1. Tia hồng ngoại là gì? Phân loại tia hồng ngoại

1.1. Tia hồng ngoại là gì?

Tia hồng ngoại là gì? Tia hồng ngoại là một loại bức xạ điện từ. So với ánh sáng mà chúng ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường thì tia hồng ngoại có bước sóng dài hơn, bởi vậy mắt chúng ta không thể trực tiếp nhìn thấy tia hồng ngoại.

Ánh sáng trắng mà chúng ta nhìn thấy thực chất được cấu tạo từ 7 loại màu sắc ánh sáng, từ ánh sáng tím có bước sóng thấp nhất đến ánh sáng đỏ có bước sóng cao nhất.

Những tia ở ngoài khoảng bước sóng trên là những tia không thể được nhìn thấy bằng mắt thường. Tia hồng ngoại chính là một trong số đó. Bước sóng của tia hồng ngoại không thuộc vào phạm vi dải ánh sáng mắt con người có thể nhìn thấy. Điều này lý giải tại sao tia hồng ngoại không thể bị phát hiện bởi mắt thường.

Bước sóng của tia hồng ngoại trong khoảng nằm trong khoảng giữa 700nm và 1nm.

Vì là một loại sóng điện từ nên tia hồng ngoại cũng sở hữu những tính chất cơ bản nhất của sóng điện từ như truyền thẳng, có thể khúc xạ, phản xạ, giao thoa và thậm chí còn có cả hiện tượng nhiễu xạ tia hồng ngoại.

Trong số các loại sóng điện từ thì tia hồng ngoại mang theo năng lượng cao nhất, vì vậy nên tia hồng ngoại có tác dụng nhiệt. Tên gọi khác của tia hồng ngoại là tia nhiệt cũng xuất phát từ nguyên nhân này.

Như đã đề cập đến trước đó, mắt người không thể trực tiếp nhìn thấy tia hồng ngoại. Bạn chỉ có thể nhìn thấy tia hồng ngoại dưới một số điều kiện đặc biệt, chẳng hạn như khi chúng bị nhiệt độ tác động. Tia hồng ngoại có thể phát ra từ các nguồn nhiệt.

1.2 Phân loại tia hồng ngoại

Như vậy, trong phần trước chúng ta đã tìm hiểu tia hồng ngoại là gì và một số đặc điểm của tia hồng ngoại. Tia hồng  ngoại có tất cả là 3 loại, sự phân loại này dựa trên bước sóng của mỗi loại tia. Tên gọi của các loại tia hồng ngoại lần là tia hồng ngoại gần, tia hồng ngoại trung và tia hồng ngoại xa.

1.2.1. Đặc điểm của tia hồng ngoại gần

Trong thuật ngữ chuyên ngành, người ta sử dụng NIR để ký hiệu viết tắt cho tia hồng ngoại gần. NIR lại được chia thành hai loại nhỏ hơn nữa là IR-A và IR-B.

IRA có bước sóng cực ngắn, chỉ từ nhỏ nhất là 0,78nm đến lớn nhất là 1,4nm. Tia IR-A sở hữu phần sóng ngắn và có ranh giới dừng lại ở mốc 780nm.

Mốc bước sóng 780nm này được sử dụng để xác định ranh giới giữa phổ ánh sáng mà mắt người có thể nhìn thấy được và phổ ánh sáng mà mắt người không thể nhìn thấy được trực tiếp.

Tuy nhiên, phổ tia hồng ngoại IR-A có thể bị phim chụp ảnh hấp thu được. Thậm chí phim chụp ảnh có thể hấp thu tia hồng ngoại có bước sóng rất ngắn, trong khoảng 0,7 – 1 µm.

Trong khi đó tia IR-B có bước sóng trong khoảng 1,4 – 3 nm và sở hữu phần sóng dài hơn tia IRA. Tia IRB nằm trong dải ánh sáng có thể bị nước hấp thụ, với ranh giới chạm mốc 1,45 μm.

1.2.2. Đặc điểm của tia hồng ngoại trung

Tia hồng ngoại chung được ký hiệu là IR-C. Bước sóng của tia IR-C lớn hơn hai loại trên, ở khoảng 3 – 50 nm. Người ta đo được nhiệt độ của tia hồng ngoại trung IR-C theo phân bố WIEN ở mức 1000 – 6000K.

1.2.3. Đặc điểm của tia hồng ngoại xa

Loại cuối cùng mà chúng ta tìm hiểu đó là tia hồng ngoại xa. Đây là loại tia hồng ngoại sở hữu bước sóng lớn từ 50 nm đến lớn nhất là 1000nm. Ranh giới bước sóng của tia hồng ngoại xa đánh dấu đối với các vùng tiếp giáp với vi sóng và bức xạ vũ trụ. Tia hồng ngoại xa mang theo rất ít năng lượng, bởi vậy nên nhiệt độ mang theo chưa đầy 3° K.

