Kızılötesi Radyasyon ve Uygulaması
Mert Deveçeker tarafından 21 Aralık 2019 21 Aralık 2019 tarihinde yayınlandı
1 IR Spectra Nedir?
2 IR Saçılması Nedir?
3 IR Kaynakları Nelerdir?
0.74 mikron ila 2 mm arasında bir dalga boyu olan elektromanyetik radyasyon, fizikte “IR” olarak kısaltılan kızılötesi radyasyon veya kızılötesi ışınlar olarak adlandırılır. Elektromanyetik spektrumun, görünen optik radyasyon (kırmızı bölgeden kaynaklanan) ve kısa dalga radyo aralığı arasında kalan kısmını işgal eder. Her ne kadar kızılötesi radyasyon insan gözüyle ışık olarak algılanmamasına ve belirli bir renge sahip olmamasına rağmen, yine de optik radyasyona atıfta bulunur ve modern teknolojide en geniş uygulamayı bulur.
Karakteristik olan kızılötesi dalgalar, vücut yüzeylerini ısıtır, bu nedenle kızılötesi radyasyona genellikle termal radyasyon denir. Kızılötesi bölgesinin tamamı geleneksel olarak üç bölüme ayrılmıştır;
Uzak kızılötesi bölge – 50 ila 2000 mikron dalga boylarında,
Orta IR bölgesi – dalga boyları 2.5 ila 50 mikron arasında,
Yakın kızılötesi bölge – 0.74 ila 2.5 um arasındadır.
Not: IR radyasyonu 1800’de İngiliz gökbilimci William Herschel tarafından ve daha sonra da 1802’de İngiliz bilim adamı William Wollaston tarafından keşfedilmiştir.
IR Spectra Nedir?
Kızılötesi ışınlar şeklinde elde edilen atomik spektrumları doğrusaldır; yoğun madde spektrumları süreklidir; moleküler spektrumlar çizgilidir. Sonuç olarak, kızılötesi ışınlar için, elektromanyetik spektrumun görünür ve ultraviyole bölgelerine kıyasla, yansıma, geçirgenlik, kırılma gibi maddelerin optik özelliklerinin çok farklı olmasıdır. Maddelerin çoğu görünür ışık iletmesine rağmen, bunlar dalgalara opak olan kızılötesi aralığının bir parçasıdır.
Örneğin, birkaç santimetre kalınlığında bir su tabakası, uzunluğu 1 mikrondan daha uzun olan bir kızılötesi dalgaya opaktır ve bazı durumlarda bir ısı kalkanı olarak kullanılabilir. Germanyum veya silikon katmanları görünür ışık yaymaz, ancak belli bir dalga boyunda kızılötesi ışınlar iletir. Siyah kağıt uzaktaki alanın kızılötesi ışınlarını kolayca iletir ve seçimleri için bir filtre görevi görebilir.
Alüminyum, altın, gümüş ve bakır gibi çoğu metal, daha uzun bir dalga boyuna sahip kızılötesi radyasyonu yansıtır, örneğin, 10 mikronluk kızılötesi ışınların bir dalga boyunda metallerin yansıması % 98’e ulaşır. Metalik olmayan bir yapıya sahip katı ve sıvı maddeler, belirli bir maddenin kimyasal bileşimine bağlı olarak IR aralığının sadece bir kısmını yansıtır. Kızılötesi ışınların çeşitli ortamlarla etkileşiminin bu özellikleri nedeniyle, birçok çalışmada başarıyla kullanılmaktadır.
IR Saçılması Nedir?
Dünya’nın atmosferinden geçen, Güneş’ten yayılan kızılötesi dalgalar kısmen dağılmış ve hava molekülleri ve atomları tarafından zayıflatılmıştır. Atmosferdeki oksijen ve azot, kızılötesi ışınları kısmen zayıflatır, saçarlar, ancak görünür spektrumun ışınlarının bir kısmını emdikleri için onları, diğer ışıkları tamamen emmezler. Atmosferde bulunan su, karbondioksit ve ozon, kısmen kızılötesi ışınları emer ve hepsinden öte, onları kızılötesi absorpsiyon spektrumları tüm kızılötesi spektrumda düştüğü ve karbon dioksitin absorpsiyon spektrumları yalnızca orta bölgeye düştüğü için, onları absorbe eder.
Atmosferin Dünya yüzeyine yakın katmanları, çok küçük bir kızılötesi radyasyon kesimi geçirir, çünkü duman, toz ve su ayrıca ışınları-ışıkları zayıflatır ve parçacıkları üzerinde enerji saçar. Parçacıklar (duman, toz, su, vb.) ne kadar küçük olursa, IR saçılımı o kadar küçük ve görünür tayftaki dalgaların dağılımı da o kadar büyük olur. Bu etki kızılötesi fotoğrafçılıkta kullanılır.
IR Kaynakları Nelerdir?
Bizim için, Dünya’da yaşayan Güneş, çok güçlü bir doğal kızılötesi radyasyon kaynağıdır, çünkü, elektromanyetik spektrumunun yarısı kızılötesi alana düşer. Akkor lambalar için, kızılötesi spektrum radyasyon enerjisinin % 80’ine kadardır. Aynı zamanda, kızılötesi radyasyonun yapay kaynakları şunları içerir; bir elektrik arkı, gaz deşarj lambaları ve elbette, ısıtma elemanlarındaki ev ısıtıcıları.
Bilimde kızılötesi dalgalar elde etmek için bir Nernst pimi, tungsten filamanları, ayrıca yüksek basınçlı cıva lambaları ve hatta özel IR lazerleri kullanılır (neodim camı 1.06 μm dalga boyuna ve helyum-neon lazer verir, 1.15 ve 3.39 mikron, karbon dioksit – 10.6 mikron).
Bilim Mühendislik Teknoloji Uzay
Başlıklar1 Hubble Uzay Teleskobu 2 Hubble Uzay Teleskopu’nun Fonksiyonel Özellikleri Nelerdir?3 Hubble Uzay Teleskopu’nun Fiziksel Özellikleri Hubble Uzay Teleskobu İsminden de anlayacağınız üzere, Edwin Hubble’ın anısına verilmiş olup, kendisi başarılı bir Amerikalı astronomdur. 1990 senesinin Devamı…
Sputnik 1 Uzay Aracı Hakkında
Başlıklar1 Sputnik 1 Uzay Aracı Nedir?2 Sputnik 1’in Fiziksel Özellikleri3 Sputnik 1’in Görevi Nedir?4 Sputnik 1 ve Popüler Kültür Sputnik 1 Uzay Aracı Nedir? Sputnik 1, Sovyetler Birliği’nin kendi imkanları ile yaptığı, ilk insansız yapay Devamı…
Dawn Uzay Sondası Hakkında Her Şey
Başlıklar1 Dawn Uzay Sondası Nedir?2 Dawn Uzay Sondasının Görevleri Nelerdir?3 Dawn Uzay Sondasının Ayrıntılı Özellikleri Dawn Uzay Sondası Nedir? Dawn uzay sondası, Nasa mühendisleri tarafından titizlikle yapılan ve daha önce imal edilen uydulardan yaklaşık olarak Devamı…