంలో ఉంటుంది.
అందువల్ల, పరారుణ పట్టిక తరచుగా చిన్న విభాగాలుగా విభజించబడింది.
సాధారణంగా ఉపయోగించే సబ్ డివిజన్ పథకం
[మార్చు]సాధారణంగా ఉపయోగించే ఉప-విభజన పథకం: [11]
| విభజన పేరు | సంక్షిప్తీకరణ | తరంగదైర్ఘ్యం | తరచుదనం | ఫోటాన్ శక్తి | ఉష్ణోగ్రత [తక్కువ-రోమన్ 1] | లక్షణాలు |
|---|---|---|---|---|---|---|
| సమీప పరారుణ | NIR, IR-A DIN | 0.75-1.4 μm | 214-400 THz | 886-1653 MeV | 3,864–2,070 K (3,591–1,797 °C) |
నీటి శోషణ ద్వారా నిర్వచించబడింది, సాధారణంగా ఫైబర్ ఆప్టిక్ టెలికమ్యూనికేషన్‌లో వాడతారు. వర్ణపటంలో ఈ ప్రాంతానికి చిత్ర తీవ్రతలు సున్నితంగా ఉంటాయి; ఉదాహరణకు నైట్ విజన్ గాగుల్స్ వంటి నైట్ విజన్ పరికరాలు ఉన్నాయి. సమీప-పరారుణ స్పెక్ట్రోస్కోపీ మరొక సాధారణ అనువర్తనం. |
| స్వల్ప-తరంగదైర్ఘ్యం పరారుణ | SWIR, IR-B DIN | 1.4-3 μm | 100-214 THz | 413-886 MeV | 2,070–966 K (1,797–693 °C) |
నీటి శోషణ 1450 nm వద్ద గణనీయంగా పెరుగుతుంది. 1530 నుండి 1560 nm పరిధి వరకు సుదూర టెలికమ్యూనికేషన్ల కొరకు ప్రధాన వర్ణపట ప్రాంతం. |
| మధ్య తరంగదైర్ఘ్యం పరారుణ | MWIR, IR-C DIN ; MidIR. [12] ఇంటర్మీడియట్ ఇన్ఫ్రారెడ్ (IIR) అని కూడా పిలుస్తారు | 3-8 μm | 37-100 THz | 155-413 MeV | 966–362 K (693–89 °C) |
ఈ ప్రాంతాన్ని థర్మల్ ఇన్ఫ్రారెడ్ అని కూడా అంటారు. |
| దీర్ఘ-తరంగదైర్ఘ్యం పరారుణ | LWIR, IR-C DIN | 8-15 μm | 20-37 THz | 83-155 MeV | 362–193 K (89 – −80 °C) |
"థర్మల్ ఇమేజింగ్" ప్రాంతం. |
| చాలా పరారుణ | ఎఫ్ఐఆర్ | 15-1000 μm | 0.3-20 THz | 1.2-83 MeV | 193–3 K (−80.15 – −270.15 °C) |
( దూర-పరారుణ లేజర్, చాలా పరారుణాన్ని కూడా చూడండి) |
NIR, SWIR లను కొన్నిసార్లు "పరావర్తన పరారుణ" అని పిలుస్తారు, అయితే MWIR, LWIR ను కొన్నిసార్లు "ఉష్ణ పరారుణ" అని పిలుస్తారు. కృష్ణ వస్తువు వికిరణ వక్రతల స్వభావం కారణంగా, ఎగ్జాస్ట్ పైపులు వంటి విలక్షణమైన "వేడి" వస్తువులు, LW లో చూసే అదే వస్తువుతో పోలిస్తే తరచుగా MW లో ప్రకాశవంతంగా కనిపిస్తాయి.
