Kızılötesi(Infrared) Nedir?
Kızılötesi, IR yani kızılötesi ışık, insan gözüyle görünmeyen ancak ısı olarak hissedebildiğimiz bir tür radyant enerjidir. Evrendeki tüm nesneler bir miktar IR radyasyon yayar, ancak en belirgin kaynaklar güneş ve ateştir.
Arduino kızılötesi sensör çeşitleri IR receiver 38kHz alıcı-verici kategorimizde...
IR, bir tür elektromanyetik radyasyon türüdür. Atomlar absorbe ettiğinde ve daha sonra enerjiyi serbest bıraktığında üretilen frekansların sürekliliğidir. Elektromanyetik radyasyon, en yüksekten en düşük frekansa kadar, gama ışınları, X ışınları, ultraviyole ışınım, görünür ışık, kızılötesi radyasyon, mikrodalgalar ve radyo dalgaları içerir. Birlikte, bu tür radyasyonlar elektromanyetik spektrumu oluşturur.
NASA'ya göre kızılötesi ilk kez İngiliz astronom William Herschel tarafından 1800'de keşfedildi. Görünür spektrumdaki renkler arasındaki sıcaklık farkını ölçmek için yapılan bir deneyde, görünür spektrumun her renginin içine ışık yoluna termometreler yerleştirdi. Sıcaklık artışına göre maviden kırmızıya doğru bir renk değişimi gözlemlendi.
Elektromanyetik spektrum içinde kızılötesi dalgalar, mikrodalgaların üzerindeki ve kırmızı görünür ışığın hemen altındaki frekanslarda meydana gelir, bu nedenle "kızılötesi" adı verilir. California Teknoloji Enstitüsü'ne göre kızılötesi radyasyon dalgaları görünür ışık dalgalarından daha uzundur. IR frekansları yaklaşık 3 gigahertz (GHz) ile yaklaşık 400 terahertz (THz) arasında değişmektedir ve dalga boylarının, NASA'ya göre, bu değerler kesin olmasa da, 1000 mikrometre (um) ve 760 nanometre arasında olduğu tahmin edilmektedir.
Mordan (en kısa görünen ışık dalga boyu) kırmızıya (en uzun dalga boyu) kadar değişen görünür ışık spektrumuna benzer şekilde, kızılötesi radyasyon kendi dalga boylarına sahiptir. Elektromanyetik spektrumdaki görünür ışığa daha yakın olan daha kısa "yakın kızılötesi" dalgalar, tespit edilebilir. Herhangi bir ısı yaymazlar. Elektromanyetik spektrumdaki mikrodalga bölümüne daha yakın olan daha uzun "uzak kızılötesi" dalgalar, NASA'ya göre güneş ışığından veya ateşten gelen ısı gibi yoğun ısı olarak hissedilebilir.
IR radyasyonu, ısının bir yerden başka bir yere aktarıldığı üç yoldan biridir, diğer ikisi ise konveksiyon ve iletmedir. Yaklaşık -268 derece Santigrat üzerindeki her ısı IR radyasyonu yayar. Tennessee Üniversitesi'ne göre, güneş toplam enerjisinin yarısını IR olarak veriyor ve yıldızların görünür ışıklarının çoğu IR olarak emiliyor ve yeniden yayılıyor.
Arduino Kızılötesi Projeleri
Isı lambaları ve tost makineleri gibi, tv, klima kumandası ile veri iletme, ev aletleri gibi kullanımlar için kızılötesi kullanır.
Kızılötesi alıcı-verici, max. 10-20 metrelik mesafelerde noktadan noktaya iletişim için kullanılabilir. kızılötesi sensör arduino kullanımlarına dayanan uzaktan kumandalar, ışık yayan bir diyottan (LED) TV'deki bir IR alıcısına kızılötesi ışını gönderir. Alıcı, ışık atımlarını bir mikroişlemciye programlanmış komutu yerine getirmesi için yönlendiren elektrik sinyallerine dönüştürür.
