Radiasi inframerah (IR), atau cahaya inframerah, adalah sejenis tenaga berseri yang tidak kelihatan pada mata manusia tetapi kita dapat merasakan panas. Semua benda di alam semesta memancarkan beberapa tahap sinaran IR, tetapi dua sumber paling jelas adalah matahari dan api.
IR adalah sejenis radiasi elektromagnet, satu kontinum frekuensi yang dihasilkan apabila atom menyerap dan kemudian melepaskan tenaga. Dari frekuensi tertinggi hingga terendah, radiasi elektromagnet termasuk sinar gamma, sinar-X, radiasi ultraviolet, cahaya yang kelihatan, radiasi inframerah, gelombang mikro dan gelombang radio. Bersama-sama, jenis radiasi ini membentuk spektrum elektromagnetik.
Ahli astronomi British William Herschel menemui cahaya inframerah pada tahun 1800, menurut NASA. Dalam percubaan untuk mengukur perbezaan suhu di antara warna-warna dalam spektrum yang kelihatan, dia meletakkan termometer di jalan cahaya dalam setiap warna spektrum yang kelihatan. Dia mengamati peningkatan suhu dari biru menjadi merah, dan dia mendapati pengukuran suhu yang lebih panas di luar ujung merah spektrum yang kelihatan.
Dalam spektrum elektromagnet, gelombang inframerah berlaku pada kekerapan di atas gelombang mikro dan hanya di bawah cahaya merah yang kelihatan, maka nama "inframerah." Gelombang sinar inframerah lebih lama daripada cahaya yang kelihatan, menurut California Institute of Technology (Caltech). Kekerapan IR berkisar dari kira-kira 3 gigahertz (GHz) sehingga 400 terahertz (THz), dan panjang gelombang dianggarkan berkisar antara 1,000 mikrometer (μm) dan 760 nanometer (2.9921 inci), walaupun nilai-nilai ini tidak pasti, menurut NASA.
Sama seperti spektrum cahaya yang kelihatan, yang berkisar dari ungu (cahaya gelombang cahaya yang paling pendek) kepada merah (panjang gelombang terpanjang), radiasi inframerah mempunyai pelbagai panjang gelombangnya sendiri. Gelombang "near-infrared" yang lebih pendek, yang lebih dekat dengan cahaya yang kelihatan pada spektrum elektromagnetik, tidak memancarkan sebarang haba yang dapat dikesan dan apa yang dibuang dari kawalan jauh TV untuk menukar saluran. Gelombang jauh "inframerah" yang lebih dekat dengan bahagian gelombang mikro pada spektrum elektromagnetik, boleh dirasakan sebagai haba sengit, seperti haba dari cahaya matahari atau api, menurut NASA.
Radiasi IR adalah salah satu daripada tiga cara haba dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain, dua lagi adalah konveksi dan konduksi. Segala-galanya dengan suhu di atas sekitar 5 darjah Kelvin (minus 450 darjah Fahrenheit atau tolak 268 darjah Celsius) mengeluarkan radiasi IR. Matahari memberikan separuh daripada jumlah tenaganya sebagai IR, dan kebanyakan cahaya yang dilihat bintang diserap dan dikeluarkan semula sebagai IR, menurut Universiti Tennessee.
Kegunaan isi rumah
Peralatan rumah seperti lampu panas dan toksik menggunakan sinaran IR untuk menghantar haba, seperti pemanas industri seperti yang digunakan untuk pengeringan dan menyembuhkan bahan. Mentol pijar hanya menukar kira-kira 10 peratus daripada input tenaga elektrik mereka ke dalam tenaga cahaya yang kelihatan, manakala 90 peratus lagi ditukar kepada radiasi inframerah, menurut Agensi Perlindungan Alam Sekitar.
Laser inframerah boleh digunakan untuk komunikasi titik-ke-mata sepanjang jarak beberapa ratus meter atau meter. Kawalan jauh TV yang bergantung kepada radiasi inframerah menembusi denyut tenaga IR dari diod pemancar cahaya (LED) ke penerima IR di dalam TV, mengikut Cara Kerja. Penerima menukar denyutan cahaya kepada isyarat elektrik yang mengarahkan mikropemproses untuk menjalankan arahan diprogramkan.
