- 本文目录导读:
- 1、一、什么是高温红外和傅里叶红外?
- 2、二、高温红外与傅里叶红外的区别
- 3、三、电磁波单列线性振动与物体温度之间的关系
- 4、四、总结
一、什么是高温红外和傅里叶红外?
在介绍两种不同波段的红外之前,我们先来了解一下什么是“红外”。 红外(Infrared)指光谱中的一部分电磁波单列线性振动。人眼可以看到可见光,在其左侧就是紫色光,右侧则为近、远距离无线通讯所采用的超声波单列线性振动, 能够被以其频率相应地进行调制。
而当电磁场频率增大至10^14Hz时,成为微弱电磁场范畴,则属于毫米波或子毫米波单列线性振动;当再次增大至12.4x1014 Hz时,则形成了真正意义上的“无法感觉”的世界-即紫/蓝色之间及以上单列线性振动区域内:即露出反射式摄像机拍摄路灯亮着能看得见鲜明山坡花园景致背后的“热影像”中之一部二维图像了,这就是进入了高温红外波段。而傅里叶变换过后则属于一种数学工具,在频域和时域上提供相互转化的方法。
二、高温红外与傅里叶红外的区别
从定义上来看,可以得知两者主要分别在不同的波段内。高温红外指辐射源位于2000K以上,并且透过特殊材料才可进行观测。这种电磁波单列线性振动频率非常高(通常为3-14 μm),其所代表的物体颜色呈现出暗灰到黑色;而傅里叶红外则更多被用于光学分子光谱学等领域,其单列线性振动频率范围通常为4000-500 cm^-1 (20–2.5μm)。
但是除此之外,两者还有以下几个方面差异:
1.应用领域
由上述内容可以知道,由于所处频率距离并不相同,使得它们能够被广泛地运用于不同领域: 高温红外主要应用在军事侦查、无捕获狩猎、医学影像、检测领域;而傅里叶红外则被广泛应用于材料科学、化工、物理分析等生产和实验室领域。
2.探测器类型
由于不同频率的需求,使得两种辐射下所需要使用的探测器也有差异:高温红外通常需要采用较为昂贵且稳定性强的探测器(如HgCdTe)才能提供精准数据;而傅里叶变换光谱仪通常使用四极带转角阵列或者液氮冷却硒铘阵列进行测试。
三、电磁波单列线性振动与物体温度之间的关系
对于许多人来说,当听到“红外”这个词汇时,其自然而然会想到一个字眼 —— 温度。那么,电磁波单列线性振动方程式与物体真实温度之间是否存在某种直接联系呢?
答案是肯定的。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移公式可以知道:
E = σT^4 (1)
λm(T) = b/T (2)
这两个公式告诉我们,辐射强度(E)和物体的真实温度成平方关系;而峰值波长(λm)则与温度之间反相关。因此,在进行红外热成像时,掌握它们之间的联系十分重要。 而且基于以上原理,各类红外测量仪器通常也会事先根据维恩位移定律提供一个可选的目标表面温度范围参数。
四、总结
在本文中我们了解到了高温红外和傅里叶变换光谱波段内电磁场振动频率的巨大区别,并学习了几种不同类型探测器所需要具备特点。
除此之外,文章还阐述并证明了辐射强度与物体真实温度是存在一定程度上正比关系;而该原理也为使用信息是否符合预期等核心概念提供支持。
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