第1个回答 2018-05-10
红外线（Infrared）又俗称红外光，是波长介乎微波与可见光之间的电磁波，其波长在760奈米（nm）至1毫米（mm）之间，是波长比红光长的非可见光，对应频率约是在430 THz到300 GHz的范围内[1]。室温下物体所发出的热辐射多都在此波段。
红外线是在1800年由天文学家威廉·赫歇尔发现，威廉借由温度计温度的上升，发现有一种看不到的辐射，其频率低于红色光。太阳的能量中约有超过一半的能量是以红外线的方式进入地球，地球吸收及发射红外线辐射的平衡对其气候有关键性的影响。
当分子改变其旋转或振动的运动方式时，就会吸收或发射红外线。由红外线的能量可以找出分子的振动模态及其偶极矩的变化，因此在研究分子对称性及其能态时，红外线是理想的频率范围。红外线光谱学研究在红外线范围内的光子吸收及发射[2]。
红外线可用在军事、工业、科学及医学的应用中。红外线夜视装置利用即时的近红外线影像，可以在不被查觉的情形下在夜间观察人或是动物。红外线天文学利用有感测器的望远镜穿透太空的星尘（例如分子云），检测像是行星等星体，以及检测早期宇宙留下的红移星体[3]。红外线热显像相机可以检测隔绝系统的热损失，观查皮肤中血液流动的变化，以及电子设备的过热。红外线穿透云雾的能力比可见光强，像红外线导引常用在导弹的导航、热成像仪及夜视镜可以用在不同的应用上、红外天文学及远红外线天文学可在天文学中应用红外线的技术。
不同领域的红外线
物体通常会辐射出跨越不同波长的红外线，但是侦测器的设计通常只能接收感到兴趣的特定频谱宽度以内的辐射。结果是，红外线通常会被区分成不同波长的较小区段。
一般使用者的分类
一般使用者的分类是[5]：
近红外线（NIR, IR-A DIN）：波长在0.75－1.4微米，以水的吸收来定义，由于在二氧化硅玻璃中的低衰减率，通常使用在光纤通信中。在这个区域的波长对影像的增强非常敏锐。例如，包括夜视设备，像是夜视镜。
短波长红外线（SWIR, IR-B DIN）：1.4－3微米，水的吸收在1,450奈米显著的增加。1,530至1,560奈米是主导远距离通信的主要光谱区域。
中波长红外线（MWIR, IR-C DIN）也称为中红外线：波长在3－8微米。被动式的红外线追热导向导弹技术在设计上就是使用3－5微米波段的大气窗口来工作，对飞机红外线标识的归航，通常是针对飞机引擎排放的羽流。
长波长红外线（LWIR, IR-C DIN）：8－15微米。这是"热成像"的区域，在这个波段的感测器不需要其他的光或外部热源，例如太阳、月球或红外灯，就可以获得完整的热排放量的被动影像。前视性红外线（FLIR）系统使用这个区域的频谱。，有时也会被归类为"远红外线"
远红外线（FIR）：50－1,000微米（参见远红外线激光）。
NIR和SWIR有时被称为"反射红外线"，而MWIR和LWIR有时被称为"热红外线"，这是基于黑体辐射曲线的特性，典型的'热'物体，像是排气管，同样的物体通常在MW的波段会比在LW波段下来得更为明亮。
国际照明委员会分类系统
国际照明委员会建议将红外线区分为以下三个类别[6]：
红外线-A (IR-A)：700奈米－1,400奈米（0.7微米－1.4微米）
红外线-B (IR-B)：1,400奈米－3,000奈米（1.4微米－3微米）
红外线-C (IR-C)：3,000奈米－1毫米（3微米－1,000微米）
ISO 20473分类
ISO 20473的分类如下：
名称 缩写 波长
近红外线 NIR 0.78－3微米
中红外线 MIR 3－50微米
远红外线 FIR 50 – 1,000微米
天文学分类方案[编辑]
天文学家通常将以如下的波段区分红外线的范围[7]：
名称 缩写 波长
近红外线 NIR （0.7-1）至5微米
中红外线 MIR 5至（25-40）微米
远红外线 FIR （25-40）至（200-350）微米
这种分类不是很精确，而且和发布的单位有关。这三种区域分别用于观测不同温度的范围，以及不同环境下的空间。
感测器回应分类方案
可以依不同感测器可侦测的范围来分类[8]：
近红外线：波长范围为0.7至1.0 µm（由人眼无法侦测的范围到硅可响应的范围）
短波红外线：波长范围为1.0至3 µm（由硅的截止频率到大气红外线窗口的截止频率），InGaAs范围可以到1.8 µm，一些较不灵敏的铅盐也可侦测到此范围。
中波红外线：波长范围为3至5 µm（由大气红外线窗口定义，也是锑化铟及HgCdTe可覆盖的范围，有时是硒化铅可覆盖的范围）
长波红外线：波长范围为8至12或是7至14 µm（是HgCdTe及微测辐射热计可覆盖的范围）
远红外线（VLWIR）：波长范围为12至30 µm，是掺杂硅可覆盖的范围
近红外线最接近人眼可以看到的波长范围，而中波红外线及长波红外线就逐渐的远离可见光谱。其他的定义会依照不同的物理机制（最大发射量的频率或频带，是否会被水吸收等），最新的定义是依照新的技术（常见的硅侦测器在1,050 nm以下可以感测，而砷化铟镓则是950 nm至1,7002,600 nm的范围内可以感测。
依照引用标准的不同，红外线的波长最短约在700 nm和800 nm之间，但可见光和红外线没有明确定义的边界。人眼对于波长700 nm以上的光较不灵敏，因此若用一般强度的光源发射较长波长的光，人眼无法看到。但用一些高强度的近红外线光源（例如红外线激光、红外线LED、或是将可见光移除后的日光），可以侦测到约780 nm的红外线，会被视为红光。强度再高一些的红外线光源可以让人眼侦测到波长1050 nm的红外线，会被视为暗红色的光束。因此会造成周围全暗的情形下，用人眼可以看到近红外线的问题（一般会用间接照明的方式改善此问题）。叶子在近场外线下会格外的明亮，若用红外线滤镜滤除可见光．而有一段时间让眼睛去适应经过红外线滤镜后，特别暗的影像，人眼有可能可以看到在红外线下发光的树叶，也就是罗勃·伍德效应。本回答被网友采纳