CIE డివిజన్ పథకం
[మార్చు]ఇంటర్నేషనల్ కమీషన్ ఆన్ ఇల్యూమినేషన్ (CIE) పరారుణ వికిరణాన్ని ఈ క్రింది మూడు బ్యాండ్లుగా విభజించాలని సిఫారసు చేసింది: [13]
| సంక్షిప్తీకరణ | తరంగదైర్ఘ్యం | తరచుదనం |
|---|---|---|
| IR-A | 700 nm - 1400 nm
(0.7 μm - 1.4 μm) |
215 THz - 430 THz |
| IR-B | 1400 nm - 3000 nm
(1.4 μm - 3 μm) |
100 THz - 215 THz |
| IR-C | 3000 nm - 1 mm
(3 μm - 1000 μm) |
300 GHz - 100 THz |
SO 20473 పథకం
[మార్చు]ISO 20473 కింది పథకాన్ని నిర్దేశిస్తుంది: [14]
| హోదా | సంక్షిప్తీకరణ | తరంగదైర్ఘ్యం |
|---|---|---|
| సమీప పరారుణ | NIR | 0.78-3 μm |
| మధ్య పరారుణ | MIR | 3-50 μm |
| దూర పరారుణ | FIR | 50-1000 μm |
ఖగోళ శాస్త్ర విభజన పథకం
[మార్చు]ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు సాధారణంగా పరారుణ వర్ణపటాన్ని ఈ క్రింది విధంగా విభజిస్తారు: [15]
| హోదా | సంక్షిప్తీకరణ | తరంగదైర్ఘ్యం |
|---|---|---|
| సమీప పరారుణ | NIR | (0.7–1) నుండి 5 వరకు μm |
| మిడ్-ఇన్ఫ్రారెడ్ | MIR | 5 నుండి (25-40) μm |
| ఫార్-ఇన్ఫ్రారెడ్ | ఎఫ్ఐఆర్ | (25–40) నుండి (200–350) μm. |
ఈ విభాగాలు ఖచ్చితమైనవి కావు. ప్రచురణను బట్టి మారవచ్చు. మూడు ప్రాంతాలు వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రత పరిధుల పరిశీలన కోసం ఉపయోగించబడతాయి. అందువల్ల అంతరిక్షంలో విభిన్న వాతావరణాలు ఉంటాయి. ఖగోళ శాస్త్రంలో ఉపయోగించే అత్యంత సాధారణ ఫోటోమెట్రిక్ వ్యవస్థ ఉపయోగించిన ఫిల్టర్‌ల ప్రకారం వివిధ వర్ణపట ప్రాంతాలకు పెద్ద అక్షరాలను కేటాయిస్తుంది; I, J, H, K సమీప-పరారుణ తరంగదైర్ఘ్యాలను సూచిస్తాయి. L, M, N, Q మధ్య పరారుణ ప్రాంతాన్ని సూచిస్తాయి. ఈ అక్షరాలు సాధారణంగా వాతావరణ గవాక్షాలకు సూచనగా అర్థం చేసుకోబడతాయి. ఉదాహరణకు, అనేక పరిశోధనా పత్రాల శీర్షికలలో కనిపిస్తాయి
సెన్సార్ ప్రతిస్పందన విభాగం పథకం
[మార్చు]
మూడవ పథకం వివిధ డిటెక్టర్ల ప్రతిస్పందన ఆధారంగా పట్టికను విభజిస్తుంది: [16]
- దగ్గర-పరారుణ: 0.7 నుండి 1.0 μm వరకు (మానవ కన్ను ప్రతిస్పందనకు సుమారు ముగింపు నుండి సిలికాన్ వరకు).
- చిన్న-తరంగ పరారుణ: 1.0 నుండి 3 μm వరకు (సిలికాన్ కట్-ఆఫ్ నుండి MWIR వాతావరణ గవాక్షం వరకు). InGaA లు సుమారు 1.8 μm వరకు ఉంటాయి; తక్కువ సున్నితమైన సీసం లవణాలు ఈ ప్రాంతాన్ని ఆవరిస్తాయి.
- మధ్యస్థ-తరంగ పరారుణ: 3 నుండి 5 μm వరకు (వాతావరణ గవాక్షం ద్వారా నిర్వచించబడింది. ఇండియం యాంటిమోనైడ్ [InSb], మెర్క్యూరీ కాడ్మియం టెల్లరైడ్ [HgCdTe], పాక్షికంగా సీసం సెలీనిడ్ [PbSe] చేత ఆవరించబడినది).
- దీర్ఘ-తరంగ పరారుణ: 8 నుండి 12 μm, లేదా 7 నుండి 14 μm వరకు μm (ఇది HgCdTe, మైక్రోబోలోమీటర్లతో ఆవరించబడిన వాతావరణ గవాక్షం).
- చాలా పొడవైన తరంగ పరారుణ (VLWIR) (12 నుండి 30 μm వరకు , మాదీకరణం చేసిన సిలికాన్‌తో ఆవరిస్తుంది).
