Universalclimate.com

Skillnader mellan IR-ljus och ultraviolett ljus

Skillnader mellan IR-ljus och ultraviolett ljus

Light fyller vår värld. Det är så grundläggande för vår förståelse att ordlistan av kunskap är fylld av termer kopplade till ljus. När vi förstår, vi "ser"; När vi tänker på, vi "spegla"; och när vi uppnå visdom, vi är "upplysta". Men synligt ljus är endast en liten del av ett brett utbud av övergripande elektromagnetisk strålning, som sprider sig från kortast våglängd gammastrålar till radiovågor mer än en miljard gånger längre. Närmaste grannarna till det synliga spektrumet är ultraviolett kortare våglängd sidan och infraröd på sidan längre våglängd.

Tillfälliga upptäckter---"Calorific strålar"

År 1800, William Herschel, brittisk kunglig astronom, guidade solljus genom ett prisma på en termometer. Han mätte löneförhöjningen i temperatur från ljus av olika färger. Han märkte att rött ljus upp temperaturen mer än blå eller gula färgerna. Han flyttade termometern bortom den röda, där det fanns inget synligt ljus--- och temperaturen steg ännu mer. Han posited existensen av "calorific" ("värme-innehållande") strålar, senare kallad infraröd ("under röd") strålning.

Tillfälliga upptäckter---"kemiska strålar"

Bara ett år senare, i Tyskland, Johann Ritter undersöka ljus-inducerad kemiska reaktioner. Han exponerade silver-klorid-impregnerat papper för synligt ljus, Observera mörkfärgning efter exponering (samma grundläggande effekt ansvarar för film fotografering). Ritter hittade effekten var snabbare och mer uttalad i en region bortom violet, från vågor som han kallade "kemiska strålar," som vi nu kallar ultraviolett.

Länka spektrumet

I början av 1800-talet trodde forskare att synligt ljus, värmevärde strålar och kemiska strålar var tre olika enheter. Experimentellt arbete av Italiensk fysiker Macedonio Melloni och (senare vara Nobel-prize-vinnande) fransmannen Henri Becquerel visade att, respektive, infraröd och ultraviolett ljus delade egenskaper med synligt ljus. Men det var inte förrän banbrytande syntesen av James Clerk Maxwell att enandet var verkligen förstått.

Maxwells ekvationer hopbundna elektricitet och magnetism, med en häpnadsväckande implikationen. En krympande elektriskt fält skapar ett växande magnetfält och en krympande magnetfält skapar ett växande elektriska fält. Detta innebär att när en elektrisk vibrationer uppstår, det sänder ut en elektromagnetisk vågrörelse som går för evigt. En annan konsekvens av ekvationer är att det elektromagnetiska fältet reser med en fast hastighet, ljusets hastighet. Nu infraröda, synliga och ultravioletta strålning är alla förstås olika manifestationer av samma fysiska processen. IR våglängder är längre än synliga vågor och synliga våglängder är längre än UV vågor.

Energi och våglängd

I början av 1900 vände Albert Einstein sin intellektuella höga-balkar på något som kallas "fotoelektriska effekten". Det är namnet på fenomenet där ljuset träffar mot en metall och frigör elektroner. Einstein kombineras teoretiska arbete Max Planck och experimentella resultat av Philipp Lénárd in i en ny förståelse av ljus. Ljuset var inte bara en våg, men också uppträtt som en partikel. Ljuset kommer i små paket, med deras energi anhörig inte på ljusets intensitet, men på våglängd.

I Einsteins tolkning, energin i ett paket eller partikel av ljus (kallas en foton) är lägre vid längre våglängder och blir högre våglängd blir kortare. Infraröda våglängder är därför lägre energi strålning än synligt ljus. Vi upptäcker IR direkt som värme. Ultravioletta våglängder är högre energi än synliga. Energin är i själva verket så höga att UV-ljus kan direkt ändra och störa energirika kemiska bindningar. Så, till exempel när soldyrkare ta in några strålar, IR orsakar svett, UV gör brännskadan.