Tia hồng ngoại được phát hiện từ lâu và được sử dụng trong vật lý quang học. Tuy nhiên, nhiều người vẫn thắc mắc tia hồng ngoại là những bức xạ có bản chất thế nào? Đặc điểm, ứng dụng trong cuộc sống ra sao? Mọi thắc mắc sẽ được giải đáp trong bài viết dưới đây.

Tia hồng ngoại là gì? 

Đến nay, tia hồng ngoại được viết tắt là tia IR thuộc loại năng lượng bức xạ không nhìn thấy được bằng mắt thường. Tuy nhiên, con người vẫn có thể cảm nhận được vì nhiệt độ cao. Tia hồng ngoại được biết đến là bức xạ điện từ với tần số liên tục tạo ra khi các nguyên tử hấp thụ và giải phóng năng lượng sau đó. Chúng có bước sóng dài hơn so với ánh sáng nhìn thấy. Nhưng lại ngắn hơn so với tia bức xạ vi ba.

Tính từ tần số cao nhất đến thấp nhất thì bức xạ sẽ gồm tia gamma, tia X, tia cực tím, ánh sáng nhìn thấy, hồng ngoại, sóng viba, sóng vô tuyến. Những tia đó cùng với nhau tạo ra phổ điện từ.

tia hồng ngoại là gì
Tia hồng ngoại thuộc loại năng lượng không thể nhìn bằng mắt thường

Tất cả các vật thể trong vũ trụ đều phát ra được một số bức xạ hồng ngoại. Thế nhưng hai trong số đó nguồn được xác định rõ ràng là lửa và mặt trời.

Phân loại các tia hồng ngoại 

Hồng ngoại có nhiều tia ở những thể khác nhau được phân chia thành: phân loại thông dụng theo Mỹ và theo DIN 5031. Dù phân loại thế nào thì chúng cũng có bước sóng từ 700nm đến 1 mm. Người ta chia chúng thành 3 loại dựa vào chiều dài bước sóng. Trong đó bao gồm:

  • Hồng ngoại gần.
  • Hồng ngoại trung.
  • Hồng ngoại xa. 

Theo như nghiên cứu thì tia hồng ngoại xa sẽ có bước sóng dài nhất và năng lượng bức xạ thấp nhất.

Tia hồng ngoại là những bức xạ có bản chất như thế nào? 

Tia tử ngoại được biết đến với khả năng ion hóa không khí. Còn tia hồng ngoại lại không có khả năng ấy. Do đó, tia hồng ngoại là những bức xạ có bản chất sóng điện từ. Chính vì thế nên chúng có những đặc điểm như:

  • Tác dụng nhiệt. 
  • Có khả năng gây ra hiện tượng quang điện trong tại chất bán dẫn.
  • Có thể tác dụng lên một số loại kính ảnh đặc biệt.
tia hồng ngoại là những bức xạ có
Tia hồng ngoại không nhìn mà chỉ có thể cảm nhận được
  • Mang khả năng biến điệu giống với sóng điện từ cao tần.
  • Tia hồng ngoại cũng tuân thủ đúng các định luật truyền thẳng, phản xạ. Bên cạnh đó cũng gây nhiễu xạ và giao thoa ánh sáng thông thường.

Bước sóng và tần số ở tia hồng ngoại 

Đến nay, tia hồng ngoại được chia thành vùng hoặc dải dựa vào bước sóng. Thế nhưng chưa có định nghĩa quy định chung về ranh giới đúng của vùng phổ. Tia hồng ngoại sau khi phân tách thành hồng ngoại xa, trung và gần. Nó còn được chia thành 5 loại: hồng ngoại xa, gần, bước sóng ngắn, giữa, bước sóng dài. Lần lượt chúng sẽ có dải tần số như sau:

  • Dựa vào tần số IR đã chia tần số hồng ngoại trong khoảng từ 3 GHz – 400 THz. Bước sóng tương ứng ước tính trong khoảng 1000 micromet – 760 nanomet.
  • Đối với dải IR có bước sóng gần đầu đỏ nhất so với phổ ánh sáng khả kiến lại khác. Bước sóng của nó đo được từ 750nm – 1300nm đổi ra sẽ được 0.75 – 1.3 micron. Còn tần số dao động từ 215 THz – 400 THz. Trong nhóm của nó sẽ gồm: bước sóng dài nhất kèm tần số ngắn nhất. Đương nhiên nhiệt lượng toả ra từ dải này cũng ít nhất.
Bước sóng và tần số
Tần số tia hồng ngoại chia thành nhiều mốc khác nhau
  • Dải IR giữa hay chính là dải trung gian sẽ gồm bước sóng trong khoảng 1300 – 3000nm. Còn tần số dao động sẽ chỉ từ 20 – 215THz.
  • Dải hồng ngoại xa được đánh giá có bước sóng gần nhất so với sóng viba. Mỗi lần mở rộng sẽ trong khoảng từ 3 – 1000 micron. Còn tần số dao động từ 0.3 – 20 THz. Trong nhóm này gồm nhiều bước sóng ngắn với nhiều tần số dài nhất. Đồng thời còn lưu giữ bước sóng ngắn và tần số dài nhất. Từ đó sẽ tạo ra lượng nhiệt nhiều nhất.

