La luce infrarossa (IR) è una lunghezza d’onda di energia invisibile all’occhio umano. La fonte più comune di questa energia è il calore; gli oggetti possono avere le loro temperature relative misurate da quanta di questa energia emettono. Le lunghezze d’onda inferiori o “vicino all’infrarosso” – più vicine al colore della luce visibile rosso – non sono calde e sono spesso utilizzate per trasmettere dati nell’elettronica. Un telecomando, ad esempio, può utilizzare una particolare lunghezza d’onda del vicino infrarosso per comunicare con un ricevitore, inviando impulsi di luce che trasmettono un segnale al dispositivo, dicendogli cosa fare.
Descrizione e misurazione
Una forma di energia, l’IR fa parte dello spettro elettromagnetico. Questo spettro è composto da onde radio; microonde; luce infrarossa, visibile e ultravioletta; raggi X; e raggi gamma. Ogni forma di energia è ordinata per lunghezza d’onda; l’infrarosso cade tra le microonde e le onde luminose visibili perché le sue onde sono più corte delle microonde ma più lunghe di quelle della luce visibile.
Il prefisso infra deriva dalla parola latina che significa “sotto”; il termine significa “sotto il rosso”, indicando la sua posizione nello spettro elettromagnetico. La luce visibile ha una gamma di lunghezze d’onda che si manifestano nei sette colori dell’arcobaleno; il rosso ha la lunghezza d’onda più lunga e il viola la più corta. L’infrarosso, con lunghezze d’onda più lunghe del colore rosso, è invisibile all’occhio umano.
Proprio come con la luce visibile, ci sono una gamma di lunghezze d’onda dell’IR. La Commissione Internazionale sull’Illuminazione lo ha diviso in tre sezioni generali basate sulla lunghezza dell’onda e sulla densità. Questi gruppi sono comunemente noti come vicino, medio e lontano infrarosso, con il vicino infrarosso che è più vicino al lato della luce visibile dello spettro e il lontano, o onde lunghe, è vicino alla zona delle microonde. Esistono usi per lunghezze d’onda IR in ciascun gruppo, dalla comunicazione wireless alla funzione di fonte di calore.
Applicazioni
Quasi tutti gli oggetti emettono calore o energia e una delle forme di energia più facilmente distinguibili è l’infrarosso. Quando un oggetto non è abbastanza caldo da emettere luce visibile, emette la maggior parte della sua energia nello spettro IR. È questo calore che offre molte applicazioni IR in quasi tutti i settori della vita, inclusi salute, scienza, industria, arte e intrattenimento.
La conversione dell’energia infrarossa, nota anche come calore radiante, in un’immagine che l’occhio umano può vedere e comprendere viene eseguita con un processo chiamato imaging termico. Una telecamera IR viene utilizzata per misurare con precisione la temperatura di un oggetto, che viene poi tradotta in colore. Ad esempio, l’imaging a infrarossi in genere mostra le aree più calde di un corpo umano come rosse, seguite da gialle, verdi, blu e viola quando la temperatura diminuisce. Studiando come viene distribuito il calore corporeo, la termografia può consentire ai professionisti della salute di analizzare i tessuti e i fluidi corporei per rilevare lesioni o malattie.
La luce a infrarossi viene utilizzata nelle apparecchiature per la visione notturna, consentendo all’utente di vedere al buio. Due tipi di visione notturna utilizzano entrambi gli infrarossi: termico e intensificatore di immagine. La visione notturna termica consente all’utente di riconoscere persone e oggetti in base al modello di calore che emettono. Gli intensificatori amplificano la luce esistente, inclusi gli infrarossi, per consentire all’utente di vedere.
Come metodo per misurare la temperatura, l’IR viene utilizzato in molti diversi tipi di applicazioni. L’esercito utilizza sensori a infrarossi per individuare e tracciare obiettivi o per rilevare mine terrestri nascoste o depositi di armi. I sensori sui satelliti vengono utilizzati per il monitoraggio ambientale, individuando aree di inquinamento, incendi o deforestazione. Le operazioni di ricerca e soccorso utilizzano ampiamente l’IR per individuare le persone scomparse disperse nella foresta o nella giungla, così come negli edifici crollati o nel luogo di altri disastri.
Molti dispositivi di controllo remoto nelle case utilizzano gli infrarossi. Questi telecomandi utilizzano questo tipo di luce per trasportare segnali tra un trasmettitore del telecomando e il dispositivo che sta comandando. Il trasmettitore emette luce in impulsi, che vengono tradotti in codici binari che hanno comandi corrispondenti. Il ricevitore è posizionato sulla parte frontale del dispositivo, dove riceve questi impulsi di luce e li decodifica in dati binari, che vengono compresi dal microprocessore all’interno dell’apparato.
Molti diversi tipi di scienziati usano l’infrarosso nel loro lavoro, dagli astronomi che lo usano per saperne di più sulle galassie distanti anni luce agli archeologi che lo usano quando studiano gli antichi insediamenti. L’infrarosso viene utilizzato anche per preservare, restaurare e conservare preziose opere storiche e artistiche; i dettagli invisibili di antichi frammenti e immagini dipinte sotto i dipinti vengono portati alla luce attraverso l’uso della tecnologia IR. Nell’industria, la termografia ha un valore inestimabile per testare e monitorare i sistemi meccanici.