

Когда на улице холодает, и хочется подвинуться ближе к теплой батарее или электрическому обогревателю, нам не нужно их даже касаться.
Греющая энергия достигает нас на расстоянии. Это инфракрасное излучение – часть электромагнитного спектра. Мы выступаем в качестве грубых “регистраторов” ИК-излучения, оперируя понятиями : “тепло”, “жарко” и конечно ни о какой точности определения температуры до градуса речи не идет. Для этого потребуются специальные электрические измерительные приборы, тоже “чувствующие” невидимые лучи, вот они и покажут цифровой результат, поскольку базируются на принципе инфракрасной термографии.
А кроме цифр, ряд продвинутых представителей измерительной техники, еще отображают красочную, с высоким разрешением, карту распределения температур, это тепловизоры, но дело конечно не в красоте, а в мгновенном обнаружении температурных аномалий или поиска объектов, что востребовано в широчайшем перечне отраслей:
- энергоаудит;
- строительство;
- охота;
- пожарное дело;
- военное применение.
Кстати по поводу охоты. Обратимся к животному миру. У змей имеются живые “термодетекторы”, прообраз болометров в современных тепловизионных системах. Рядом с глазами, находятся небольшие впадины, не превышающие 1 мм в диаметре, воспринимающие тепловые лучи, что позволяет им охотиться в абсолютной темноте, например на грызунов.
Более того, если говорить терминами инфракрасной термографии, то змеиные терморецепторы имеют разрешение 40 на 40 клеток.
Разрешение конечно невелико, но достаточно, чтобы поймать полевую мышь и лишний раз доказывает - как много мы берем у природы, совершенствуем и реализуем в виде железа и электроники.
В 1666 году Исаак Ньютон обнаружил, что, казалось бы, белый солнечный свет вовсе не был белым, а суммировался из отдельных цветов.
В 1800 году Фредерик Уильям Гершель (1738-1822) предпринял эксперименты, в которых он изучал отдельные цвета спектра солнечного света, раскладывая их при помощи специальной призмы.
Гершель измерил температуру каждого из цветов, но в сумме, арифметически, не достиг температуры, излучаемой солнечным светом.
Долгие эксперименты не помогли найти ответ на вопрос. Работать можно сутками, но надо же и обедать.
И во время обеденного перерыва, ученый оставлял чувствительный термометр рядом с красной частью спектра, а когда он поел и вернулся к своему рабочему месту, он внезапно обнаружил, что наблюдалось значительное повышение случайно измеренной температуры.
Это и было излучение, которое идет от Солнца и вообще от любого объекта не только теплого в привычном нам смысле, а температура которого выше абсолютного нуля и которое воспринимает пирометр и отображает на дисплее или если купить тепловизор - температурный визуализатор. Поскольку при абсолютном нуле движение атомов и молекул полностью прекращается. И температуры нет. Как бы это странно не звучало. Именно поэтому в шкале Кельвина нет минусовых значений. Или плюс или ноль. Вот так.
Кстати, а Вы знаете какой самый холодный объект во Вселенной ? Считается, что на это ледяное звание претендует туманность Бумеранга в созвездии Центавра, удаленная от земли на 5000 световых лет. Ее температура 1К или минус -272,15 по Цельсию. По сравнению с этой невообразимой цифрой, самая холодная температура -89,2 °C, зарегистрированная на нашей планете 21.07.1983 на советской антарктической станции “Восток”, покажется настоящей жарой.
Но вернемся к Гершелю.
Итак, он пришел к выводу, что обнаружил область нового невидимого излучения, косвенным образом, по наблюдаемому нагревательному эффекту. Таким образом, излучение получило четкую термическую категоризацию.
Однако с тех пор ИК лучи ассоциировались, в первую очередь, с рнагревом, хотя обнаруженное Гершелем излучение относится к спектру света. Мы не считаем его светом по причине того, что сами не видим.
Хотя и здесь не все так просто.
Интересно, что наши глаза воспринимают и видимое (оптическое) изображение и инфракрасное, но мозг “заточен” под узкую часть спектра. То есть наши органы зрения воспринимают излучение, но не передают его в мозг.
Поэтому ехать в кромешной тьме ночью на автомобиле по трассе с выключенными фарами, как Терминатор, у нас не получится.
В завершение темы, отметим, что отдавая дань памяти о важных опытах Гершеля, в мае 2009 года с космодрома Куру на борту ракеты-носителя "Ариан-5" был отправлен для исследования космического пространства крупнейший инфракрасный телескоп, носящий его имя "Гершель", который готовился к запуску целых 20 лет.
Немецким ученым Томасом Иоганном Зеебеком был обнаружен эффект электродвижущей силы (термо ЭДС) – возникновение электричества под действием тепла
Французский изобретатель и часовщик Жан Шарль Пельтье открыл второй термоэлектрический эффект, выяснив, что разность температур возникает на стыке двух разных типов материалов под действием электрического тока. А есть и обратный процессе - создание напряжение при нагревании. Так например работает термопара, подключаемая к мультиметру или цифровому термометру.
Сэмюел Лэнгли, полагая, что вся жизнь и деятельность на Земле стали возможными благодаря солнечному излучению, изобрел болометр, сверхчувствительный детектор лучистого тепла, который различает перепады температуры в сотую тысячную градуса Цельсия (0,00001 С)
Этот прибор, состоящий из двух тонких металлических полос, измерительного моста, источника питания и гальванометра (устройства для измерения электрического тока), позволил ему изучать световые лучи от солнца далеко в его инфракрасной области и измерять интенсивность солнечного излучения на разных длинах волн.
В те то годы.
Уже по этим примерам из тех далеких времен, видим как выстраивается цепочка, на основе которой и функционирует алгоритм:
Поверхность ➤ исходящее инфракрасное излучение ➤ преобразование в электричество.
Не хватает еще цифрового дисплея, но мы много хотим для 18 века. Открытия сделанные тогда, и так опередили свое время на более чем 100 лет.
Опубликовано: 2019-11-19
Обновлено: 2021-08-30
Автор: Магазин Electronoff
ПОДХОДЯЩИЕ ТОВАРЫ
Комментарии к статье "Кто изобрел первый тепловизор - от 18-века к современности"
Оставьте свой комментарий
Ошибка
Занимательная историческая статья. Не знал что, открытие принципа работы тепловизора уходят так глубоко в историю, видимо если бы в школе учил хорошо физику, имел бы столь познавательные знания, но увы и ах это предмет мне не давался. Сейчас конечно тепловизор это прибор необходимый во многих отраслях и думаю ему будут находить все больше и больше применений.
Очень интересная статья с погружением в историю, таких нюансов я про тепловизор и не знал, советую к прочтению.