మానవ-కంటి ద్వారా గుర్తించదగిన రేడియేషన్‌కు తరంగదైర్ఘ్యానికి దగ్గరగా ఉన్న ప్రాంతం పరారుణ ప్రాంతం. దృగ్గోచర వర్ణపటం నుండి మధ్య, దూర-పరారుణాలు క్రమంగా మరింత ముందుకు వస్తాయి. ఇతర నిర్వచనాలు వేర్వేరు భౌతిక విధానాలను అనుసరిస్తాయి (ఉద్గార ఉన్నతులకు పట్టికలకు మధ్య, నీటి శోషణ), సరికొత్త సాంకేతిక కారణాలను అనుసరిస్తాయి (సాధారణ సిలికాన్ డిటెక్టర్లు 1,050 nm కు సున్నితంగా ఉంటాయి. InGaAs సున్నితత్వం 950 nm చుట్టూ ప్రారంభమవుతుంది. 1,700, 2,600 nm మధ్య ముగుస్తుంది. నిర్దిష్ట విన్యాసం బట్టి). ఈ స్పష్టీకరణల కోసం అంతర్జాతీయ ప్రమాణాలు ప్రస్తుతం అందుబాటులో లేవు.
పరారుణ ఆగమనం వివిధ విలువలతో సాధారణంగా 700 nm నుండి 800 nm మధ్య నిర్వచించబడుతుంది. (వివిధ ప్రమాణాల ప్రకారం) కానీ దృగ్గోచర, పరారుణ కాంతి మధ్య సరిహద్దు ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడలేదు. మానవ కన్ను 700 nm తరంగదైర్ఘ్యం పైన ఉన్న కాంతికి తక్కువ సున్నితంగా ఉంటుంది. కాబట్టి ఎక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాలు సాధారణ కాంతి వనరుల ద్వారా ప్రకాశించే సన్నివేశాలకు తక్కువ సహాయం చేస్తాయి. ఏదేమైనా, ముఖ్యంగా తీవ్రమైన IR కాంతి (ఉదా., IR లేజర్‌ల నుండి, IR LED మూలాల నుండి లేదా రంగు జెల్స్‌తో తొలగించబడిన దృగ్గోచర కాంతితో ప్రకాశవంతమైన పగటి కాంతి నుండి) సుమారు 780 nm వరకు కనుగొనవచ్చు. ఇది ఎరుపు కాంతిగా గ్రహించబడుతుంది. 1050 nm వరకు తరంగదైర్ఘ్యాలను అందించే తీవ్రమైన కాంతి వనరులు కాంతివిహీనమైన ఎర్రటి కాంతిగా చూడవచ్చు. చీకటిలో దృశ్యాలను ప్రకాశించే IR కి కొంత ఇబ్బంది కలిగిస్తుంది. సమీప పరారుణ కాంతిలో ఆకులు ముఖ్యంగా ప్రకాశవంతంగా ఉంటాయి. పరారుణ - వడపోత చుట్టూ కనిపించే అన్ని కాంతి క్షరణం నిరోధించబడితే, దృశ్యపరంగా అపారదర్శక పరారుణ-ప్రయాణించే ఫోటోగ్రాఫిక్ ఫిల్టర్ ద్వారా వచ్చే చాలా మసక చిత్రానికి సర్దుబాటు చేయడానికి కంటికి కొంత సమయం ఇస్తే, అది పరారుణ వికిరణం- ప్రకాశించే ఆకులను కలిగి ఉన్న "వుడ్ ప్రభావం" చూడటం సాధ్యపడుతుంది. [17]
పరారుణంలో టెలికమ్యూనికేషన్ బ్యాండ్లు
[మార్చు]ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్లలో, పరారున వర్ణపటం భాగాన్ని ప్రసరించే / శోషించే పదార్థాలు (ఫైబర్స్), డిటెక్టర్ల కాంతి వనరుల లభ్యత ఆధారంగా ఏడు బ్యాండ్లుగా విభజించబడింది: [18]
| బ్యాండ్ | వర్ణన | తరంగదైర్ఘ్యం పరిధి |
|---|---|---|
| ఓ బ్యాండ్ | వాస్తవమైనది | 1260-1360 nm |
| ఇ బ్యాండ్ | విస్తరించిన | 1360-1460 nm |
| ఎస్ బ్యాండ్ | చిన్న తరంగదైర్ఘ్యం | 1460-1530 nm |
| సి బ్యాండ్ | సంప్రదాయ | 1530-1565 nm |
| ఎల్ బ్యాండ్ | దీర్ఘ తరంగదైర్ఘ్యం | 1565-1625 nm |
| యు బ్యాండ్ | అల్ట్రాలాంగ్ తరంగదైర్ఘ్యం | 1625-1675 nm |
సి-బ్యాండ్ సుదూర టెలికమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లకు ప్రధాన బ్యాండ్. S, L బ్యాండ్లు తక్కువ స్థిరపడిన సాంకేతిక పరిజ్ఞానంపై ఆధారపడి ఉంటాయి. అవి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడవు.