Pengesan inframerah
Salah satu aplikasi yang paling berguna dalam spektrum IR adalah dalam pengesanan dan pengesanan. Semua objek di Bumi memancarkan radiasi IR dalam bentuk haba. Ini boleh dikesan oleh sensor elektronik, seperti yang digunakan dalam goggle penglihatan malam dan kamera inframerah.
Satu contoh mudah sensor sedemikian adalah bolometer, yang terdiri daripada teleskop dengan perintang suhu sensitif, atau thermistor, pada titik fokusnya, menurut University of California, Berkeley (UCB). Sekiranya badan hangat datang dalam bidang pandangan instrumen ini, haba menyebabkan perubahan yang dapat dikesan dalam voltan merentasi termistor.
Kamera penglihatan malam menggunakan versi bolometer yang lebih canggih. Kamera-kamera ini biasanya mengandungi cip pengimejan peranti (CCD) pengimejan yang sensitif kepada cahaya IR. Imej yang dibentuk oleh CCD kemudian boleh diterbitkan semula dalam cahaya yang kelihatan. Sistem ini boleh dibuat cukup kecil untuk digunakan dalam peranti tangan atau kacamata penglihatan malam yang boleh pakai. Kamera juga boleh digunakan untuk pemandangan senjata dengan atau tanpa penambahan laser IR untuk penargetan.
Spektroskopi inframerah mengukur pelepasan IR dari bahan-bahan pada panjang gelombang tertentu. Spektrum IR bahan akan menunjukkan penurunan dan puncak ciri sebagai foton (zarah cahaya) diserap atau dipancarkan oleh elektron dalam molekul sebagai peralihan elektron antara orbit, atau tahap tenaga. Maklumat spektroskopik ini kemudiannya digunakan untuk mengenal pasti bahan-bahan dan memantau tindak balas kimia.
Menurut Robert Mayanovic, profesor fizik di Missouri State University, spektroskopi inframerah, seperti spektroskopi Inframerah Transformasi Fourier, sangat berguna untuk banyak aplikasi saintifik. Ini termasuk kajian sistem molekul dan bahan 2D, seperti graphene.
Astronomi inframerah
Caltech menggambarkan astronomi inframerah sebagai "pengesanan dan kajian radiasi inframerah (tenaga haba) yang dipancarkan dari objek di alam semesta." Kemajuan dalam sistem pencitraan IR CCD telah membolehkan pemerhatian terperinci pengagihan sumber IR dalam ruang, mendedahkan struktur kompleks di nebula, galaksi dan struktur berskala besar alam semesta.
Salah satu kelebihan pemerhatian IR ialah ia dapat mengesan objek yang terlalu sejuk untuk memancarkan cahaya yang dapat dilihat. Ini telah menyebabkan penemuan objek yang tidak diketahui sebelumnya, termasuk komet, asteroid dan awan debu antara bintang yang kelihatannya lazim di seluruh galaksi.
Astronomi ir amat berguna untuk memerhatikan molekul gas sejuk dan untuk menentukan solek kimia zarah debu dalam medium interstellar, kata Robert Patterson, profesor astronomi di Missouri State University. Pemerhatian ini dilakukan menggunakan pengesan CCD khusus yang sensitif terhadap foton IR.
Satu lagi kelebihan sinaran IR adalah bahawa panjang gelombang yang lebih panjang bermakna ia tidak menyerakkan seperti cahaya yang boleh dilihat, menurut NASA. Manakala cahaya boleh dilihat boleh diserap atau digambarkan oleh zarah gas dan habuk, gelombang IR yang lebih panjang hanya melangkaui halangan kecil ini. Oleh kerana harta ini, IR boleh digunakan untuk memerhatikan objek yang cahayanya dikaburkan oleh gas dan debu. Objek tersebut termasuk bintang baru yang terbentuk di nebulas atau pusat galaksi bumi.
Artikel ini dikemaskinikan pada 27 Feb, 2019 oleh penyumbang Live Science Traci Pedersen.
