Infrarood

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Buitenlamp met PIR detector

Infrarood of infrarode straling, is voor het oog niet waarneembare elektromagnetische straling, met golflengten tussen circa 780 nanometer en 1 mm (106 nm), dus tussen het (zichtbare) rode licht en de microgolven.

Veelal wordt het golflengtegebied van 780 nm tot 10 micrometer aangeduid met nabij-infrarood, van 10 tot 30 µm met middel-infrarood, van 30 µm tot 300 µm met ver-infrarood en van 300 µm tot 1 mm met sub-millimetergebied. Infrarood betekent 'onder het rood', omdat de frequentie van infraroodstraling iets lager ligt dan die van het rood.

Geschiedenis[bewerken]

William Herschel ontdekte in 1800 het infrarood. Hij deed dat door met een thermometer de temperatuur te meten van het spectrum van licht dat door een prisma viel. Hij stelde vast, dat de temperatuur in het rode deel van het spectrum hoger was dan in het blauwe deel. In het deel van het spectrum dat voorbij het rood lag mat hij een nog hogere temperatuur en hij concludeerde dat er in dit deel van het spectrum licht bestaat dat niet voor het menselijk oog waarneembaar is.

ISO 20473 schema[bewerken]

ISO 20473 specificeert het volgende:

Omschrijving Afkorting Golflengte
nabij-infrarood NIR 0.78 - 3  µm
middel-infrarood MIR 3 - 50  µm
ver-infrarood FIR 50 - 1000  µm

Detectie[bewerken]

Infrarode stralen zijn onzichtbaar voor het menselijk oog, maar op de huid waarneembaar door hun warmtewerking; ze werken ook in speciale fotografische emulsies en kunnen ook zichtbaar worden gemaakt met een warmtebeeldkijker: thermografie. Dit is een speciale camera met een detector gebaseerd op halfgeleidermateriaal, zoals germanium. Digitale camera's zijn ook gevoelig voor infrarood licht, zoals dat wordt uitgestraald door een afstandsbediening. Detectoren die infraroodstraling waarnemen door hun warmtewerking worden bolometers of passieve infrarood (PIR) detector genoemd.

infraroodled van een afstandsbediening
Infraroodbeeld van een mens in valse kleuren. Vooral het hoofd is warm (temperatuurschaal in °F)
Infraroodbeeld van een hondje met temperatuurschalen. Lippen, tong en ogen zijn het warmst. Let op de koude neus[1]

Alle lichamen zenden infrarode straling uit. De golflengte daarvan is afhankelijk van de temperatuur volgens de Wet van Wien. Vaste lichamen zenden een continu spectrum uit, gassen een lijnenspectrum. Voorwerpen op kamertemperatuur hebben een stralingsmaximum bij ca. 10 µm; hete voorwerpen geven een sterke infrarode straling af (een gewone gloeilamp bijvoorbeeld 20 % meer infrarode straling dan zichtbaar licht).

Waterdamp in de lucht absorbeert infrarood met een golflengte boven 14 µm zo sterk, dat zij over een afstand van 1 km bijna is uitgedoofd. Ook infrarood met kleinere golflengten wordt in bepaalde banden van het spectrum geabsorbeerd; daartussen liggen zogenaamde infraroodvensters, waarvan de voornaamste tussen 3 – 4 µm, 4,5 – 5 µm en 7 – 14 µm liggen.

De temperatuur van de detector kan van invloed zijn op de gevoeligheid van de detector. Echter, de laatste generatie halfgeleider detectoren zijn vrijwel volledig thermisch geïsoleerd van de behuizing waarin ze zijn gemonteerd en worden daarom niet actief gekoeld. Met dit type detectoren kunnen objecten met temperaturen tot -40 °C worden gemeten. Degelijke detectoren nemen vrijwel onmiddellijk de temperatuur aan van het object dat wordt waargenomen op het gevoelige oppervlak van zo een detector. Op deze manier zijn bewegende infraroodbeelden mogelijk.

Zeer gevoelige detectoren die in de astronomie worden gebruikt moeten door middel van vloeibaar helium worden gekoeld. Ook de telescoop en spiegel moeten zo koel en schoon mogelijk zijn om storende invloeden te voorkomen. In het infrarood is het goed mogelijk om gas en stofwolken rondom pas gevormde sterren waar te nemen.

Infraroodzintuig[bewerken]

Ratelslang met warmtezintuig

Ook dieren kunnen infrarood waarnemen. Groefkopadders met als bekende vertegenwoordigers de ratelslangen hebben speciale groefjes tussen neusgat en oog waarmee ze warme prooien kunnen detecteren. De groeven bevatten een grote dichtheid aan warmtereceptoren die gevoelig zijn voor temperatuur. Door de komvormige constructie krijgt de slang een beeld van de omgeving en kan hij zijn prooi lokaliseren. Net zoals de ogen stellen de gepaarde groeven de slang in staat ook diepte waar te nemen, zodat hij warme prooien met redelijke precisie in het donker kan bijten. Voor een groefkopadder zijn knaagdieren en vogels die slechts een fractie warmer zijn dan de achtergrond heel duidelijk waar te nemen. Slangen kunnen temperatuursverschillen tot 0,003 °C waarnemen[2].

Ook boa's hebben onafhankelijk van groefkopadders warmtegevoelige organen ontwikkeld.

Zie ook[bewerken]

Noten[bewerken]

  1. Door koudereceptoren in combinatie met de vochtige neus kan de hond de windrichting bepalen, waardoor de hond de bron van een opgevangen geur kan vinden
  2. Butler AB, Hodos W. 2005. Comparative Vertebrate Neuroanatomy: Evolution and Adaptation. Second Edition. Wiley-Liss. 744 pp. ISBN 0-471-21005-6.