红外波长范围(红外线是一种电磁波吗)

红外波段的地球图像显示了世界各地的相对温度地球的红外图像显示了世界各地的相对温度。

红外线(IR)，或称红外光，是一种肉眼看不见的辐射能，但我们能感觉到热量。宇宙中的所有物体都发出一定程度的红外辐射，但两个最明显的辐射源是太阳和火。

红外线是一种电磁辐射，是原子吸收和释放能量时产生的连续频率。从最高频率到最低频率的电磁辐射包括伽马射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。这些类型的辐射共同构成了电磁波谱。

据美国宇航局称，英国天文学家威廉·赫歇尔在1800年发现了红外光。在一个测量可见光谱中不同颜色温差的实验中，他在可见光谱中每种颜色的光路上放了一个温度计。他观察到温度从蓝色上升到红色，他发现在可见光谱的红色端之外有一个更温暖的温度测量值。

在电磁波谱中，红外线的频率高于微波，低于红光，故名“红外线”。根据加州理工学院的研究，红外辐射比可见光辐射更长。根据美国宇航局的说法，红外频率范围为3 GHz至400 THz，波长估计在1000微米至760纳米之间，尽管这些值仍不确定。

与可见光光谱类似，红外辐射也有自己的波长范围，从紫色(可见光的最短波长)到红色(最长波长)。更短的“近红外”波，在电磁波谱中更接近可见光，不会释放任何可检测的热量，被电视遥控器用来切换频道。根据美国宇航局的说法，更长的“远红外”波更接近电磁波谱的微波部分，可以感受到强烈的热量，如来自阳光或火的热量。

红外线辐射是热量从一个地方传递到另一个地方的三种方式之一。另外两个是对流和传导。任何温度高于5开尔文(零下268摄氏度)的物体都会发出红外辐射。根据田纳西大学的研究，太阳以红外线的形式释放其总能量的一半，而恒星的大部分可见光被吸收并以红外线的形式重新发射。

国内消费

我们的家用电器，如加热灯和烤面包机，都是利用红外线来传递热量的。工业加热器也是如此，例如用于干燥和固化材料的加热器。根据美国环境保护署的数据，白炽灯只能将约10%的电能转化为可见光，其余90%转化为红外辐射。

红外激光可以用于数百米外的点对点通信。电视遥控器依靠红外辐射，根据物体的工作原理，从LED向电视红外接收器发射红外能量脉冲。接收器将光脉冲转换成电信号，并指示微处理器执行程序指令。

红外传感

红外光谱最有用的应用之一是传感和检测。地球上的所有物体都以热的形式发出红外辐射。这可以通过电子传感器检测到，例如夜视镜和红外摄像机中使用的传感器。

根据加州大学伯克利分校(UCB)的研究，这种传感器的一个简单例子是测辐射热计，它由一个焦点处带有热敏电阻的望远镜组成。如果一个温暖的物体进入本仪器的视野，热量将使热敏电阻上的电压以可检测的方式发生变化。

夜视摄像头使用更复杂的测辐射热计。这些相机通常包含对红外线敏感的CCD成像芯片。CCD形成的图像可以在可见光下再现。这些系统可以做得足够小，以用于手持设备或可佩戴的夜视镜。该相机也可以用于枪瞄准或没有额外的红外激光瞄准。

红外光谱测量特定波长的材料的红外辐射。当电子在轨道或能级之间切换时，光子被分子中的电子吸收或发射，物质的红外光谱会出现特征性的下降和峰值。这些光谱信息可用于识别物质和监测化学反应。

根据密苏里州立大学物理学教授的说法，红外光谱，如傅立叶变换红外光谱(FTIR)，在许多科学应用中非常有用。其中包括对分子系统和二维材料(如石墨烯)的研究。

红外天文学

加州理工学院将红外天文学描述为“对宇宙中物体发出的红外辐射(热能)的探测和研究”。随着CCD成像系统的发展，我们可以详细观测空中红外源的分布，揭示星云和星系的复杂结构以及宇宙的大尺度结构。

红外波段的猎户座大星云红外波段的猎户座星云

红外观测的一个优点是可以探测到温度太低而无法发出可见光的物体。这导致了以前未知物体的发现，包括彗星、小行星和细长的星际尘埃云，它们似乎在整个银河系中无处不在。

密苏里州立大学天文学教授表示，红外天文学在观测冷分子气体和确定星际介质中尘埃粒子的化学成分方面特别有用。这些观测是使用一种对红外光子敏感的特殊CCD探测器进行的。

红外辐射的另一个优势是它的波长更长，这意味着它没有可见光散射得多。虽然可见光可以被气体和尘埃颗粒吸收或反射，但更长的红外波只会绕过这些小障碍物。由于这一特性，红外线可以用来观察被气体和尘埃覆盖的物体。这些天体包括嵌入星云或地球星系中心的新形成的恒星。

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