Infrarooi

duimnael|240px|’n Valskleurfoto van twee mense in langgolflengte-infrarooilig.
duimnael|240px|Hierdie infrarooifoto van die ruimte wys die (vals) kleure blou, groen en rooi, wat ooreenstem met golflengtes van onderskeidelik 3,4, 4,6 en 12&nbsp;µm.

**Infrarooi** (**IR**, soms genoem **infrarooilig** of **infrarooistraling**) is elektromagnetiese straling met langer golflengtes as dié van sigbare lig, maar korter as dié van mikrogolwe. Dit begin by die golwe wat langer is as dié van rooi lig (die langste golwe in die sigbare spektrum) en is dus onsigbaar vir die menslike oog. Hierdie reeks golflengtes stem ooreen met ’n reeks frekwensies van sowat 667&nbsp;nanometer (449 THz) tot 1 millimeter (300&nbsp;GHz). 

IR word gewoonlik verdeel in termiese IR, met langer golflengtes wat deur aardbronne uitgestraal word, en korter IR of naby-IR, deel van die sonspektrum. Feitlik alle swartstraler-straling van voorwerpe naby kamertemperatuur is in die IR-band. As deel van die magnetiese spektrum het IR energie en momentum, oefen dit stralingsdruk uit en het dit eienkappe van beide 'n golf en 'n subatomiese deeltjie, die foton.

Dit was al lank bekend dat vuur onsigbare hitte uitstraal, maar in 1681 het Edme Mariotte getoon dat glas, hoewel sonlig daardeur skyn, stralingshitte blokkeer. In 1800 het die sterrekundige sir William Herschel ontdek infrarooistraling is 'n soort onsigbare straling in die spektrum met minder energie as rooi lig, deur middel van die uitwerking daarvan op 'n termometer. Deur Herschel se studie is eindelik bevind net meer as die helfte van die Son se energie bereik die Aarde in die vorm van infrarooistraling. Die balans tussen geabsorbeerde en uitgestraalde infrarooi het ’n uiters belangrike uitwerking op die Aarde se klimaat.

Infrarooistraling word gebruik in nywerheids-, wetenskaplike, militêre, handels- en mediese toepassings. Nagsigtoestelle gebruik aktiewe naby-infrarooi beligting om diere en mense waar te neem sonder dat die waarnemer gesien kan word. Infrarooisterrekunde gebruik teleskope wat met sensors toegerus is om deur stowwerige streke in die ruimte soos molekulêre wolke te sien, om voorwerpe soos planete te bespeur en om voorwerpe met groot rooiverskuiwing uit die vroeë dae van die heelal te sien. 

Infrarooikameras vir termiese foto's word gebruik om hitteverlies in geïsoleerde stelsels te bespeur, om veranderde bloedvloei in die vel te sien, om te help met brandbestryding en om oorverhitting van elektriese komponente te bespeur. 

Militêre en burgerlike toepassings sluit in nagsig, om missiele hulle teiken te help tref en opsporing. Niemilitêre toepassings sluit in die ontleding van termiese doeltreffendheid, die monitering van die omgewing, die inspeksie van nywerheidsgeriewe, draadlose kommunikasie en weervoorspelling.

## Elektromagnetiese spektrum
Daar is geen algemeen aanvaarde definisie van die omvang van infrarooi nie. Dit word gewoonlik beskou as dat dit van die boonste rand van die sigbare spektrum by 700 nm tot 1&nbsp;mm strek. Dit stem ooreen met 'n frekwensiereeks van sowat 430&nbsp;THz af by tot 300&nbsp;GHz. Onder infrarooi is die mikrogolfdeel van die elektromagnetiese spektrum. Terahertz-straling word al hoe meer beskou as deel van die mikogolfband, nie infrarooi nie, en dit skuif infrarooi se band tot 0,1&nbsp;mm (3&nbsp;THz).

## Natuur
Sonlig, by 'n effektiewe temperatuur van 5&nbsp;780&nbsp;K (5&nbsp;510&nbsp;°C), bestaan uit naby-termiesespektrum-straling wat effens meer as die helfte infrarooi is. As die Son op sy hoogste sit, by die senit, verskaf sonlig 'n bestralingsintensiteit van net meer as 1&nbsp;kW per vierkante meter by die seevlak. Van dié energie is 527&nbsp;W infrarooistraling, 445&nbsp;W sigbare lig en 32&nbsp;W ultravioletstraling. Byna al die infrarooistraling in sonlig is naby-infrarooi, korter as 4&nbsp;μm.

