El infrarrojo ( IR ), a veces llamado luz infrarroja , es radiación electromagnética (EMR) con longitudes de onda más largas que las de la luz visible . Por lo tanto, es invisible para el ojo humano. En general, se entiende que IR abarca longitudes de onda desde alrededor de 1 milímetro (300 GHz ) hasta el borde rojo nominal del espectro visible , alrededor de 700 nanómetros (430 THz ). [1] [ verificación necesaria ] Las longitudes de onda IR más largas (30 μm-100 μm) a veces se incluyen como parte de la radiación de teraherciosrango. [2] Casi toda la radiación de cuerpo negro de objetos cercanos a la temperatura ambiente se encuentra en longitudes de onda infrarrojas. Como forma de radiación electromagnética, el IR propaga energía y cantidad de movimiento , con propiedades que corresponden tanto a las de una onda como a las de una partícula , el fotón .
Durante mucho tiempo se supo que los incendios emiten un calor invisible; en 1681, el experimentador pionero Edme Mariotte demostró que el vidrio, aunque transparente a la luz del sol, obstruía el calor radiante. [3] [4] En 1800 el astrónomo Sir William Herschel descubrió que la radiación infrarroja es un tipo de radiación invisible en el espectro de menor energía que la luz roja, por medio de su efecto sobre un termómetro . [5] Poco más de la mitad de la energía del Sol finalmente se encontró, a través de los estudios de Herschel, para llegar a la Tierra en forma de infrarrojos. El equilibrio entre la radiación infrarroja absorbida y emitida tiene un efecto importante en el clima de la Tierra..
La radiación infrarroja es emitida o absorbida por las moléculas cuando cambian los movimientos rotacionales-vibratorios . Excita modos de vibración en una molécula a través de un cambio en el momento dipolar , lo que lo convierte en un rango de frecuencia útil para el estudio de estos estados de energía para moléculas con la simetría adecuada. La espectroscopia infrarroja examina la absorción y transmisión de fotones en el rango infrarrojo. [6]
La radiación infrarroja se utiliza en aplicaciones industriales, científicas, militares, comerciales y médicas. Los dispositivos de visión nocturna que utilizan iluminación infrarroja cercana activa permiten observar personas o animales sin que el observador sea detectado. La astronomía infrarroja utiliza telescopios equipados con sensores para penetrar en las regiones polvorientas del espacio, como las nubes moleculares , para detectar objetos como los planetas y para ver objetos muy desplazados hacia el rojo de los primeros días del universo . [7] Las cámaras termográficas infrarrojas se utilizan para detectar la pérdida de calor en sistemas aislados, para observar cambios en el flujo sanguíneo en la piel y para detectar el sobrecalentamiento de los componentes eléctricos. [8]
Las aplicaciones militares y civiles incluyen adquisición de objetivos , vigilancia , visión nocturna , localización y seguimiento. Los seres humanos a la temperatura corporal normal irradian principalmente en longitudes de onda de alrededor de 10 μm (micrómetros). Los usos no militares incluyen análisis de eficiencia térmica , monitoreo ambiental, inspecciones de instalaciones industriales, detección de operaciones de cultivo , detección remota de temperatura, comunicación inalámbrica de corto alcance , espectroscopia y pronóstico del tiempo .
No existe una definición universalmente aceptada del rango de radiación infrarroja. Por lo general, se considera que se extiende desde el borde rojo nominal del espectro visible a 700 nanómetros (nm) hasta 1 milímetro (mm). Este rango de longitudes de onda corresponde a un rango de frecuencia de aproximadamente 430 THz hasta 300 GHz . Más allá del infrarrojo está la porción de microondas del espectro electromagnético . Cada vez más, la radiación de terahercios se cuenta como parte de la banda de microondas, no infrarroja, moviendo el límite de la banda infrarroja a 0,1 mm (3 THz).