Propriétés de la lumière infrarouge

William Herschel a détecté la lumière infrarouge pour la première fois au XVIIIe siècle. Sa nature et ses propriétés sont progressivement devenues connues du monde scientifique. La lumière infrarouge est une forme de rayonnement électromagnétique, comme les rayons X, les ondes radio, les micro-ondes et la lumière ordinaire que l’œil humain peut détecter. La lumière infrarouge possède de nombreuses propriétés en commun avec toutes les autres radiations électromagnétiques ainsi que des propriétés spéciales qui lui sont propres.

Origine électronique

Tout rayonnement électromagnétique, y compris la lumière infrarouge, provient d’une certaine altération du mouvement des électrons. Par exemple, lorsqu’un électron passe d’une orbite ou d’un niveau d’énergie plus élevé à un niveau d’énergie plus bas, l’émission de rayonnement électromagnétique s’ensuit.

Ondes transversales

La lumière infrarouge et les autres rayonnements électromagnétiques sont constitués d’ondes transversales. Lorsque le déplacement ou l’ondulation d’une onde est perpendiculaire à la direction dans laquelle l’énergie de l’onde se déplace, l’onde est une onde transversale, selon « Serway’s College Physics ».

Longueur d’onde

Les ondes de lumière infrarouge ont leurs propres longueurs d’onde uniques. Les longueurs d’ondes infrarouges les plus courtes sont d’environ 0,7 microns, selon le Département d’astronomie et d’astrophysique de l’Université de Chicago. Mais il n’y a pas d’accord général sur la limite supérieure. Les longueurs d’ondes infrarouges les plus longues sont d’environ 350 microns, selon Space Environment Technologies. Selon RP Photonics, la limite supérieure est d’environ 1000 microns. Un micron est un millionième de mètre.

Vitesse

La lumière infrarouge, comme toutes les radiations électromagnétiques, se déplace à la vitesse de 299 792 458 mètres par seconde, selon « Serway’s College Physics ».

Particules

Outre ses propriétés d’onde, la lumière infrarouge présente également des propriétés caractéristiques des particules. La théorie quantique fournit un cadre dans lequel la lumière infrarouge peut exister à la fois sous forme d’onde et de particule, selon « The New Quantum Universe ».

Absorption et réflexion

Tout comme le rayonnement de la lumière visible, le rayonnement infrarouge peut être absorbé ou réfléchi, selon la nature de la substance qu’il frappe. La vapeur d’eau, le dioxyde de carbone et l’ozone absorbent efficacement le rayonnement infrarouge, selon Oracle Education Foundation.

Propriétés thermiques

La chaleur est un transfert d’énergie. La lumière infrarouge est l’un des moyens par lequel le transfert d’énergie est effectué, selon « Serway’s College Physics ». Par exemple, les rayons émis par le soleil incluent le rayonnement infrarouge. Lorsque ce rayonnement frappe les molécules d’oxygène ou d’azote dans l’air ou les molécules de fer dans une feuille de métal, il les fait vibrer ou se déplacer plus rapidement. Les molécules auront alors plus d’énergie qu’auparavant. En d’autres termes, le rayonnement infrarouge rend les matériaux plus chauds.

Réfraction

La lumière infrarouge présente la propriété de réfraction. Cela signifie que la direction dans laquelle la lumière se déplace subit un léger changement de direction lorsque le rayonnement passe d’un milieu, comme l’espace extérieur, dans un autre milieu de densité différente, comme l’atmosphère terrestre.

Interférence

Si deux rayons infrarouges de la même longueur d’onde se rencontrent, ils interfèrent l’un avec l’autre. Selon la façon dont ils se joignent, ils s’annulent ou se renforcent l’un l’autre à des degrés divers.

Ressources utiles : 1.