200px|duimnael|’n Ratelslang met ’n hittesintuig.
Op die oppervlak van die Aarde, by veel laer temperature as op die oppervlak van die Son, bestaan 'n deel van die termiese straling uit infrarooi in die middel-infrarooistreek, veel langer as in sonlig. Swartstraler-, of termiese, straling geskied by alle golflengtes. Van dié natuurprosesse is net weerlig en brande warm genoeg om visuele energie op te wek, en brande wek veel meer infrarooi- as visuele-lig-energie op.

Diere kan ook infrarooi waarneem. Ratelslange het spesiale groefies tussen hul neusgate en oë waarmee hulle warm prooi kan opspoor. Die groefies bevat hittereseptore wat gevoelig is vir temperatuurstyging. Saam met sy oë stel die groefies die slang ook in staat om diepte waar te neem en dus kan hulle hul prooi in die donker redelik akkuraat raak pik. Slange kan temperatuursverskille van net 0,003&nbsp;°C waarneem. Die boa bevat ook hittegevoelige organe.

## Streke
Oor die algemeen straal voorwerpe infrarooistraling oor 'n spektrum van golflengtes uit, maar soms is net 'n beperkte deel van die spektrum van belang, omdat sensors gewoonlik straling binne 'n spesifieke bandwydte registreer. Die infrarooiband word dikwels onderverdeel in kleiner seksies, maar die manier waarop dit gedoen word, wissel.

### Sigbare perk
Infrarooi word gewoonlik beskou as dat dit begin by golflengtes langer as dié van lig wat deur die menslike oog gesien kan word. Daar is geen spesifieke perk tot wat sigbaar is nie, want die oog se sensitiwiteit neem geleidelik af vir golflengtes langer as sowat 700&nbsp;nm. Daarom kan golflengtes wat net effens langer is, gesien word as hulle helder genoeg is. Hulle kan egter steeds as infrarooi geklassifiseer word volgens die gewone definisies. Lig van 'n naby-IR-laser kan dus dofrooi lyk; dit kan 'n gevaar inhou, want dit kan eintlik baie helder wees. Selfs IR by golflengtes tot 1&nbsp;050&nbsp;nm van pulserende lasers kan onder sekere toestande deur mense gesien word.

### Verdeling
'n Algemeen gebruikte verdelingskema is:

NIR en SWIR word soms "weerkaatste infrarooi" genoem, en MWIR en LWIR "termiese infrarooi".

### Telekommunikasiebande
In optiese kommunikasie word die deel van die infrarooispektrum wat gebruik word, verdeel in sewe bande gebaseer op verskeie aspekte, soos die beskikbaarheid van ligbronne:

Die C-band is die oorheersende band vir langafstand-telekommunikasienetwerke. Die S- en L-band is gebaseer op swakker gevestigde tegnologie en word nie so algemeen gebruik nie.

## Hitte
 lyk nader aan hulle ware temperatuur as materiale wat meer van hulle omgewing van verskillende temperature reflekteer. Op dié termiese foto lyk die keramieksilinder, wat die kouer omgewing reflekteer, kouer as die kubusvormige houer wat gemaak is van silkonkarbied, wat 'n groter uitstraalvermoë het, terwyl hulle eintlik dieselfde temperatuur het.]]

Infrarooistraling is algemeen bekend as "hittestraling", maar lig en elektromagnetiese golwe van enige frekwensie sal oppervlakke verhit wat hulle absorbeer. Infrarooilig van die Son maak 49% uit van die verhitting van die Aarde; die res word veroorsaak deur sigbare lig wat geabsorbeer en dan teen langer golflengtes heruitgestraal word. Sigbare lig of ultravioletuitstralende lasers kan papier swart brand en gloeiend warm voorwerpe gee sigbare straling uit. Voorwerpe by kamertemperatuur sal straling uitgee wat hoofsaaklik in die 8-25&nbsp;μm-band gekonsentreer is, maar dit is nie anders as die straling van sigbare lig deur gloeiend warm voorwerpe en ultraviolet deur selfs warmer voorwerpe nie.

