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

Trong lĩnh vực vật lý quang học, tia hồng ngoại là một loại bức xạ điện từ quan trọng mà chúng ta không thể bỏ qua. Hãy cùng tìm hiểu về tia hồng ngoại, các đặc điểm và ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta.

Tia hồng ngoại là gì?

Tia hồng ngoại là dạng bức xạ có bước sóng nằm trong khoảng từ 700 nm đến 1 mm. Bước sóng của tia hồng ngoại dài hơn so với ánh sáng mà chúng ta có thể nhìn thấy, nhưng ngắn hơn so với bước sóng của tia viba (ví dụ: bước sóng của lò vi sóng).

Theo phân loại, tia hồng ngoại có tần số từ 300 GHz đến 300 MHz và năng lượng của photon có thể dao động từ 1.24 meV đến 1.7 eV.

Do có bước sóng dài như vậy, chúng ta không thể nhìn thấy tia hồng ngoại.

Phân loại tia hồng ngoại

Dựa trên bước sóng, chúng ta có thể phân loại tia hồng ngoại thành nhiều nhóm khác nhau. Tuy nhiên, ở Mỹ, tia hồng ngoại được chia thành 5 vùng, trong khi ở Việt Nam, chúng ta phân loại đơn giản thành 3 vùng.

Về phân loại tia hồng ngoại theo Mỹ, dưới đây là thông tin chi tiết:

Trong khi đó, phân loại tia hồng ngoại theo cách đơn giản nhất sẽ chia thành 3 vùng: tia hồng ngoại gần, tia hồng ngoại trung và tia hồng ngoại xa. Chi tiết như sau:

Tia hồng ngoại gần (Near Infrared – NIR): Bước sóng từ 0,78 đến 1,4 μm, tương ứng với nhiệt độ theo phân bố Wien trên 3.700° K. Vùng sóng ngắn của NIR là 780 nm và được xác định dựa trên thị giác của con người với phổ ánh sáng Mặt Trời. NIR cũng được sử dụng trong chụp ảnh hồng ngoại màu (ColorInfraRed – CIR), trong đó dải 0,7-1,0 µm có thể được hấp thụ bởi film hình ảnh.
Tia hồng ngoại trung (Mid Infrared – MIR): Bước sóng từ 1,4 đến 3,0 μm. Vùng này được xem như vùng hấp thụ mạnh của nước, với mức hấp thụ cao nhất xảy ra tại 1,45 μm.
Tia hồng ngoại xa (Far Infrared – FIR): Bước sóng từ 3 đến 1.000 μm. Vùng này có khí quyển hấp thụ mạnh, và được consider như là biên giới với vùng vi sóng. Ở 3° Kelvin, các bức xạ vũ trụ này có thể nhìn thấy.

Có Thể Bạn Quan Tâm : Fortran là gì? Những cách hiểu thông dụng về ý nghĩa của từ Fortran

Đặc điểm của tia hồng ngoại

Tia hồng ngoại có các đặc điểm sau:

Liên quan đến hiện tượng nhiệt.
Có thể gây ra hiện tượng quang điện trong các chất bán dẫn.
Có khả năng biến đổi như các sóng điện từ cao tần.
Phục vụ các luật truyền thẳng, phản xạ và có thể tạo ra hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa giống như ánh sáng thông thường.

Ứng dụng của tia hồng ngoại

Đo nhiệt độ

Tia hồng ngoại có thể giúp xác định nhiệt độ của vật từ xa thông qua việc thu nhận các tia hồng ngoại phát ra từ vật. Bản đồ nhiệt là một ứng dụng phổ biến của tia hồng ngoại để đo nhiệt độ các vật thể.

Có Thể Bạn Quan Tâm : Mi Nơ là gì Giải thích từ Mi Nơ có nghĩa là gì Vì sao nói Gái Mi Nơ

Tia hồng ngoại cũng được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực quân sự để xác định mục tiêu ban đêm.

Ngoài ra, tia hồng ngoại còn được sử dụng trong công nghiệp để đo nhiệt độ.

Phát nhiệt

Một số phòng tắm hơi sử dụng tia hồng ngoại để sưởi ẩm một cách hiệu quả. Tuy nhiên, người dùng cần lưu ý không nhìn trực tiếp vào đèn hồng ngoại để tránh gây tổn hại cho mắt.

Ứng dụng phát nhiệt của tia hồng ngoại cũng được sử dụng trên máy bay để làm tan tuyết trên cánh máy bay và đảm bảo an toàn.

Tác dụng phát nhiệt của tia hồng ngoại rõ ràng nhất là trên mặt trời. Vì vậy, tia hồng ngoại còn được gọi là tia nhiệt.

Kỹ thuật hồng ngoại trong quân sự

Tia hồng ngoại rất quan trọng trong lĩnh vực quốc phòng. Công nghệ dẫn hồng ngoại trên các loại vũ khí và tên lửa hiện đại cho phép chúng nhận diện và tiêu diệt mục tiêu/máy bay chính xác.

Với các tên lửa dẫn nhiệt như vậy, quân đội thường sử dụng các pháo sáng khác nhau để làm mất mục tiêu của các tên lửa này.

Điều khiển điện tử

Điều khiển từ xa

Các thiết bị điều khiển thông dụng trong gia đình hiện nay như điều khiển TV, điều khiển quạt, điều khiển đèn, hệ thống âm thanh … đều sử dụng đèn hồng ngoại để điều khiển.

Cảm biến hồng ngoại

Cảm biến hồng ngoại được sử dụng phổ biến trong các cửa sảnh sân bay, nhà hàng, trung tâm thương mại để mở cửa tự động từ xa. Tuy nhiên, cảm biến hồng ngoại có thể gặp khó khăn khi hoạt động ở nhiệt độ môi trường cao hơn 35 độ C.

Có Thể Bạn Quan Tâm : Nhân Viên R&D Là Gì? Các Cấp Bậc Và Cơ Hội Việc Làm Ngành R&D

Phụ kiện điện tử

Các loại chuột máy tính hiện nay thường sử dụng tia hồng ngoại để điều khiển. Tuy nhiên, ngoài tia hồng ngoại, có thể có thêm đèn LED để báo nguồn điện.

Truyền thông

Truyền thông quang cáp sử dụng tia hồng ngoại để truyền tải thông tin do hao tổn năng lượng rất thấp.

Thiết bị quan sát đêm

Camera hồng ngoại, ống nhòm hồng ngoại … được sử dụng phổ biến để bảo vệ tài sản và trong lĩnh vực quân sự.

Nghiên cứu thiên văn

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

Bảo mật tiền và dữ liệu quý

Tương tự như tia tử ngoại, tia hồng ngoại được sử dụng để kiểm tra tiền và các dữ liệu quan trọng như hộ chiếu, chứng chỉ ngân hàng. Cấu trúc giấy có thể được trộn với các chất để tạo ra phản ứng khi tiếp xúc với tia hồng ngoại. Tuy nhiên, phương pháp này không an toàn bằng việc sử dụng tia tử ngoại.

Đây là những thông tin về tia hồng ngoại, hy vọng rằng các thông tin trên hữu ích cho bạn!

Tham khảo: Wikipedia

Bạn có thể quan tâm:

Cấu tạo của chip LED như thế nào?
Địa chỉ bán đèn LED thanh nhôm