Ondas infrarrojas
ENERGÍA INFRARROJA
Un control remoto utiliza ondas de luz más
allá del espectro visible de luz, ondas de luz infrarrojas — para cambiar los
canales del televisor. Esta región del espectro se divide
cerca-, mid - y el infrarrojo lejano. La región de 8 a 15
micras (µm) se conoce por los científicos de la Tierra como infrarrojo térmico
ya que estas longitudes de onda son mejores para el estudio de la energía
térmica de onda larga que se irradia desde nuestro planeta.
Un control remoto de televisión típico utiliza energía
infrarroja con una longitud de onda alrededor de 940 nanómetros. Mientras que usted no puede "ver" la luz emite un mando a distancia,
algunas cámaras digitales y teléfonos celulares son sensibles a esa longitud de
onda de la radiación. ¡ Pruébelo!
Lámparas
de calor de lámparas infrarrojas a menudo emiten energía visible e infrarroja en
longitudes de onda entre 500nm a 3000nm en longitud. Se puede
utilizar en baños de calor o mantener la comida caliente. Lámparas de calor también pueden mantener animales pequeños y reptiles
tibios o incluso mantener huevos caliente para que ellos pueden
eclosionar.
En
1800, William Herschel realizó un experimento de medición de la diferencia de
temperatura entre los colores del espectro visible. Colocó
termómetros dentro de cada color del espectro visible. Los
resultados mostraron un aumento en la temperatura de azul a rojo. Cuando notó que una medición de la temperatura más caliente incluso
justo más allá del extremo rojo del espectro visible, Herschel había descubierto
la luz infrarroja!
Crédito: Troy
Benesch
IMÁGENES TÉRMICAS
Nosotros podemos sentir cierta energía
infrarroja como calor. Algunos objetos son tan calientes
que también emiten luz visible, tal como un incendio. Otros
objetos, como los seres humanos, no son tan calientes y sólo emiten ondas
infrarrojas . Nuestros ojos no pueden ver estas ondas
infrarrojas sino los instrumentos que pueden detectar energía infrarroja — tales
como gafas de visión nocturna o infrarrojos cameras–allow nos permite "ver" las
ondas infrarrojas que emite y calentan objetos como seres humanos y animales.
Las temperaturas para las siguientes imágenes son en grados
Fahrenheit.
ENFRIAR LA ASTRONOMÍA
Muchos objetos en el universo son demasiado
fríos y débil es para ser detectado en luz visible, pero pueden ser detectadas
en el infrarrojo. Los científicos están comenzando a
desbloquear los misterios de los objetos más frescao a través del universo como
planetas, nebulosas, estrellas frías y muchos más, al estudiar las ondas
infrarrojas que emiten.
La sonda Cassini capturó esta imagen de aurora de Saturno
mediante ondas infrarrojas. La aurora se muestra en azul y las
nubes subyacentes se muestran en rojo. Estas auroras son
únicas porque puede cubrir todo el polo. Considerando que auroras alrededor de
la Tierra y Júpiter son típicamente confinados por campos magnéticos a los
anillos que rodean los polos magnéticos. La naturaleza
grande y variable de estas auroras indica que las partículas cargadas en
oleadas del Sol están experimentando algún tipo de magnetismo por encima de
Saturno que fue previamente inesperado.
VIENDO A TRAVÉS DEL POLVO
Ondas infrarrojas tienen longitudes de onda
más largas que la luz visible y pueden pasar a través de las regiones densas de
gas y polvo en el espacio con menos dispersión y absorción. Así, la energía infrarroja también puede revelar objetos en el universo
que no se pueden ver en luz visible con telescopios ópticos. El telescopio espacial de James Webb (JWST) tiene tres instrumentos
infrarrojos para ayudar a estudiar el origen del universo y la formación de
galaxias, estrellas y planetas.