Hitte is energie wat vloei vanweë 'n temperatuurverskil en kan deur 'n vakuum beweeg. Termiese straling word gekenmerk deur 'n besonderse spektrum van baie golflengtes wat verbind word met emissie van 'n voorwerp vanweë die vibrasie van sy molekules by 'n gegewe temperatuur. Termiese straling kan by enige golflengte deur voorwerpe uitgegee word, en by baie hoë temperature word sulke straling verbind met spektra ver bo die infrarooi en brei dit uit tot in sigbare, ultraviolet- en selfs X-straalstreke (byvoorbeeld die Son se korona). Die gewilde verbintenis tussen infrarooistraling en termiese straling is dus bloot toevallig en is gebaseer op tipiese (relatief lae) temperature wat dikwels naby die aardoppervlak aangetref word.

Die begrip "uitstraalvermoë" is belangrik vir 'n begrip van die infrarooistralings van voorwerpe. Twee voorwerpe kan by dieselfde temperatuur verskillend op 'n infrarooifoto lyk as hulle nie dieselfde uitstraalvermoë het nie. Voorwerpe met 'n hoër uitstraalvermoë sal warmer lyk en dié met 'n laer uitstraalvermoë kouer, as 'n mens aanneem die omgewing is kouer as die voorwerpe wat afgeneem word (soos gewoonlik die geval is). Voorwerpe met 'n laer uitstraalvermoë word refleksief en/of deursigtig, en daarom word die temperatuur van die omgewing gedeeltelik deur die voorwerp gereflekteer of word die lig deur die voorwerp gestuur. As die voorwerpe kouer as die omgewing is, sal die uitkoms moontlik omgekeer wees. Die verkeerde keuse van uitstraalvermoë en deur nie omgewingstemperture in ag te neem nie, sal dus inkorrekte resulate tot gevolg hê wanneer infrarooikameras gebruik word.

## Toepassings
Infrarooistraling word  op talle terreine gebruik. Daar is nywerheids-, wetenskaplike, militêre, handels-, militêre en mediese toepassings. Hier onder is 'n paar:

### Nagsig
thumb|180px|Aktiewe-infrarooinagsig: Die kamera verlig die toneel by infrarooigolflengtes wat onsigbaar vir die menslike oog is. Ondanks 'n donker toneel wat van agter belig is, kan detail met aktiewe-infrarooinagsig gesien word (op die monitor).

Infrarooi word in nagsigtoerusting gebruik wanneer daar onvoldoende lig is om te kan sien. Nagsigtoestelle werk deur middel van 'n proses waardeur omringende ligfotone in elektrone omgeskakel word. Dié word dan deur 'n chemiese en elektriese proses versterk en terug in sigbare lig omgeskakel.

### Verhitting
thumb|220px|Infrarooihaardroërs vir haarsalonne (omstreeks die 2010's).

Infrarooistraling kan as 'n verhittinsgbron gebruik word. Dit word byvoorbeeld in infrarooisaunas gebruik om mense binne-in te verhit. Dit kan ook gebruik om ys van 'n vliegtuig se vlerke te laat smelt.

Dit word ook nou gewild in die nywerheid, in prosesse soos die vorming van plastiek en die droogmaak van afdrukke.

### Verkoeling
'n Verskeidenheid soorte tegnologie of voorgestelde soorte tegnologie maak van infrarooistraling gebruik om geboue en ander stelsels af te koel. Die LWIR- (8-15&nbsp;μm)-streek is veral nuttig hiervoor omdat 'n deel van die straling by dié golflengtes in die ruimte in kan ontsnap deur die atmosfeer se infrarooivenster, 'n streek waar daar relatief min absorpsie van termiese straling van die Aarde af is. Dit is hoe passiewe dagstralings-verkoelingsoppervlakke in staat is om vlakke onder omringende verkoelingstemperature onder direkte sonkragintensiteit te bereik. Dit verbeter aardse hittevloei na die buitenste ruimte met geen energieverbruik of besoedeling nie. Sulke oppervlakke maksimeer kortgolfsonweerkaatsing om hittetoename te verminder terwyl dit hitteoordrag deur langgolfinfrarooi-termiesestraling handhaaf.

