赤外線

2020年3月25日

赤外線の発見

1800年、イギリスのウィリアム・ハーシェルにより赤外線放射が発見された。彼は太陽光をプリズムに透過させ、可視光のスペクトルの赤色光を越えた位置に温度計を置く実験を行った。この実験で温度計の温度は上昇し、このことから彼は、赤色光の先にも目に見えない光が存在すると結論づけた。この発見に刺激され、翌1801年にはドイツのヨハン・ヴィルヘルム・リッターにより紫外線も発見されている。

1850年にはイタリアのマセドニオ・メローニが、赤外線には反射、屈折、偏光、干渉、回折がみられ、その性質は可視光と同じであることを実験によって示した。

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2019年11月11日

赤外線の特性

水は遠赤外線よりも近赤外線を強く吸収するが、いずれの波長も数mm以上は透過しない。「遠赤外線は体の内部まで浸透し内側から温める」と言われることがあるが、間違いである。遠赤外線はマイクロ波に近い波長を持つが、物質の内部まで浸透する効果は、当然ながらマイクロ波のほうが顕著である。そしてマイクロ波のこの効果は、むしろ人体に有害である可能性が指摘されている。

水に対する吸光度は中赤外線および遠赤外線において高く、したがって生体組織（特に、水分を多く含んだ組織）に対しては浅い部分でその多くが吸収される。このような波長のレーザである炭酸ガスレーザ（λ=10.6 μm）やEr:YAGレーザ（λ=2.94 μm）は生体組織の切開や蒸散（いずれも凝固に比べ高いエネルギー密度や位置選択性が要求される）に利用されている。

また、赤外線は気候にも重大な影響を与えている。地表からは大量の赤外線が放出されるが、この赤外線を二酸化炭素などの温室効果ガスが吸収し赤外線を再度放射する。この働きによって地表の気温は上がる。この一連の動きは温室効果と呼ばれ、地球の気温を大きく上げる役割を果たしている。温室効果による赤外線放射は太陽から直接受け取る熱量を大きく上回っており、もし温室効果が存在しなかった場合は地球は氷点下の凍てついた惑星となる。

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2019年10月15日

赤外線の種類

人間の視覚は、波長の長い光を赤色光として感じとるが、その上限は 760 – 830 nm 付近とされ、それより波長の長い光は知覚できず、可視光線の赤色の外側という意味で赤外線という。ミリ波長の電波よりも波長の短い電磁波全般を指し、波長ではおよそ0.7 μm – 1 mm (=1000 μm) に分布する。

さらに、波長によって、近赤外線、中赤外線、遠赤外線に分けられる。それぞれの波長区分は学会によって若干異なり、下記の区分はその一例である（例えば天文学では10 μmくらいまでが中赤外線として扱われることが多い）。

2019年10月11日

赤外線（せきがいせん）は、可視光線の赤色より波長が長く（周波数が低い）、電波より波長の短い電磁波のことである。ヒトの目では見ることができない光である。英語では infrared といい、「赤より下にある」「赤より低い」を意味する（infra は「下」を意味する接頭辞）。分光学などの分野ではIRとも略称される。対義語に、「紫より上にある」「紫より高い」を意味する紫外線（英：ultraviolet）がある。