Những ứng dụng của tia hồng ngoại

Ngày nay, tia hồng ngoại được đưa vào ứng dụng trong cuộc sống. Người ta sử dụng để sản xuất thiết bị điện tử, camera, máy quang phổ… Ngoài ra còn được áp dụng cho từng lĩnh vực cụ thể.

Thiết bị gia dụng               

Hiện nay, các thiết bị gia dụng như bếp điện từ, đèn nhiệt hay lò vi sóng đưa tia hồng ngoại để truyền nhiệt. Nếu đem ra so sánh thì bóng đèn sợi đốt sẽ chỉ chuyển đổi 10% năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng khả kiến. Còn 90% còn lại sẽ chuyển đổi thành bức xạ hồng ngoại. Chính vì lẽ đó nên các hộ gia đình ít sử dụng bóng đèn mà dần thay bằng bóng đèn LED.

tia hồng ngoại là những bức xạ có
Bếp hồng ngoại được sử dụng phổ biến hiện nay

Còn laser hồng ngoại đã được sử dụng như một cách liên lạc điểm đến điểm trong khoảng cách vài trăm mét. Điều khiển từ xa đi kèm TV cũng dựa vào bức xạ hồng ngoại. Khi đó sẽ bắn ra những xung năng lượng hồng ngoại khoảng 1 diot phát sáng. Chúng sẽ đi đến một bộ thu hồng ngoại được đặt sẵn trong TV.

Đưa vào bộ quay camera ban đêm

Hầu hết các vật thể trên Trái Đất đều phát ra tia hồng ngoại ở dạng nhiệt. Vì thế chúng có thể phát hiện bằng các cảm biến điện tử. Ví dụ, cảm biến thiết kế bên trong kính nhìn ban đêm hay ở camera hồng ngoại.

Thông thường camera hồng ngoại sẽ chứa các chip hình ảnh của thiết bị. Nó sẽ kết nối với sạc nhạy ánh sáng hồng ngoại. Khi đó hình ảnh sẽ được hình thành từ CCD rồi được tái tạo từ ánh sáng khả kiến. Những hệ thống này sẽ được chế tạo kích thước theo quy chuẩn để sử dụng ở thiết bị cầm tay. Chúng sẽ được sử dụng vào ban đêm như kính nhìn đêm để có thể đeo được.

Ngành thiên văn học

tia hồng ngoại là những bức xạ có
Nhờ tia hồng ngoại có thể quan sát chi tiết những hiện tượng thiên văn

Ứng dụng của tia hồng ngoại sẽ cho phép các nhà thiên văn học quan sát được chi tiết. Thường sẽ được dùng để theo dõi sự phân bố nguồn IR tồn tại trong không gian. Từ đó tìm hiểu được cấu trúc phức tạp ở tinh vân, thiên hà hoặc cấu trúc quy mô vũ trụ.

Trong y tế 

Trong y tế, tia hồng ngoại được sử dụng như liệu pháp cải tiến hơn hẳn. Các bác sĩ sẽ điều trị những căn bệnh đau cấp tính hay mãn tính khác nhau. Tia hồng ngoại sẽ chữa trị một số căn bệnh như: chấn thương nặng, căng cơ, đau cổ, vết mổ, bệnh thần kinh…. Ngoài ra còn để chẩn trị các vấn đề về xương khớp chẳng hạn đau lưng, viêm gân, viêm khớp, đau lưng, thần kinh tọa…

Các bước sóng sẽ được sử dụng hợp lý, đưa đến vị trí nhất định đang bị thương. Khi đó ánh sáng sẽ đi xuyên các lớp dưới da để kích thích và tái tạo lại những mô bị thương. Nhờ đó giảm đi cảm giác đau đớn cũng như viêm nhiễm.  Các liệu pháp sử dụng hồng ngoại được đánh giá vô cùng an toàn và hiệu quả.

tia hồng ngoại là những bức xạ có
Với bệnh lý xương khớp sẽ trị liệu bởi các thiết bị sử dụng tia hồng ngoại

Hơn nữa không đem đến tác dụng phụ lại có thể sử dụng cho trẻ sơ sinh khi chăm sóc đặc biệt.

Như vậy, bài viết đã đưa đến câu trả lời thỏa đáng cho thắc mắc: “Tia hồng ngoại là những bức xạ có bản chất như thế nào?”. Hy vọng với những chia sẻ trên đã giúp mọi người hiểu thêm về tia bức xạ nhiệt.

Rate this post