Wanneer dit op 'n wêreldwye skaal voorgestel word, is hierdie verkoelingsmetode genoem as 'n moontlike manier om aardverwarming te vertraag en selfs om te keer, met sommige ramings wat 'n globale oppervlaktedekking van 1-2% voorstel om globale hittestrome te balanseer.

### Kommunikasie
IR-dataoordrag word ook gebruik in kortafstandkommunikasie tussen rekenaarrandapparatuur en persoonlike digitale assistente. Dié toestelle voldoen gewoonlik aan standaarde gepubliseer deur ​​die Infrarooi Datavereniging (IrDA). Afstandbeheerders en IrDA-toestelle gebruik infrarooiliguitstralende diodes (LED's) om infrarooistraling uit te gee wat deur 'n lens gekonsentreer kan word in 'n straal wat die gebruiker na die detektor rig. Die straal kan aan- en afgeskakel word volgens 'n kode wat die ontvanger interpreteer. Gewoonlik word baie naby-IR (onder 800&nbsp;nm) om praktiese redes gebruik. Dié golflengte word goed bespeur deur goedkoop silikonfotodiodes, wat die ontvanger gebruik om die bespeurde straling in 'n elektriese stroom om te skakel. Dié elektriese sein word deur 'n hoëdeurlaatfilter gevoer wat die vinnige pulsasies as gevolg van die IR-sender behou, maar die stadig veranderende infrarooistraling van omgewingslig uitfiltreer. Infrarooikommunikasie is nuttig vir binnenshuise gebruik in gebiede met 'n hoë bevolkingsdigtheid: IR dring nie deur mure nie en meng dus nie in met ander toestelle in aangrensende kamers nie. Infrarooi is die algemeenste manier vir afstandbeheerders om toestelle te beheer.

Infrarooilasers word gebruik om die lig vir stelsels vir optieseveselkommunikasie te verskaf. Golflengtes rondom 1&nbsp;330&nbsp;nm (minste verstrooiing) of 1&nbsp;550&nbsp;nm (beste transmissie) is die beste keuses vir standaardsilikavesels.

Die IR-dataoordrag van oudioweergawes van gedrukte tekens word nagevors as 'n hulpmiddel vir gesiggestremde mense.

### Sterrekunde
[thumb|220px|[Beta Pictoris en sy planeet, Beta Pictoris&nbsp;b, die ligblou kol naby die middel, in infrarooi. Dit kombineer twee foto's; die binneste skyf is by 3,6&nbsp;μm.]]

Sterrekundiges neem ruimtevoorwerpe in die infrarooideel van die elektromagnetiese spektrum waar deur middel van optiese komponente soos spieëls, lense en digitale detektors. Wanneer 'n foto geneem word, moet die komponente van die infrarooiteleskope versigtig van hittebronne afgeskerm word en die detektors word met vloeibare helium verkil.

Die sensitiwiteit van aardgebaseerde teleskope is aansienlik beperk weens waterdamp in die atmosfeer, wat 'n deel van die infrarooistraling uit die ruimte absorbeer. Ruimteleskope is nie aan dié beperking onderworpe nie, en die buitenste ruim word dus beskou as die ideale plek vir infrarooisterrekunde.

Die infrarooi deel van die spektrum het verskeie voordele vir sterrekundiges. Koue, donker molekulêre wolke van gas en stof in die Melkweg sal in infrarooi gloei omdat hulle bestraal word deur die sterre in hulle. Infrarooi kan ook gebruik word om protosterre te bespeur voordat hulle sigbare lig begin uitstraal. Sterre straal 'n kleiner deel van hulle energie in die infrarooispktrum uit, en nabygeleë koel voorwerpe soos planete kan dus makliker waargeneem word. (In die sigbareligspektrum sal die gloed van die ster die weerkaatste lig van die planeet verdoof.)

Infrarooilig is ook nuttig in die waarneming van die kern van aktiewe sterrestelsels, wat dikwels vol gas en stof is. Verafgeleë sterrestelsels met 'n groot rooiverskuiwing is ook beter in infrarooi waarneembaar.