ఉష్ణం
[మార్చు]
పరారుణ వికిరణాన్ని "ఉష్ణ వికిరణం" అని కూడా పిలుస్తారు, [19] కానీ ఏదైనా పౌనః పున్యం ఉన్న కాంతి, విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు వాటిని గ్రహించే ఉపరితలాలను వేడి చేస్తాయి. సూర్యుడి నుండి పరారుణ కాంతి భూమి తాపనంలో 49% . మిగిలినవి దృగ్గోచర కాంతి వల్ల శోషించబడతాయి. తరువాత ఎక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద తిరిగి ప్రసరిస్తాయి. దృగ్గోచర కాంతి లేదా అతినీలలోహిత- ఉద్గారక లేజర్లుకాగితాన్ని మండిస్తాయి. ప్రకాశించే వేడి వస్తువులు దృగ్గోచర వికిరణాలను విడుదల చేస్తాయి. గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న వస్తువులు ఎక్కువగా 8 నుండి 25 మైక్రో మీటర్ల పట్టీ వరకు కేంద్రీకృతమై ఉన్న వికిరణాలను విడుదల చేస్తాయి. కానీ ఇది ప్రకాశించే వస్తువుల ద్వారా ఉద్గారమైన దృగ్గోచర కాంతి, వేడి వస్తువుల ద్వారా అతినీలలోహిత వికిరణానికి భిన్నంగా లేదు.
ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా ప్రవహించే శక్తి స్వరూపం ఉష్ణం. ఉష్ణ వహనం, ఉష్ణ సంవహనం, ఉష్ణ వికిరణం వలె కాకుండా ఉష్ణం శూన్యం గుండా కూడా వ్యాప్తి చెందుతుంది. ఉష్ణ వికిరణం ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత వద్ద దాని అణువుల కంపనం కారణంగా, ఒక వస్తువు నుండి ఉద్గారంతో సంబంధం ఉన్న అనేక తరంగదైర్ఘ్యాల ప్రత్యేక వర్ణపటాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఉష్ణ వికిరణం ఏదైనా తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద వస్తువుల నుండి విడుదల అవుతుంది. చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలలో ఇటువంటి వికిరణం, పరారుణ కంటే వర్ణపటంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఇది దృగ్గోచర, అతినీలలోహిత , ఎక్స్-రే ప్రాంతాలలో (ఉదా. సౌర కరోనా ) విస్తరించి ఉంటుంది. అందువల్ల, ఉష్ణ వికిరణంతో పరారుణ వికిరణం అనుబంధం భూమి ఉపరితలం దగ్గర తరచుగా కనిపించే విలక్షణమైన (తులనాత్మకంగా తక్కువ) ఉష్ణోగ్రతల ఆధారంగా ఏకీభవిస్తుంది.
ఉద్గమన సామర్థ్య భావన వస్తువులను పరారుణ ఉద్గారాలు అర్థం చేసుకోవడంలో ముఖ్యమైనది. ఇది ఒక ఉపరితల ధర్మం. దాని ఉష్ణ వికిరణాలు కృష్ణ వస్తువు భావన నుండి ఎలా విడిపోయాయో వివరిస్తుంది. మరింత వివరించడానికి, ఒకే భౌతిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద రెండు వస్తువులు భిన్నమైన ఉద్గారాలను కలిగి ఉంటే ఒకే పరారుణ చిత్రాన్ని చూపించవు. ఉదాహరణకు, ఏదైనా ముందే సెట్ చేసిన ఉద్గార విలువ కోసం, అధిక ఉద్గారత కలిగిన వస్తువులు వేడిగా కనిపిస్తాయి. తక్కువ ఉద్గారత ఉన్న వస్త్సువులు చల్లగా కనిపిస్తారు. అందువల్ల, పరారుణ కెమెరాలు, పైరోమీటర్లను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు ఉద్గారత దోష ఎంపిక సరికాని ఫలితాలను ఇస్తుంది.
