Laradiazione infrarossa [comp. diinfra- (dallatino, inferiore) erosso (lafrequenza dellalucecolor rosso)][1], spesso abbreviata inIR e anche conosciuta (meno comunemente) comeradiazione termica, infisica è considerata laradiazione dellospettro elettromagnetico compresa tra lemicroonde e laluce visibile, che copre una banda difrequenze da circa 3∙1011 a 4∙1014Hz (estesa ~ 10ottave e 1/2, esattamente come lospettro sonoro, inacustica), con le rispettivelunghezze d'onda da circa 1 mm a 700 nm (0,7µm). Lospettro infrarosso è a sua volta suddiviso in quattro bande (o campi), nominate rispetto alla "distanza" dalla radiazione visibile del rosso, come:infrarosso vicino (da 0,7 a 10 µm),i. medio (da 10 a 50μm),i. lontano (da 50 a 300μm) ei. estremo (da 300μm a 1 mm).[2]
Come "radiazione termica", viene spesso associata ai concetti di "calore", perché ogni oggetto contemperatura superiore allozero assoluto (in pratica qualsiasi oggetto reale) emette spontaneamente una quantità non nulla di radiazione infrarossa (per lalegge di Wien aumentando la temperatura, il picco di emissione si sposta sempre più verso ilvisibile finché l'oggetto non divieneincandescente).
Nel1800 il fisicoWilliam Herschel pose untermometro a mercurio nellospettro prodotto da un prisma di vetro, per misurare il calore delle differenti bande di luce colorate. Scoprì che il termometro continuava a salire anche dopo essersi mosso oltre il bordo rosso dello spettro, dove non c'era più luce visibile. Fu il primo esperimento che mostrò come il calore poteva trasmettersi grazie ad una forma invisibile di luce.
Data la vastità dello spettro infrarosso e molteplicità di utilizzi delle radiazioni collocate in vari punti al suo interno, sono state sviluppate diverse classificazioni in ulteriori sottoregioni. Non esiste un unico standard riconosciuto per queste bande, ma ci sono invece più convenzioni settoriali, nate in differenti campi di ricerca e dell'ingegneria per suddividere le regioni collegate a diverse classi di fenomeni nella branca di volta in volta interessata.
Un ulteriore sistema pratico, sviluppato nell'ambito dell'industria delle telecomunicazioni, suddivide in bande molto strette la regione del vicino infrarosso interessante per la trasmissione a mezzofibra ottica.
Nelle lunghezze d'onda adiacenti a quelle visibili fino ad un paio dimicron, i fenomeni associati sono essenzialmente assimilabili a quelli della luce, anche se la risposta dei materiali alla luce visibile non è per nulla indicativa di quella alla luce infrarossa. Oltre i 2 µm ad esempio il normale vetro è opaco, così come molti gas, cosicché esistono finestre di assorbimento nelle quali l'aria è opaca e pertanto le frequenza che vi ricadono sono assenti dallo spettro solare osservato a terra. Una nuova finestra di trasmissione si apre fra 3 e 5 µm, corrispondente al picco di emissione di corpi molto caldi (la banda utilizzata, ad esempio, daimissili a ricerca termica).
Al contrario, molti materiali che ai nostri occhi appaiono perfettamente opachi, sono più o meno trasparenti a queste lunghezza d'onda. Ad esempio silicio e germanio a queste lunghezze d'onda presentano opacità ridottissime, tanto che vengono usati per fabbricare lenti e fibre ottiche (attenuazioni nell'ordine di 0,2 dB/km per i 1550 nm). Pure molte materie plastiche sintetiche hanno una buona trasparenza a queste radiazioni.
A lunghezze d'onda maggiori si hanno fenomeni via via più simili alle onde radio.
Il limite inferiore dell'infrarosso veniva spesso definito come 1 mm poiché a questa lunghezza d'onda termina l'ultima delle banderadio classificate (EHF, 30–300 GHz). Ciononostante, la regione da circa 100 µm a 1 mm era considerata una "terra di nessuno", difficilmente indagabile a causa della mancanza disensori e soprattutto di sorgenti luminose adatte ad operare in questa banda. Dalla fine della prima decina degli anni 2000 queste limitazioni tecniche stanno cadendo, dando origine ad una intensa attività di ricerca su questa parte dellospettro elettromagnetico che si preferisce ormai definire regione dellaradiazione terahertz, detta anche dei "raggi T".
Immagine di un cane nel medio infrarosso (detto anche "termico"), in falsi colori.
La radiazione infrarossa viene usata inapparecchi di visione notturna, quando non c'è abbastanza luce visibile. I sensori infrarossi convertono la radiazione in arrivo in un'immagine: questa può essere monocromatica (ad esempio, gli oggetti più caldi risulteranno più chiari), oppure può essere usato un sistema difalsi colori per rappresentare le diverse temperature. Questi apparecchi si sono diffusi inizialmente negli eserciti di numerosi Paesi, per poter vedere i loro obiettivi anche al buio.
In commercio ci sono due classi di telecamere ad Infrarosso: quelle generalmente sensibili sia all'infrarosso vicino che alla luce visibile (ma che non permettono la misurazione della temperatura) vengono generalmente chiamatetelecamere IR (oDay & Night ), e quelle sensibili all'infrarosso medio (termico) che vengono definite più propriamentetermocamere .
Termometro a raggi IR
Tra le applicazioni della radiazione infrarossa c'è la cosiddettatermografia, evoluzione in campo civile della tecnologia divisione notturna nata per scopimilitari, ed anche latermometria (termometri IR).
Ilfumo è più trasparente alle radiazioni nel campo dell'infrarosso rispetto a quelle appartenenti alla luce visibile, perciò ipompieri possono usare apparecchi infrarossi per orientarsi in ambienti pieni di fumo.
Lo standard di trasmissione dati affermato è l'IrDA (Infrared Data Association). Telecomandi e apparecchi IrDA usanodiodi emettitori di radiazione infrarossa (comunemente dettiLED infrarossi). La radiazione infrarossa da essi emessa viene messa a fuoco dalenti di plastica e modulata, cioè accesa e spenta molto rapidamente, per trasportare dati. Il ricevitore usa unfotodiodo alsilicio per convertire la radiazione infrarossa incidente incorrente elettrica. Risponde solo al segnale pulsante del trasmettitore, ed è capace difiltrare via segnali infrarossi che cambiano più lentamente come luce in arrivo dal Sole, da altri oggetti caldi, e così via.
Anche la luce usata nellefibre ottiche è spesso infrarossa.
Inoltre la radiazione infrarossa è utilizzata nellaspettroscopia infrarossa, usata nella caratterizzazione dei materiali.
(EN) Inquesta pagina si possono vedere numerose foto che mostrano la differenza tra un oggetto osservato in luce visibile e lo stesso oggetto osservato negli infrarossi.
Inquesta pagina si possono vedere numerose foto realizzate con filtri infrarosso su reflex digitali con sensore CCD oppureCMOS.
Inquesta pagina si può vedere una raccolta di filmati realizzati tramite telecamere a raggi infrarossi.
