Tia hồng ngoại là gì, đặc điểm, phân loại và ứng dụng trong đời sống

Trong vật lý quang học, một loại bức xạ điện từ chúng ta không thể bỏ qua chính là tia hồng ngoại. Vậy thế nào là tia hồng ngoại, chúng có những đặc điểm và tính ứng dụng gì trong đời sống của mỗi chúng ta? Cùng An Phước tìm hiểu ngay về loại bức xạ điện từ này nhé!

Tia hồng ngoại là gì?

Tia hồng ngoại là những bức xạ có bước sóng nằm trong khoảng 700 nm – 1 mm. Tia hồng ngoại có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng nhìn thấy nhưng lại ngắn hơn bước sóng viba ( bước sóng của lò vi sóng).

Trong đó, tia hồng ngoại có tần số 300 GHz – 300 MHz, năng lượng của photon dao động ở khoảng 1.24 meV – 1.7 eV.

Với bước sóng dài như vậy thì chúng ta không thể nhìn thấy tia hồng ngoại được.

Phân loại tia hồng ngoại

Dựa vào bước sóng, chúng ta chia tia hồng ngoại thành nhiều loại khác nhau. Với Mỹ, người ta chia thành 5 vùng hồng ngoại, còn với chúng ta thì chia đơn giản thành 3 vùng khác nhau.

Về phân loại tia hồng ngoại theo Mỹ, bạn có thể tham khảo thông số như dưới đây:

Về phân vùng tia hồng ngoại theo cách đơn giản nhất sẽ thành 3 vùng: hồng ngoại gần, hồng ngoại giữa và hồng ngoại xa. Chi tiết dưới đây:

Tên gọi
Ký hiệu
Bước sóng
μm
Nhiệt độ
theo phân
bố Wien
Ghi chú

Hồng ngoại gần
NIR
IR-A
0,78…1,4
> 3700° K

• Phần sóng ngắn của dãy NIR, ranh giới 780 nm xác định theo thị giác của con người đối với phổ ánh sáng Mặt Trời.
• Hồng ngoại chụp ảnh (ảnh màu hồng ngoại, ColorInfraRed CIR) là 0,7-1,0 µm. Phim chụp ảnh có thể hấp thụ dải này.

IR-B
1,4…3,0

• Phần sóng dài của NIR
• Ranh giới được coi là vùng hấp thụ mạnh của nước ở 1,45 μm.

Hồng ngoại giữa
MIR
IR-C
3…50
1000…60° K

• Phạm vi của các bức xạ nhiệt ở nhiệt độ trên mặt đất

Hồng ngoại xa
FIR
50…1000
< 3° K

• Khí quyển hấp thụ mạnh ở đây, ranh giới với vùng vi sóng là các bức xạ vũ trụ 3° Kelvin có thể nhìn thấy.

Đặc điểm của tia hồng ngoại

Tác dụng nhiệt

Có thể gây ra hiện tượng quang điện trong ở chất bán dẫn

Có thể tác dụng lên một số kính ảnh đặc biệt.

Có thể biến điệu như sóng điện từ cao tần.

Tia hồng ngoại tuân theo các định luật: truyền thẳng, phản xạ, và cũng gây được hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.

Ứng dụng của tia hồng ngoại là gì?

Đo nhiệt độ

Có thể giúp xác định nhiệt độ của vật từ xa, nếu chúng là nguồn phát ra các tia thu được. Bạn có thể nhận thấy các bản đồ nhiệt phổ biến. Đó chính là ứng dụng tia hồng ngoại để đo nhiệt độ của vật thể.

Với ứng dụng đo nhiệt độ này, tia hồng ngoại được sử dụng phổ biến trong đo quân sự để xác định mục tiêu ban đêm.

Ngoài ra còn ứng dụng đo nhiệt độ trong công nghiệp.

Phát nhiệt

Một số phòng tắm hơi sử dụng tia hồng ngoại để sưởi ẩm rất hiệu quả.Tuy nhiên bạn nên lưu ý không nên nhìn trực tiếp vào mắt đèn hồng ngoại để tránh những ảnh hưởng xấu cho mắt.

Với ứng dụng phát nhiệt này, các máy bay đã sử dụng đèn hồng ngoại để làm tan tuyết trên cánh máy bay để đảm bảo an toàn.

Tác dụng phát nhiệt của tia hồng ngoại bạn có thể thấy rõ nhất là ở mặt trời. Vì thế tia hồng ngoại còn được gọi là tia nhiệt.

Kỹ thuật hồng ngoại trong quân sự

Tia hồng ngoại cực kì quan trọng đối với quốc phòng.  Những loại vũ khí hay tên lửa hiện đại được lắp đầu dẫn hồng ngoại cho phép nó tìm chính xác mục tiêu/ động cơ của máy bay, tên lửa để phá hủy.

Với các loại tên lửa tầm nhiệt như vậy, quân đội hay sử dụng các loại pháo nóng sáng khác nhằm đánh lạc hướng của loại tên lửa này.

Điện tử điều khiển

Điều khiển từ xa

Các loại điều khiển phổ biến trong gia đình hiện nay như điều khiển tivi, điều khiển quạt, điều khiển đèn, dàn âm thanh … đều là từ đèn hồng ngoại.

Cảm biến hồng ngoại

Tại các cửa sân bay, nhà hàng, trung tâm thương mại luôn có cửa kính đóng mở tự động từ xa. Đây chính là ứng dụng của cảm biến hồng ngoại. Tuy nhiên, các cảm biến hồng ngoại này gặp khó khăn khi nhiệt độ môi trường cao hơn 35 độ C.

Phụ kiện điện tử

Các loại chuột máy vi tính hiện nay đều có tia hồng ngoại để điều khiển, tuy nhiên thông thường thì sẽ có thêm đèn LED để báo cấp nguồn.

Truyền thông

Viễn thông cáp quang sử dụng tia hồng ngoại để truyền tải thông tin bởi chúng hao tổn năng lượng rất thấp.

Các thiết bị nhìn đêm

Camera hồng ngoại, ống nhòm hồng ngoại,… được sử dụng triệt để phục vụ cho bảo vệ tài sản cũng như trong quân sự.

Nghiên cứu thiên văn

Trong thiên văn học quan sát hồng ngoại đặc biệt có ý nghĩa trong phát hiện và nghiên cứu các đối tượng “lạnh” có nhiệt đô dưới 1.000° K, và khó có thể nhìn thấy trong vùng quang phổ khác.

Bảo mật tiền và dữ liệu quý

Cũng giống như tia tử ngoại, tia hồng ngoại được ứng dụng để kiểm tra tiền và những dữ liệu quý như hộ chiếu, chứng chỉ ngân hàng,…Tùy theo mức bảo mật mà chất liệu giấy sẽ được trộn thêm chất để tạo ra phản ứng khi gặp tia hồng ngoại. Tuy nhiên cách này không an toàn bằng cách sử dụng tia tử ngoại.

Trên đây là những thông tin về tia hồng ngoại, mong rằng những thông tin trên đây hữu ích cho bạn!

Tham khảo: Wikipedia

Bạn có thể quan tâm: