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.

 

 

Credit: NASA/JPL-Caltech

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

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

 

Traducción: El Quelonio Volador