Kızılötesi Alıcı-Verici
IR spektrumunun en kullanışlı uygulamalarından biri algılama ve tespit etmedir. Dünyadaki tüm nesneler, ısı şeklinde IR radyasyonu yayar. Bu, gece görüş gözlüğü ve kızılötesi kameralarda kullanılanlar gibi elektronik sensörler tarafından tespit edilebilir.
Kaliforniya Üniversitesi'ne göre bu tür sensörlere basit bir örnek, odak noktasında sıcaklığa duyarlı rezistörlü veya termistörlü bir teleskoptan oluşan bolometredir. Bu cihazın görüş alanına sıcak bir gövde gelirse, ısı, termistördeki voltajda tespit edilebilir bir değişime neden olur.
Gece görüş kameraları bir bolometrenin daha gelişmiş bir versiyonunu kullanır. Bu kameralar tipik olarak, IR ışığa duyarlı olan şarj bağlı cihaz (CCD) görüntüleme yongalarını içerir. CCD tarafından oluşturulan görüntü daha sonra görünür ışıkta çoğaltılabilir. Bu sistemler elde tutulan cihazlarda veya giyilebilir gece görüş gözlüklerinde kullanılabilecek kadar küçüktülebilir. Kameralar, hedefleme için silah üzerinde de kullanılabilir.
Kızılötesi spektroskopisi, belirli dalga boylarında malzemelerden IR emisyonlarını ölçer. Bir maddenin IR tayfı, fotonlar (ışık parçacıkları), moleküllerdeki elektronlar tarafından absorbe edildiğinde ya da yayıldığında, elektronlar yörüngeler veya enerji seviyeleri arasında geçiş yaparken, moleküler daldırma ve tepe noktaları gösterecektir. Bu spektroskopik bilgi daha sonra maddeleri tanımlamak ve kimyasal reaksiyonları izlemek için kullanılabilir.
Missouri State Üniversitesi’nde fizik profesörü olan Robert Mayanoviç’e göre, Fourier dönüşümü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi çok sayıda bilimsel uygulama için oldukça kullanışlıdır. Bunlar, moleküler sistemler ve grafen gibi 2D materyallerin çalışılmasını içerir.
Kızılötesi Astronomi
Caltech kızılötesi astronomiyi "evrendeki nesnelerden yayılan kızılötesi radyasyonun (ısı enerjisi) tespiti ve incelenmesi" olarak tanımlamaktadır. IR CCD görüntüleme sistemlerindeki gelişmeler, IR kaynaklarının uzaydaki dağılımını ayrıntılı olarak gözlemleyerek, galaksilerdeki karmaşık yapıları ve evrenin büyük ölçekli yapısını ortaya çıkardı.
IR gözleminin avantajlarından biri, görünür ışık yayması için çok serin olan nesneleri tespit edebilmesidir. Bu, galaksi boyunca yaygın görünen kuyruklu yıldızlar, asteroitler ve ince yıldızlararası toz bulutları da dahil olmak üzere önceden bilinmeyen nesnelerin keşfedilmesine yol açmıştır.
IR astronomisi, soğuk gaz moleküllerini gözlemlemek ve yıldızlararası ortamdaki toz partiküllerinin kimyasal yapısını belirlemek için özellikle faydalıdır. Bu gözlemler IR fotonlara duyarlı özel CCD dedektörleri kullanılarak gerçekleştirilir.
IR radyasyonunun bir diğer avantajı, uzun dalga boyunun NASA'ya göre görünür ışık kadar saçılmadığı anlamına gelmesidir . Görünür ışık gaz ve toz parçacıkları tarafından absorbe edilebilir veya yansıtılabilirken, uzun IR dalgaları bu küçük engellerin etrafından dolaşır. Bu özellik nedeniyle IR, ışığı gaz ve tozla gizlenen cisimleri gözlemlemek için kullanılabilir.