అనువర్తనాలు
[మార్చు]రాత్రి దృష్టి
[మార్చు]
చూడటానికి తగినంత కాంతి లేనప్పుడు పరారుణ వికిరణాలు రాత్రి దృష్టి పరికరాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. [20] రాత్రి దృష్టి పరికరాలు పరిసర కాంతి ఫోటాన్‌లను ఎలక్ట్రాన్‌లుగా మార్చడం ద్వారా ఒక రసాయన, విద్యుత్ ప్రక్రియ ద్వారా విస్తరించబడతాయి. తరువాత తిరిగి దృగ్గోచర కాంతిగా మార్చబడతాయి. [20] పరారుణ కాంతి జనకాలు రాత్రి దృష్టి పరికరాల ద్వారా మార్పిడి కోసం అందుబాటులో ఉన్న పరిసర కాంతిని పెంచడానికి ఉపయోగించవచ్చు. వాస్తవానికి దృగ్గోచర కాంతి మూలాన్ని ఉపయోగించకుండా చీకటిలో దృగ్గోచరతను పెంచుతుంది. [20]
పరారుణ కాంతి, రాత్రి దృష్టి పరికరాల వాడకం దృశ్య ప్రతిబింబనంలో గందరగోళంగా ఉండకూడదు. ఇది వస్తువులు, వాటి చుట్టుపక్కల వాతావరణం నుండి వెలువడే పరారుణ వికిరణాన్ని ( వేడి ) గుర్తించడం ద్వారా ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతలో తేడాల ఆధారంగా చిత్రాలను సృష్టిస్తుంది.[21]
థర్మోగ్రఫి
[మార్చు]
పరారుణ వికిరణాలు వస్తువుల ఉష్ణోగ్రతను దూరం నుంచి నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించవచ్చు (ఉద్గారత తెలిస్తే). దీనిని థర్మోగ్రఫీ అని పిలుస్తారు. చాలా వేడి వస్తువుల విషయంలో ఎన్‌ఐఆర్‌ లేదా కనిపించేటప్పుడు దీనిని పైరోమెట్రీ అంటారు. థర్మోగ్రఫీ (థర్మల్ ఇమేజింగ్) ప్రధానంగా సైనిక, పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడుతుంది. అయితే ఉత్పత్తి ఖర్చులు బాగా తగ్గినందున సాంకేతిక పరిజ్ఞానం కార్లపై పరారుణ కెమెరాల రూపంలో ప్రజా మార్కెట్‌కు చేరుతోంది.
థర్మోగ్రాఫిక్ కెమెరాలు విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటం పరారుణ పరిధిలో రేడియేషన్‌ను కనుగొని, (సుమారుగా 900–14,000 నానోమీటర్లు లేదా 0.9–14 మైక్రో మీటర్లు) రేడియేషన్ చిత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. పరారుణ వికిరణం వాటి ఉష్ణోగ్రత ఆధారంగా అన్ని వస్తువుల ద్వారా విడుదలవుతుంది కాబట్టి, కృష్ణ వస్తువు వికిరణాల నియమం ప్రకారం, థర్మోగ్రఫీ ఒకరి వాతావరణాన్ని దృగ్గోచర ప్రకాశంతో లేదా లేకుండా "చూడటానికి" వీలు కల్పిస్తుంది. ఒక వస్తువు ద్వారా విడుదలయ్యే రేడియేషన్ మొత్తం ఉష్ణోగ్రతతో పెరుగుతుంది. అందువల్ల థర్మోగ్రఫీ ఒకదాన్ని ఉష్ణోగ్రతలో వైవిధ్యాలను చూడటానికి అనుమతిస్తుంది.
హైపర్‌స్పెక్ట్రల్ ఇమేజింగ్
[మార్చు]హైపర్‌స్పెక్ట్రల్ ఇమేజ్ అనేది ప్రతి పిక్సెల్ వద్ద విస్తృత వర్ణపట శ్రేణి ద్వారా అవిచ్ఛిన్న వర్ణపటం కలిగిన "చిత్రం". అనువర్తిత వర్ణపట శాస్త్ర రంగంలో హైపర్‌స్పెక్ట్రల్ ఇమేజింగ్ ప్రాముఖ్యత పొందుతోంది. ముఖ్యంగా NIR, SWIR, MWIR, LWIR వర్ణపట ప్రాంతాలతో. సాధారణ అనువర్తనాలలో జీవ, ఖనిజ, రక్షణ, పారిశ్రామిక ప్రమాణాలు వంటి వాటిలో ఉన్నాయి.
