对红外线的认识和应用

用百度搜索“红外线”，找到相关结果约50，500，000个，其中大部分是红外线的应用.但是不少同学对红外线知道甚少，下面我为大家介绍一些红外线有关的知识.

一、红外线的发现

红外线是仅靠一块玻璃三棱镜和几支温度计便得到的科学发现.1800年，英国科学家赫歇尔用分光棱镜把太阳光分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种单色光带，并让七色光带照在纸屏上；然后，他在每一光带的位置挂了一支温度计，因怕自己的观察不够全面，又在红光带和紫光带外侧各挂了一支温度计.半小时后，赫歇尔发现绿光区温度上升了3℃，紫光区温度上升2℃，紫光区外温度计的读数几乎没有变化，然而红光区外温度计的读数竟上升了7℃.这个意外的惊人发现让赫歇尔认为太阳光谱实际上比人们看到的七种色光更宽，太阳辐射中除了可见光外，一定还有一种人的肉眼看不见的射线，而且这种射线携带的热量最多，由于这种射线位于红光外侧，因而叫做红外线，赫歇尔也因为发现它而留名科学史册.红外线的波长大于可见光的波长，波长为0.75～1000pm（1pm=10-12m）；因红外线波长范围很宽，故常把它划为近红外、中红外和远红外区域.

二、红外线的特征

红外线（红外辐射）是由物体原子内的外层电子受到激发而产生的.任何物体只要温度高于绝对零度，其内部分子就有热运动，伴随着分子热运动该物体就要向外辐射波长不等的红外线；一切物体都在向外辐射红外线，温度越高辐射的红外线波段越宽.

1.电磁波

自然界中的物体凡在绝对零度以上的环境，都在不同程度地发射红外电磁波.它的速度与可见光相同，而且能够像可见光一样直线前进；如果使用反射板，便能改变它的传播方向.

2.热效应

红外线亦称“红外光”，其显著的热效应可以用温差电偶、光敏电阻等仪器来探测.红外线容易被物体吸收并转化为物体内能，所有热源中都含有红外线.

3.穿透能力

红外线在通过云雾等充满悬浮颗粒的物质时不易发生散射，具有较强的穿透能力，能透过或透入许多物质，如薄木片、胶木、树木、纸片、薄雾、皮革等.红外线还能深入到物体内部与分子或原子打交道，使分子或原子的运动状态发生变化.

4.共振作用

各种物质经红外线照射后，其分子都会产生共振和吸收，各种物质的分子结构不同，使得它们有专一的红外线吸收光谱，由于远红外线与人体内细胞分子的振动频率接近，所以远红外线进入人体之后，会使人体内细胞分子振动，分子之间摩擦生热使皮下温度上升，加速血液循环，有利于清除血管囤积物和其他有害物质，达到活化组织细胞、防止老化、强化免疫系统的目的.

三、红外线的作用和危害

1.红外线的作用

人类发现红外线的历史很长，但直到20世纪红外科学才从实验室走出来，形成一门崭新的技术——红外技术，最近二三十年，红外技术在许多领域里得到了广泛应用.

（1）在家庭生活中，无焰燃烧所产生红外线的热量，具有普通燃气灶难以比拟的优势：高效节能、环保卫生、安全可靠.一些自动产品使用红外线来感应物体，比如感应水龙头、感应开关门等.

（2）在工农业生产中，利用红外线的热作用和穿透能力来烘干东西既快又好.例如常常利用它来干燥飞机、轮船和汽车的油漆；利用它把锦纶织物染成各种鲜艳的颜色；利用它组成一道防线作为工厂、仓库的防护报警装置.此外，物质对红外线的吸收光谱对化学分析及化学工业控制也有重要意义.

（3）红外线特别是远红外线已被广泛运用在医疗保健产业中，适度远红外线对人体皮肤、皮下组织具有强烈的穿透力，能够深入人体引起细胞的原子分子共振，形成热反应，使皮肤和皮下组织的温度增高，并使微血管扩张，促进血液循环，清除妨害新陈代谢的障碍，促进健康.另外，红外线的热效应能提高人体的免疫力和抗病能力，具有消炎、消肿、活血镇痛以及活化组织细胞的作用.

（4）在国防建设中，常用红外探测器来跟踪、探测目标以及进行红外通信等.

此外，科技人员研制成的红外电视，是利用被摄景物本身的热辐射或反射红外线来进行摄像和显示的系统，被摄物体的温度越高、发出的红外线越强，拍摄的图像也就越清晰.所以红外电视不受烟雾、阴云和风雨等阻隔，适于进行非接触和非破坏性检查，常应于工业、医学、宇宙开发、军事等方面.在工业上用于暗室操作的监控，对自然资源的热勘探；在农业上用于探测森林、牧场的火情；交通上用于透雾导航等.红外探测器还是个“夜光眼”，可以在漆黑的夜晚对敌人的阵地、军事设施进行侦察，还可以“透”过雪层“看”到躲在雪底下的敌人.利用红外敏感底片可以进行远距离摄影和高空摄影，从卫星或飞机上用红外线可以清晰地看到地面物体并且不受昼夜限制，因此应用红外遥感技术可以在飞机或卫星上勘测地热寻找水源、进行气象预报等.喜欢看电视“动物世界”栏目的朋友可知，其中动物夜间活动的镜头就是利用红外线拍摄得到的.红外技术已初露锋芒，但我们深信，伴随着科学技术的不断发展，它必将为我们发挥出更多奇妙的功能来.

2.红外线的危害

红外线近年来在军事、工业等领域的应用日益广泛，其污染问题也随之产生.

红外线对人体可造成高温伤害.钢铁冶金高温作业是典型的红外热辐射作业，短波红外线透过角膜进入眼球，使虹膜、晶状体和玻璃体液吸收一部分红外线，如不加防护可使晶体混浊，蛋白质变化，长期下去就会导致“红外线白内障”.太阳光中的红外线对皮肤的损害作用是由于分子振动和温度升高所引起的过强红外线造成的皮肤伤害，与烫伤相似；大剂量红外线多次照射皮肤时，可产生褐色大理石样的色素沉淀，这与热作用加强了血管壁基底细胞层中黑色素细胞的色素形成有关；过强红外线的热辐射效应使毛血管扩张充血，增加表皮水分蒸发，使皮肤出现红色丘疹、皮肤衰色和色素紊乱等不良影响；红外线还能促进紫外线引起的皮肤癌.