2. Tia hồng ngoại hoạt động theo nguyên lý nào?

Theo lý thuyết, tia hồng ngoại có thể được phát ra từ tất cả các nguồn nhiệt, nghĩa là tất cả các vật có nhiệt độ lớn hơn 0 độ K. Trong thực tế, tia hồng ngoại có thể phát ra từ mặt trời, hoặc màn hình máy tính, màn hình TV hay là đèn LED…

Trong số các tia hồng ngoại đến từ mặt trời thì có một loại tia có ảnh hưởng đáng kể đến tất cả các sinh vật trên trái đất. Đó chính là tia hồng ngoại có bước sóng trong khoảng 4 – 14 micromet. Sự sống và sự sinh trưởng của tất cả các sinh vật trên trái đất, bao gồm cả con người, chịu rất nhiều tác động từ loại tia hồng ngoại này.

Tia hồng ngoại mang theo năng lượng, bởi vậy khi tiếp xúc với da nó sẽ làm ấm da, không chỉ ở khu vực trực tiếp tiếp xúc và nhiệt lượng còn lan tỏa đến cả những khu vực lân cận. Cơ thể chúng ta nhờ vào nhiệt lượng từ tia hồng ngoại mà tạo ra nhiều hoạt chất giúp chức năng miễn dịch hoạt động tốt hơn và còn sản sinh ra các protein có lợi. Không giống như tia cực tím, tia hồng ngoại không hề gây tác hại đến cơ thể chúng ta bởi có bước sóng dài.

3. Tia hồng ngoại được ứng dụng như thế nào trong cuộc sống?

Như vậy, bạn đã tìm hiểu tai hồng ngoại là gì và tia hồng ngoại có những đặc điểm như thế nào. Khoa học đã chứng minh rằng tia hồng ngoại không có bất lợi nào đối với có thể sinh vật, chính vì vậy mà tia hồng ngoại được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống của chúng ta.

Vậy tia hồng ngoại được ứng dụng như thế nào?

3.1. Ứng dụng tia hồng ngoại để đo nhiệt độ

Tia hồng ngoại có thể được sử dụng để đo nhiệt độ của một vật mà không cần chạm vào vật đó. Người ta sử dụng tia hồng ngoại để lập nên những bản đồ nhiệt phổ. Theo cách này, tia hồng ngoại được ứng dụng rất phổ biến trong lĩnh vực quân sự, đặc biệt là trong các camera hồng ngoại để xác định rõ mục tiêu vào ban đêm. Ngoài ra, tia hồng ngoại cũng được ứng dụng để đo nhiệt độ cơ thể con người hoặc đo nhiệt độ trong sản xuất công nghiệp.

3.2. Ứng dụng tia hồng ngoại để phát nhiệt

Tia hồng ngoại có mang theo năng lượng và có thể sinh ra nhiệt. Bạn có thể nhận thấy điều này rõ ràng nhất khi đứng dưới ánh nắng mặt trời. Bởi vậy một số phòng tắm hơi được trang bị hệ thống sưởi bằng tia hồng ngoại. Bên cạnh đó, trong lĩnh vực hàng không, ở những vùng có băng tuyết người ta trang bị cho máy bay các đèn hồng ngoại cỡ lớn để làm tan băng tuyết.

3.3.Ứng dụng tia hồng ngoại trong quốc phòng

Trong quân sự và quốc phòng, người ta sử dụng tia hồng ngoại để dẫn đường và định vị mục tiêu. Đầu dẫn ống hồng ngoại được trang bị thêm trên các loại tên lửa và vũ khí hiện đại. Nhờ có đầu dẫn ống hồng ngoại mà tên lửa hoặc vũ khí hiện đại có thể tìm đến đúng mục tiêu được chỉ định từ trước.

3.4. Ứng dụng tia hồng ngoại trong điện tử điều khiển

Điều khiển TV, điều hòa, loa… đều được trang bị một chiếc đèn LED có thể phát ra tia hồng ngoại. Tia hồng ngoại được phát ra từ đó sẽ tương tác với bộ phận thu nhận tín hiệu của đồ điện tử và bạn có thể điều khiển được chúng từ xa.

Ngoài ra, người ta cũng ứng dụng tia hồng ngoại để chế tạo ra cảm biến hồng ngoại, hoặc ứng dụng tia hồng ngoại trong cáp quang hay các thiết bị nhìn ban đêm như camera hồng ngoại… Tia hồng ngoại cũng được ứng dụng để kiểm tra phân biệt tiền thật tiền giả và kiểm tra hộ chiếu, các loại chứng chỉ…

Trên đây bài viết đã cung cấp thông tin và giúp bạn trả lời câu hỏi tia hồng ngoại là gì. Tia hồng ngoại được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề và lĩnh vực, từ những ứng dụng đơn giản nhất cho đến những ứng dụng ở tầm vĩ mô. Ngoài ra, bạn không nên để cho mắt mình tiếp xúc trong thời gian quá dài với tia hồng ngoại, sẽ làm mỏi mắt và đau mắt.