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红外技术的应用及前景

导读: 目前红外技术作为一种高技术,它与激光技术并驾齐驱,在军事上占有举足轻重的地位。

  1.1引言

  目前红外技术作为一种高技术,它与激光技术并驾齐驱,在军事上占有举足轻重的地位。红外成像、红外侦察、红外跟踪、红外制导、红外预警、红外对抗等在现代和未来战争中都是很重要的战术和战略手段。在70年代以后,军事红外技术又逐步向民用部门转化。红外加热和干燥技术广泛应用于工业、农业、医学、交通等各个行业和部门。红外测温、红外测湿、红外理疗、红外检测、红外报警、红外遥感、红外防伪更是各行业争相选用的先进技术。标志红外技术最新成就的红外热成像技术,它与雷达、电视一起构成当代三大传感系统,尤其是焦平面列阵技术的采用,将使它发展成可与眼睛相媲美的凝视系统。

  1.2 红外简介

  1.2.1红外线概述

  1672年,牛顿使用分光棱镜把太阳光(白光)分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各色单色光,证实了太阳光(白光)是由各种颜色的光复合而成。1800年,英国物理学家F. W. 赫胥尔从热的观点来研究各种色光时,偶然发现放在光带红光外的一支温度计,比其他色光温度的指示数值高。经过反复试验,这个所谓热量最多的高温区,总是位于光带最边缘处红光的外面。于是他宣布:太阳发出的辐射中除可见光线外,还有一种人眼看不见的"热线",这种看不见的"热线"位于红色光外侧,叫做红外线。这种红外线,又称红外辐射,是指波长为0.78~1000μm的电磁波。其中波长为0.78 ~1.5μm 的部分称为近红外,波长为1.5 ~10μm的部分称为中红外,波长为10~1000μm的部分称为远红外线。而波长为2.0 ~1000μm的部分,也称为热红外线。

  红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射,它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。这种红外线辐射是,基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量。分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大;反之,辐射的能量愈小。

  1.2.2红外线特性

  红外线具有热效应:生物体中的偶极子和自由电荷在电磁场的作用下,有按电磁场方向排列的趋势。在此过程中,引发分子,原子无规则运动加剧而产生热。当红外辐射有足够强度时,即超过了生物体的散热能力,就会使被照射机体局部温度升高,这是红外线的热效应。

  理论分析和实验研究表明,不仅太阳光中有红外线,而且任何温度高与绝对零度的物体(如人体等)都在不停地辐射红外线。就是冰和雪,因为它们的温度也源源高与绝对零度,所以也在不断的辐射红外线。因此,红外线的最大特点是普遍存在于自然界中。也就是说,任何"热"的物体虽然不发光但都能辐射红外线。因此红外线又称为热辐射线简称热辐射。

  红外线和可见光相比的另一个特点是,色彩丰富多样,。由于可见光的最长波长是最短波长的1倍(780nm~380nm),所以也叫作一个倍频程。而红外线的最长波长是最短波长的10倍,即具有10个倍频程。因此,如果可见光能表现为7种颜色,则红外线便可能表现70种颜色,显示了丰富的色彩。

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