Cuando miramos hacia arriba en la
constelación de Orión, vemos sólo la luz visible. Pero el
telescopio espacial Spitzer de la NASA fue capaz de detectar casi 2.300 planetas
formando discos en la nebulosa de Orión, detectando el brillo infrarrojo de su
polvo caliente. Cada disco tiene el potencial de planetas
de forma y su propio sistema solar. Crédito: Thomas Megeath
(Univ. de Toledo) et al., JPL, Caltech, NASA
Un pilar se compone de gas y polvo en la nebulosa Carina es
iluminado por el resplandor de las estrellas masivas cercanas que se muestra en
la imagen de luz visible desde el telescopio espacial Hubble. Intensa radiación y rápidos flujos de partículas cargadas de esas
estrellas están provocando nuevas estrellas para formarse dentro del pilar.
La mayoría de las nuevas estrellas no pueden verse en la
imagen de luz visible (izquierda) porque las nubes de gas denso bloquean su luz.
Sin embargo, el pilar es visto usando la porción infrarroja
del espectro (derecha), que prácticamente desaparece, revelando las estrellas
bebé detrás de la columna de gas y polvo.
Credit: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team
La imagen global de la derecha es una imagen infrarroja de la tierra tomada por el satélite GOES 6 en 1986. Un científico utiliza temperaturas para determinar qué partes de la imagen fueron nubes y cuales estaban en tierra y mar. Basándose en estas diferencias de temperatura, él colores de cada una por separado con 256 colores, dando a la imagen un aspecto realista.
MONITOREO DE LA TIERRA
Los astrofísicos estudiando el universo,
fuentes infrarrojas como planetas son relativamente fríos comparado con la
energía emitida por estrellas y otros objetos celestes. Los
científicos de la Tierra estudian infrarrojos como la emisión térmica (o calor)
de nuestro planeta. Como éxitos de la radiación solar
incidente en la Tierra, parte de esta energía es absorbida por la atmósfera y la
superficie, con lo que calitan el planeta. Este calor es
emitido desde la Tierra en forma de radiación infrarroja. Instrumentos de observación de satélites de la Tierra a bordo puede
sentir que esto emite radiación infrarroja y usar las mediciones resultantes
para estudiar cambios en la temperatura de la superficie terrestre y
marítima.
Hay otras fuentes de calor en la superficie
terrestre, como flujos de lava y los incendios forestales. El instrumento de espectroradiómetro de imágenes de resolución moderada
(MODIS) a bordo los satélites Aqua y Terra utilizan datos por infrarrojos para
controlar fuentes de humos y precisión del bosque . Esta
información puede ser esencial para los esfuerzos de lucha contra incendios
cuando aviones de reconocimiento de fuego son incapaces de volar por el humo.
Datos por infrarrojos también pueden habilitar científicos
distinguirlos llameantes incendios ardiendo sin llama todavía cicatrices de
quemaduras.
Credit: Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team
Crédito: diseñador de ciencia espacial y el
centro de ingeniería, Universidad de Wisconsin-Madison, Richard
Kohrs,
La imagen global de la derecha es una imagen infrarroja de la tierra tomada por el satélite GOES 6 en 1986. Un científico utiliza temperaturas para determinar qué partes de la imagen fueron nubes y cuales estaban en tierra y mar. Basándose en estas diferencias de temperatura, él colores de cada una por separado con 256 colores, dando a la imagen un aspecto realista.
¿Por qué usar el infrarrojo a la imagen de la
Tierra? Mientras que es más fácil distinguir las nubes de
tierra en el rango visible, hay más detalles en las nubes en el infrarrojo.
Esto es genial para el estudio de la estructura de la nube.
Por ejemplo, nota que las nubes más oscuras son más
cálidas, mientras que nubes más ligeras son más frescas. Al
sureste de las Islas Galápagos, justo al oeste de la costa de América del Sur,
es un lugar donde se pueden ver claramente varias capas de nubes, con el calor
de las nubes a altitudes más bajas, cerca del océano que se les está
calentando.
De mirar una imagen infrarroja de un gato, sabemos que
muchas cosas emiten luz infrarroja. Pero muchas cosas también
reflejan la luz infrarroja, especialmente cerca de la luz
infrarroja.
Fuente: NASA Ciencia