థర్మల్ ఇన్ఫ్రారెడ్ హైపర్‌స్పెక్ట్రల్ ఇమేజింగ్‌ను థర్మోగ్రాఫిక్ కెమెరాను ఉపయోగించి చేయవచ్చు, ప్రతి పిక్సెల్ పూర్తి ఎల్‌డబ్ల్యుఆర్ స్పెక్ట్రం కలిగి ఉంటుంది. పర్యవసానంగా, వస్తువు రసాయన గుర్తింపును సూర్యుడు లేదా చంద్రుడు వంటి బాహ్య కాంతి వనరు అవసరం లేకుండా చేయవచ్చు. ఇటువంటి కెమెరాలు సాధారణంగా భౌగోళిక కొలతలు, బహిరంగ నిఘా, యుఎవి అనువర్తనాల కోసం వర్తించబడతాయి. [22]
ఇతర ఇమేజింగ్
[మార్చు]పరారుణ ఫోటోగ్రఫీలో, పరారుణ ఫిల్టర్లను సమీప-పరారుణ వర్ణపటాన్ని సంగ్రహించడానికి ఉపయోగిస్తారు. డిజిటల్ కెమెరాలు తరచుగా పరారుణ బ్లాకర్లను ఉపయోగిస్తాయి. చౌకైన డిజిటల్ కెమెరాలు, కెమెరా ఫోన్‌లు తక్కువ ప్రభావవంతమైన ఫిల్టర్లను కలిగి ఉంటాయి. పరరుణ దగ్గర తీవ్రంగా "చూడగలవు". ఇది ప్రకాశవంతమైన ఊదా-తెలుపు రంగుగా కనిపిస్తుంది. IR-ప్రకాశవంతమైన ప్రాంతాల దగ్గర (దీపం దగ్గర వంటివి) వస్తువుల చిత్రాలను తీసేటప్పుడు ఇది ప్రత్యేకంగా కనిపిస్తుంది. ఇక్కడ ఫలిత పరారుణ జోక్యం చిత్రాన్ని కడిగివేయగలదు. ' టి-రే ' ఇమేజింగ్ అనే టెక్నిక్ కూడా ఉంది. ఇది చాలా దూర-పరారుణ లేదా టెరాహెర్ట్జ్ రేడియేషన్ ఉపయోగించిన ప్రతిబింబనం. ప్రకాశవంతమైన కాంతి జనకాలు లేకపోవడం టెరాహెర్ట్జ్ ఫోటోగ్రఫీని ఇతర పరారుణ ఇమేజింగ్ పద్ధతుల కంటే చాలా సవాలుగా చేస్తుంది. టెరాహెర్ట్జ్ టైమ్-డొమైన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ వంటి అనేక కొత్త పరిణామాల కారణంగా ఇటీవల టి-రే ఇమేజింగ్ చాలా ఆసక్తిని కలిగి ఉంది.
తాపన
[మార్చు]పరారుణ వికిరణాన్ని తాపన వనరుగా ఉపయోగించవచ్చు. ఉదాహరణకు, ఇది పరారుణ ఫిజియో థెరపీ ద్వారా వేడి వికిరణాల కోసం ఉపయోగిస్తారు. విమానం రెక్కల నుండి మంచును తొలగించడం (డి-ఐసింగ్) వంటి ఇతర తాపన అనువర్తనాలలో కూడా దీనిని ఉపయోగించవచ్చు. [23] పరారుణ వికిరణాలను ఆహారాన్ని వండడానికి, వేడి చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు, ఎందుకంటే ఇది ప్రధానంగా వాటి చుట్టూ ఉన్న గాలి కంటే అపారదర్శక, శోషక వస్తువులను వేడి చేస్తుంది.
పారిశ్రామిక ఉత్పాదక ప్రక్రియలలో పరారుణ తాపన మరింత ప్రాచుర్యం పొందింది. ఉదా. పూతలను బాగు చేయడం, ప్లాస్టిక్‌ల తయారుచేయుట, వేడిచేసి కావలసిన ఆకారం లోకి మార్చి చల్లబరచడం, ప్లాస్టిక్ వెల్డింగ్, ప్రింట్ ఎండబెట్టడం. ఈ అనువర్తనాలలో ఉష్ణప్రసరణ ఓవెన్లు, సాధారణ తాపన పరికరాల స్థానాలను పరారుణ హీటర్లు భర్తీ చేసాయి.
కమ్యూనికేషన్స్
[మార్చు]కంప్యూటర్ పరిధీయ, పర్సనల్ డిజిటల్ అసిస్టెంట్ల మధ్య స్వల్ప-శ్రేణి కమ్యూనికేషన్‌లో కూడా పరారుణ వికిరణాల సమాచార ప్రసారం ఉపయోగించబడుతుంది. IR గోడలకు చొచ్చుకుపోదు. ప్రక్కనే ఉన్న గదులలోని ఇతర పరికరాలతో జోక్యం చేసుకోదు. రిమోట్ కంట్రోల్స్ కమాండ్ ఉపకరణాలకు ఇన్ఫ్రారెడ్ అత్యంత సాధారణ మార్గం. పరారుణంతో కమ్యూనికేట్ చేయడానికి RC-5, SIRC వంటి పరారుణ రిమోట్ కంట్రోల్ ప్రోటోకాల్‌లను ఉపయోగిస్తారు.
