Tia hồng ngoại là một trong những loại tia được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày với nhiều lĩnh vực hiện nay. Cùng tìm hiểu tia hồng ngoại là gì, cũng như ứng dụng của tia hồng ngoại như thế nào qua bài viết dưới đây nhé!
Tia hồng ngoại là gì?
Tia hồng ngoại là gì? Bản chất của tia hồng ngoại? Tia hồng ngoại nhìn thấy không? Tia hồng ngoại là bức xạ điện từ với bước sóng dài hơn ánh sáng mà mắt thường chúng ta có thể nhìn thấy.
Thường thì mắt của chúng ta có thể nhìn thấy được 7 màu của ánh sáng từ tím cho đến đỏ. Trong đó, ánh sáng đỏ sở hữu bước sóng lớn nhất với 700nm. Tia hồng ngoại có bước sóng vào khoảng 700 nm đến 1mm được chia làm 3 loại theo chiều dài bước sóng.
Lịch sử, các nguồn phát của tia hồng ngoại
Tia hồng ngoại được phát hiện vào vào kỷ XIX bởi nhà thiên văn học William Herschel. Việc dùng lăng kính để tán xạ ánh sáng từ Mặt Trời đã giúp cho ông khám phá được ra tia hồng ngoại nhờ vào việc ghi chép của một nhiệt kế.
Nguồn chính để phát tia hồng ngoại là nhiệt hoặc bức xạ nhiệt. Vì thế, mọi vật có nhiệt độ lớn hơn 0° K đều sẽ giúp phát ra bức xạ năng lượng hồng ngoại, ngay cả 1 khối nước đá cũng phát ra năng lượng hồng ngoại.
Cách tạo ra tia hồng ngoại là sử dụng đèn điện dây tóc nhiệt độ thấp hoặc diot huỳnh quang hồng ngoại.
Phân loại tia hồng ngoại
Tia hồng ngoại được chia thành 3 vùng hồng ngoại dựa vào bước sóng gồm:
Hồng ngoại gần
- Ký hiệu: NIR, chia thành 2 loại đó là IR – A và IRB
- Bước sóng nm IR-A: 0,78 – 14, phần sóng ngắn, ranh giới 780nm, được xác định theo thị giác của ánh sáng mặt trời.
- Bước sóng nm IR-B: 1,4-3,0, phần sóng dài, ranh giới là vùng hấp thụ mạnh của nước là 1,45µm.
- Nhiệt độ theo phân bố WIEN là >3700 oK.
Hồng ngoại giữa
- Ký hiệu: IR-C
- Bước sóng nm: 3-50 với phạm vi của những bức xạ tại nhiệt độ trên bề mặt.
- Nhiệt độ phân bố WIEN là: 1000 – 60oK
Hồng ngoại xa
- Kí hiệu: IR-C
- Bước sóng nm: 50-1000, khí quyển hấp thụ mạnh, ranh giới là các bức xạ vũ trụ 3ºK có thể nhìn thấy.
- Nhiệt độ theo phân bố WIEN là: < 3ºK
Xem thêm: Hiện tượng cực quang là gì? Nguyên nhân và đặc điểm
Tia hồng ngoại có nguyên lý hoạt động thế nào?
Những vật có nhiệt độ lớn hơn 0 độ K đều có khả năng giúp phát ra tia hồng ngoại. Ví dụ như: đèn LED, màn hình máy tính, remote tivi,… và 1 lượng lớn tia hồng ngoại được đến từ mặt trời.
Các nhà khoa học đã chứng minh, các tia hồng ngoại xa có bước sóng từ 4 đến 14 micromet đặc biệt quan trọng đối với sự sống và sự phát triển của sinh vật trên Trái Đất.
Tia hồng ngoại xa khi tiếp xúc với vùng da người sẽ toả ra nhiệt lượng, làm ấm, lan tỏa đến những khu vực xung quanh. Nguồn nhiệt lượng này giúp thúc đẩy cơ thể sinh ra vật chất giúp tu bổ các protein, tăng cường chức năng miễn dịch cho cơ thể.
Với bước sóng dài, tia hồng ngoại xa rất an toàn và không gây ra tổn thương cho cơ thể.
Tính chất của tia hồng ngoại
Tia hồng ngoại sở hữu những tính chất đặc biệt như sau:
- Là sóng điện tử, tính chất tuân theo định luật truyền thẳng, phản xạ, khúc xạ và gây ra hiện tượng nhiễu xạ, giao thoa như ánh sáng thông thường.