### Kunsbewaring en -ontleding
[thumb|180px|'n Infrarooi-reflektogram van die *[Mona Lisa* deur Leonardo da Vinci.]]

Infrarooi-reflektografie kan op skilderye toegepas word om onderliggende lae op 'n nievernietigende wyse te openbaar, veral die riglyne wat die kunstenaar geteken het. Kunsbewaarders gebruik die tegniek om te ondersoek hoe die sigbare lae verf verskil van die lae tussenin (sulke veranderings word "pentimenti" genoem wanneer dit deur die oorspronklike kunstenaar gemaak word). Dit is baie nuttige inligting om te besluit of 'n skildery die oorspronklike weergawe of 'n kopie is, en of dit deur oorentoesiastiese restoureerwerk verander is. 

Hoe meer pentimenti, hoe waarskynliker is dit oor die algemeen dat 'n skildery die eerste weergawe is. Dit gee ook nuttige insigte in werkpraktyke. Reflektografie onthul dikwels die kunstenaar se gebruik van koolswart, wat goed na vore kom in reflektogramme, solank dit nie ook in die basis onder die hele skildery gebruik is nie.

Onlangse vordering in die ontwerp van infrarooisensitiewe kameras maak dit moontlik om nie net onderskilderye en pentimenti te ontdek en uit te beeld nie, maar hele skilderye wat later deur die kunstenaar oorgeverf is. Noemenswaardige gevalle is Picasso se *Vrou wat Stryk* en *Blou Kamer*, waar in albei gevalle 'n portret van 'n man sigbaar gemaak is onder die skildery soos dit vandag bekend is.

Soortgelyke maniere word deur bewaarders en wetenskaplikes gebruik op verskillende soorte voorwerpe, veral baie ou geskrewe dokumente soos die Dooie See-rolle. Koolstofswart wat in ink gebruik word, kan ook baie goed vertoon.

### Gesondheidsgevaar
Sterk infrarooibestraling in sekere hoëhitte-instellings in die nywerheid kan gevaarlik vir die oë wees: Dit kan tot oogskade of blindheid lei. Aangesien die bestraling onsigbaar is, moet 'n spesiale IR-bestande bril op sulke plekke gedra word.

## Geskiedenis
[thumb|140px|[William Herschel.]]
[thumb|140px|[Samuel Langley.]]

Enkele hoogtepunte in die geskiedenis van infrarooi:

*Die bestaan van infrarooilig is in 1800 deur die sterrekundige William Herschel ontdek. Hy het die temperatuur van ’n spektrum wat deur ’n prisma val, met ’n termometer gemeet en vasgestel die temperatuur in die rooi deel van die spektrum is hoër as in die blou deel. In die deel onder die rooi het hy ’n nog hoër temperatuur gemeet en tot die gevolgtrekking gekom dat in dié deel van die spektrum lig bestaan wat nie vir die menslike oog sigbaar is nie. Hoewel infrarooi 'n vorm van ligenergie is, kan dit nie deur die menslike blote oog waargeneem word nie. Infrarooi beteken "onder rooi", want die frekwensie van infrarooistraling is net laer as dié van rooi lig.

*In 1840 het John Herschel die eerste termiese beeld gemaak. Dit is 'n termogram genoem.

*In 1878 het Samuel Langley die eerste bolometer uitgevind. Dit is 'n toestel wat klein temperatuurwisselings kan meet en dus die krag van ver-infrarooibronne.

*In 1945 is die Zielgerät 1229 "Vampir"-infrarooiwapenstelsel bekend gestel. Dit was die eerste draagbare infrarooitoestel vir militêre gebruik.

* In 1978 het infrarooibeeldsterrekunde mondig geword. Sterrewagte is beplan en Nasa se Infrarooiteleskoopgerief (IRTF) is op die berg Mauna Kea geopen.

*Op 14 Februarie 2013 het navorsers 'n neurale inplantaat ontwikkel wat rotte die vermoë gee om infrarooilig aan te voel. Dit was die eerste keer dat nuwe vermoëns aan lewende wesens gegee is, in plaas daarvan om bloot bestaande vermoëns te vervang of aan te vul.

## Sien ook
*Infrarooispektroskopie
*Naby-infrarooispektroskopie

## Verwysings
## Skakels
* Die geskiedenis van infrarooi
* Hoe om ’n infrarooiopvangtoestel te bou om rekenaars van ’n afstand te beheer
* ’n Verduideliking van infrarooi (Nasa) 
* 
* 15px Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse Wikipedia