స్పెక్ట్రోస్కోపీ
[మార్చు]ఇన్ఫ్రారెడ్ వైబ్రేషనల్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ ( సమీప-పరారుణ వర్ణపటం) అనేది ఒక అణువులను వాటి సంఘటనాల మధ్య బంధాల విశ్లేషణ ద్వారా గుర్తించడానికి ఉపయోగపడుతుంది.
సన్నని ఫిల్మ్ మెట్రాలజీ
[మార్చు]సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో, పలుచని పొరలను, ఆవర్తన కందక నిర్మాణాలు వంటి పదార్థాలను వర్గీకరించడానికి పరారుణ కాంతిని ఉపయోగించవచ్చు.
అంతరిక్ష శాస్త్రం
[మార్చు]స్కానింగ్ రేడియోమీటర్లతో కూడిన వాతావరణ ఉపగ్రహాలు థర్మల్ లేదా ఇన్ఫ్రారెడ్ చిత్రాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, ఇవి మేఘాల ఎత్తులు, వాటొ రకాలను నిర్ణయించడానికి, భూమి, ఉపరితల నీటి ఉష్ణోగ్రతను లెక్కించడానికి, సముద్ర ఉపరితల లక్షణాలను శిక్షణ పొందిన విశ్లేషకులు గుర్తిస్తారు.
వాతావరణ శాస్త్రం
[మార్చు]వాతావరణ శాస్త్రం రంగంలో, భూమి, వాతావరణం మధ్య శక్తి మార్పిడిలో పోకడలను గుర్తించడానికి వాతావరణ పరారుణ వికిరణం పరిశీలించబడుతుంది. ఈ పోకడలు భూమి యొక్క వాతావరణంలో దీర్ఘకాలిక మార్పులపై సమాచారాన్ని అందిస్తాయి. సౌర వికిరణంతో పాటు గ్లోబల్ వార్మింగ్ పై పరిశోధనలో అధ్యయనం చేసిన ప్రాధమిక పారామితులలో ఇది ఒకటి.
ఖగోళ శాస్త్రం
[మార్చు]ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు విద్యుదయస్కాంత వర్ణపటంలోని పరారుణ భాగంలో అద్దాలను, కటకములను, ఘన స్థితి డిజిటల్ డిటెక్టర్లతో సహా ఆప్టికల్ భాగాలను ఉపయోగించి వస్తువులను గమనిస్తారు. ఈ కారణంగా దీనిని ఆప్టికల్ ఖగోళశాస్త్రంలో భాగంగా వర్గీకరించారు. ఒక చిత్రాన్ని రూపొందించడానికి, పరారుణ టెలిస్కోప్ యొక్క భాగాలు ఉష్ణ వనరుల నుండి జాగ్రత్తగా ఉంచడానికి ఒక కవచం కావాలి. ద్రవ హీలియం ఉపయోగించి డిటెక్టర్లు చల్లబడతాయి.
ఆరోగ్యానికి ప్రమాదాలు
[మార్చు]కొన్ని పరిశ్రమలలో బలమైన పరారుణ వికిరణం అధిక-ఉష్ణ పరిస్థితులు కళ్ళకు ప్రమాదకరంగా ఉండవచ్చు, ఫలితంగా వినియోగదారునికి నష్టం లేదా అంధత్వం ఏర్పడుతుంది. రేడియేషన్ అదృశ్యంగా ఉన్నందున, అటువంటి ప్రదేశాలలో ప్రత్యేక ఐఆర్-ప్రూఫ్ గాగుల్స్ ధరించాలి. [24]
బాహ్య లింకులు
[మార్చు]- Infrared: A Historical Perspective (Omega Engineering)
- Infrared Thermometer principle and measurement
- Infrared Data Association, a standards organization for infrared data interconnection
- SIRC Protocol
- How to build an USB infrared receiver to control PC's remotely
- Infrared Waves: detailed explanation of infrared light. (NASA)
- Herschel's original paper from 1800 announcing the discovery of infrared light
- The thermographic's library, collection of thermogram
- Infrared reflectography in analysis of paintings at ColourLex
- Molly Faries, Techniques and Applications – Analytical Capabilities of Infrared Reflectography: An Art Historian s Perspective, in Scientific Examination of Art: Modern Techniques in Conservation and Analysis, Sackler NAS Colloquium, 2005
మూలాలు
[మార్చు]- ↑ Sliney, David H.; Wangemann, Robert T.; Franks, James K.; Wolbarsht, Myron L. (1976). "Visual sensitivity of the eye to infrared laser radiation". Journal of the Optical Society of America. 66 (4): 339–341. Bibcode:1976JOSA...66..339S. doi:10.1364/JOSA.66.000339. PMID 1262982.