- Có thể tác dụng nhiệt, cho nên còn có tên gọi khác là tia nhiệt.
- Sóng hồng ngoại không nhìn thấy được bằng mắt thường nhưng lại nhìn được khi tác dụng nhiệt, cho phép sóng hồng ngoại phát ra từ các vật thể ấm áp như người, động vật.
- Có thể biến điện như sóng điện tử cao tần.
Ứng dụng của tia hồng ngoại
Tia hồng ngoại giúp mang lại rất nhiều lợi ích thiết thực, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như:
Đo nhiệt độ
Tia hồng ngoại dùng để đo nhiệt độ của vật từ xa, ứng dụng phổ biến trong quân sự để giúp xác định mục tiêu vào ban đêm. Ngoài ra, chúng cũng được ứng dụng để đo nhiệt độ trong công nghiệp.
Phát nhiệt
Nhiều phòng tắm hơi hiện nay sử dụng tia hồng ngoại để sưởi ấm. Ngoài ra, các loại máy bay cũng sử dụng đèn hồng ngoại để giúp làm tan tuyết trên máy bay, giúp đảm bảo an toàn trước khi bay.
Trong lĩnh vực quốc phòng
Đây là một trong những ứng dụng cực quan trọng của tia hồng ngoại, theo đó chúng được sử dụng trong một số loại vũ khí. Tên lửa hiện đại có lắp đầu dẫn ống hồng ngoại giúp người dùng xác định được chính xác mục tiêu.
Ngoài ra, tia hồng ngoại được ứng dụng vào thiết bị nhìn đêm như camera giám sát, đèn pha,… giúp quan sát được môi trường có cường độ ánh sáng yếu.
Trong lĩnh vực điện tử
Ứng dụng của tia hồng ngoại trong lĩnh vực điện tử có thể nói đến như:
- Cảm biến hồng ngoại: dùng ở trung tâm thương mại, nhà hàng, sân bay.
- Điều khiển từ xa: Tivi, đèn, quạt, âm thanh,…
- Phụ kiện điện tử: Máy tính, đèn Led,…
- Truyền thông: Viễn thông cáp quang để có thể truyền tải thông tin.
- Thiết bị nhìn đêm: Ống nhòm, Camera hồng ngoại,…
Nghiên cứu thiên văn
Ánh sáng trong thiên văn học, ánh sáng hồng ngoại dùng để nghiên cứu các đối tượng có nhiệt độ thấp dưới 1.000ºK, khó để có thể nhìn thấy trong vùng quang phổ khác.
Bảo mật
Tia hồng ngoại được dùng trong những thiết bị để có thể thực hiện kiểm tra tiền, dữ liệu hộ chiếu, chứng chỉ ngân hàng. Tuy nhiên chỉ ở mức độ an toàn, không bằng tia tử ngoại.
Bên cạnh đó, sóng hồng ngoại còn dùng trong ngành thẩm mỹ làm đẹp, xông hơi,…
Một số tác hại của tia hồng ngoại
Mặc dù có nhiều lợi ích như đã kể trên, nhưng tia hồng ngoại cũng có 1 số tác hại như:
- Việc tiếp xúc với tia hồng ngoại ở mức độ lớn sẽ gây hại cho da và mô, cũng như ảnh hưởng xấu đến sức khỏe.
- Việc phải tiếp xúc với hồng ngoại trong thời gian dài có thể gây tổn thương cho mắt. Thậm chí có thể hỏng thủy tinh thể, giác mạc của mắt. Vì thế, nếu làm việc thường xuyên tiếp xúc với loại tia này bạn cần trang bị kính bảo vệ cho mắt.
- Gây ra hiệu ứng nhà kính, khi không khí trên bề mặt của trái đất sở hữu nồng độ hơi nước cao, cùng với các nguyên tố như lưu huỳnh, nitơ, cùng các chất hoá học như chlorofluorocarbon, bức xạ hồng ngoại bị giữ lại. Đây chính là lý do làm cho nhiệt độ tăng cao, dẫn đến thay đổi thời tiết, từ đó gây hại cho người và động vật.
Như vậy, qua bài viết này chúng ta đã có thể hiểu được tia hồng ngoại là gì, cũng như ứng dụng, tính chất của loại tia này đối với cuộc sống của con người. Đừng quên theo dõi chúng tôi để cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích khác nhé!
