Справочники. Словари. Энциклопедии

 Энциклопедический словарь юного техника

Теплым светом называют инфракрасное излучение (ИК-излучение), испускаемое нагретыми жидкими или твердыми телами. Если какое-нибудь тело, например кусок металла, нагреть до температуры не выше 800К, то оно начинает испускать невидимые инфракрасные лучи, которые мы ощущаем как расходящееся от тела тепло. На шкале электромагнитных волн излучение   занимает   довольно   широкую   область волны с длиной от 50 до 2000 мкм. Полиэтилен прозрачен для ИК-лучей любых длин волн свыше 100 мкм, а кварц — только от 100 до 1000 мкм. Из веществ с такой «выборочной» прозрачностью изготовляют фильтры, выделяющие нужную часть диапазона ИК-излучения. Это важно, например, при фотографировании тел в ИК-лучах — инфракрасной фотографии.

Оказалось, что невидимый «теплый свет» несет много интересной информации о свойствах различных объектов природы. Необходимо было научиться читать эту информацию, чтобы использовать ее в практической деятельности. Решать эти задачи призвана инфракрасная техника — приборы для обнаружения не видимого простым глазом ИК-излучения, наблюдения, фотографирования тел в ИК-лучах, а также приборы, помогающие воздействовать ИК-излучением на тела, чтобы получать заданные свойства и превращения вещества.

Многие вещества, прозрачные для видимого света, не пропускают ИК-лучи, и наоборот. Например, слой воды толщиной несколько сантиметров позволяет отчетливо разглядеть находящиеся под ним предметы, но он непрозрачен   для   ИК-излучения   с   длинами   волн

Фотографирование в ИК-лучах широко используется в металлургии и металлообрабатывающей промышленности для обнаружения невидимых, скрытых дефектов в изделиях (см. Дефектоскопия). Здесь важную роль играет то обстоятельство, что разные по плотности участки изделий неодинаково излучают ИК-лучи. Если в детали есть трещины или внутренние полости (раковины), то на ярком фоне всего предмета они будут выглядеть как темные пятна.

А как увидеть слабо «светящийся» или удаленный предмет, от которого до нас доходит очень малая часть ИК-излучения? Здесь на помощь приходит специальный прибор — электронно-оптический преобразователь (ЭОП), который «переводит» невидимое излучение в видимое и одновременно усиливает его яркость.

Простейший ЭОП представляет собой устройство в виде стеклянного стакана с двойными стенками и дном (см. рис.), из пространства между которыми выкачан воздух. На внутренней стороне наружного дна нанесен полупрозрачный фотокатод (см. Фотоэлемент), а напротив него на другой стенке — люминесцентный экран. С помощью специальных линз изображение в инфракрасных лучах проектируется на фотокатод. Под действием ИК-лучей фотокатод начинает испускать электроны, причем с тех участков, где яркость лучей больше, соответственно больше испускается и электронов. Между экраном и фотокатодом приложено высокое напряжение, благодаря чему электроны разгоняются, бомбардируют экран и вызывают его свечение, «рисуя» картинку, уже видимую глазом. Такую картинку теперь можно сфотографировать на обычную пленку.

Другой прибор — инфракрасный видикон позволяет не только преобразовать ИК-изображение в видимое, но и передать его по телевизионным каналам. Экран передающей трубки (см. Телевидение) изготовлен из специальных полупроводниковых элементов — фотополупроводников, чувствительных к ИК-излучению. Ток в таком элементе меняется в зависимости от освещенности его поверхности: чем больше яркость падающих на него ИК-лучей, тем больше сила тока. Спроецированное на экран передающей трубки ИК-изображение, как и в обычном видиконе, «считывается» электронным лучом, преобразуется в электромагнитные волны и передается «в эфир». Дальше все, как в обычном телевидении.

Нагретые тела, растения, живые организмы постоянно испускают ИК-излучение той или иной яркости независимо от времени суток. Благодаря   этому   свойству   ИК-техника   дает возможность вести наблюдения даже в абсолютной темноте. На ИК-лучах работают приборы ночного видения и ночного фотографирования, а также средства скрытой сигнализации.