The foveal sensitivity to several near-infrared laser wavelengths was measured. It was found that the eye could respond to radiation at wavelengths at least as far as 1064 nm. A continuous 1064 nm laser source appeared red, but a 1060 nm pulsed laser source appeared green, which suggests the presence of second harmonic generation in the retina.
- ↑ Lynch, David K.; Livingston, William Charles (2001). Color and Light in Nature (2nd ed.). Cambridge, UK: Cambridge University Press. p. 231. ISBN 978-0-521-77504-5. Retrieved 12 October 2013.
Limits of the eye's overall range of sensitivity extends from about 310 to 1050 nanometers
- ↑ Dash, Madhab Chandra; Dash, Satya Prakash (2009). Fundamentals Of Ecology 3E. Tata McGraw-Hill Education. p. 213. ISBN 978-1-259-08109-5. Retrieved 18 October 2013.
Normally the human eye responds to light rays from 390 to 760 nm. This can be extended to a range of 310 to 1,050 nm under artificial conditions.
- ↑ Saidman, Jean (15 May 1933). "Sur la visibilité de l'ultraviolet jusqu'à la longueur d'onde 3130" [The visibility of the ultraviolet to the wave length of 3130]. Comptes rendus de l'Académie des sciences (in French). 196: 1537–9.
{{cite journal}}: CS1 maint: unrecognized language (link) - ↑ Michael Rowan-Robinson (2013). Night Vision: Exploring the Infrared Universe. Cambridge University Press. p. 23. ISBN 1107024765.
- ↑ Reusch, William (1999). "Infrared Spectroscopy". Michigan State University. Archived from the original on 2007-10-27. Retrieved 2006-10-27.
- ↑ "IR Astronomy: Overview". NASA Infrared Astronomy and Processing Center. Archived from the original on 2006-12-08. Retrieved 2006-10-30.
- ↑ Haynes, William M., ed. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92nd ed.). CRC Press. p. 10.233. ISBN 978-1-4398-5511-9.
- ↑ "Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5". Retrieved 2009-11-12.
- ↑ https://www.e-education.psu.edu/astro801/content/l3_p5.html
- ↑ Byrnes, James (2009). Unexploded Ordnance Detection and Mitigation. Springer. pp. 21–22. Bibcode:2009uodm.book.....B. ISBN 978-1-4020-9252-7.
- ↑ "Photoacoustic technique 'hears' the sound of dangerous chemical agents". R&D Magazine. August 14, 2012. rdmag.com. Retrieved September 8, 2012.
- ↑ Henderson, Roy. "Wavelength considerations". Instituts für Umform- und Hochleistungs. Archived from the original on 2007-10-28. Retrieved 2007-10-18.
- ↑ ISO 20473:2007
- ↑ "Near, Mid and Far-Infrared". NASA IPAC. Archived from the original on 2006-12-30. Retrieved 2007-04-04.
- ↑ Miller, Principles of Infrared Technology (Van Nostrand Reinhold, 1992), and Miller and Friedman, Photonic Rules of Thumb, 2004. ISBN 978-0-442-01210-6[page needed]
- ↑ Griffin, Donald R.; Hubbard, Ruth; Wald, George (1947). "The Sensitivity of the Human Eye to Infra-Red Radiation". Journal of the Optical Society of America. 37 (7): 546–553. Bibcode:1947JOSA...37..546G. doi:10.1364/JOSA.37.000546. PMID 20256359.
- ↑ Ramaswami, Rajiv (May 2002). "Optical Fiber Communication: From Transmission to Networking". IEEE Communications Magazine. 40 (5): 138–147. doi:10.1109/MCOM.2002.1006983.
- ↑ "Infrared Radiation". Infrared Radiation. Van Nostrand's Scientific Encyclopedia. John Wiley & Sons, Inc. 2007. doi:10.1002/0471743984.vse4181.pub2. ISBN 978-0471743989.
- ↑ 20.0 20.1 20.2 "How Night Vision Works". American Technologies Network Corporation. Retrieved 2007-08-12.
- ↑ Bryant, Lynn (2007-06-11). "How does thermal imaging work? A closer look at what is behind this remarkable technology". Archived from the original on 2007-07-28. Retrieved 2007-08-12.
- ↑ Frost&Sullivan, Technical Insights, Aerospace&Defence (Feb 2011): World First Thermal Hyperspectral Camera for Unmanned Aerial Vehicles.
- ↑ White, Richard P. (2000) "Infrared deicing system for aircraft" మూస:US Patent
- ↑ Rosso, Monona l (2001). The Artist's Complete Health and Safety Guide. Allworth Press. pp. 33–. ISBN 978-1-58115-204-3.