Infrarouge - Définition

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Image infrarouge de longueur d'onde moyenne d'un petit chien en fausse couleur.
Image infrarouge de longueur d'onde moyenne d'un petit chien en fausse couleur.

Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du...) mais plus courte que celle des micro-ondes.

Le nom signifie " en-deçà du rouge " (du latin infra : " en-deçà de "), le rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...) étant la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...) de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) la plus longue de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) visible. Cette longueur d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation...) est comprise entre 700 nm et 1 mm.

Les infrarouges sont souvent subdivisés en IR proches (0,7-5 μm), IR moyens (5-30 μm) et IR lointains (30-1 000 μm). Toutefois cette classification n'est pas précise, chaque domaine d'utilisation ayant sa propre idée de la frontière (Une frontière est une ligne imaginaire séparant deux territoires, en particulier deux...) entre les différents types.

Les infrarouges sont souvent associés à la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) car, à température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) normale, les objets émettent spontanément des radiations dans le domaine des infrarouges, la relation exacte étant donnée (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) par la loi du rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...) du corps noir ; par ailleurs, le rayonnement infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde...) met en vibration les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) du corps qui les absorbe et donc élève sa température (transfert de chaleur par rayonnement). En première approximation (Une approximation est une représentation grossière c'est-à-dire manquant de...), la longueur d'onde du maximum d'émission d'un corps noir (En physique, un corps noir désigne un objet idéal dont le spectre électromagnétique ne dépend...) porté à une température absolue (L'absolue est un extrait obtenu à partir d’une concrète ou d’un...) T vaut 3670/T. Cela signifie qu'à température ambiante (T aux environs de 300 K), le maximum d'émission se situe aux alentours de 10 micromètres. Cela pose des problèmes spécifiques en astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) notamment, en raison du fond thermique (Un corps porté à une certaine température réémet un rayonnement dit de corps noir, dont le...) que cela occasionne.

Utilisations

Les infrarouges sont utilisés dans les équipements de vision de nuit quand la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de lumière visible est insuffisante pour voir les objets. Le rayonnement est détecté puis affiché sur un écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent...), les objets les plus chauds devenant aussi les plus lumineux. Il faut également ajouter comme utilisation, en plus de la vision de nuit, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) le domaine de la thermographie (L'AFNOR définit la thermographie comme la « technique permettant d'obtenir, au moyen...) infrarouge permettant de mesurer à distance et sans contact la température d'objets cibles.

Les infrarouges sont également utilisés dans le domaine militaire pour le guidage des missiles air-air ou anti-aériens : un détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change...) infrarouge guide alors le missile (Un missile est un projectile autopropulsé et guidé, constitué de :) vers la source de chaleur que constitue le (ou les) réacteurs de l'avion (Un avion, selon la définition officielle de l'Organisation de l'aviation civile internationale...) cible. De tels missiles peuvent être évités par des manoeuvres spéciales (alignement avec le soleil) ou par l'utilisation de leurres thermiques.

Une utilisation plus commune est leur usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) dans les commandes à distance (télécommandes), où ils sont préférés aux ondes radio, car ils n'interfèrent pas avec les autres signaux électromagnétiques comme les signaux de télévision (La télévision est la transmission, par câble ou par ondes radioélectriques, d'images ou de...). Dans ce domaine, il existe plusieurs codages des informations (RC5 pour Philips, SIRSC pour Sony, etc.). Les infrarouges sont aussi utilisés pour la communication (La communication concerne aussi bien l'homme (communication intra-psychique, interpersonnelle,...) à courte distance entre les ordinateurs et leur périphériques. Les appareils utilisant ce type de communication sont généralement conformes aux standards publiés par l'Infrared Data Association (IrDA).

La lumière utilisée dans les fibres optiques est généralement de l'infrarouge. Pour cette application, on exploite les longueurs d'onde où l'absorption ( En optique, l'absorption se réfère au processus par lequel l'énergie d'un photon est prise par...) propre du matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...) constituant la fibre (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se...) est minimale : 1,3 µm et 1,55 µm.

Ils sont très utilisés dans le domaine de la robotique ou dans les appareils nécessitant des transmissions de données à courtes distance sans obstacles.

En outre, la spectroscopie infrarouge (La spectroscopie infrarouge (parfois désignée comme spectroscopie IR) est une classe de...) est une des méthodes les plus efficaces (et une des plus répandues) pour l'identification des molécules organiques et inorganiques à partir de leurs propriétés vibrationnelles. En effet, le rayonnement infrarouge excite des modes de vibration (déformation, élongation) spécifiques de liaisons chimiques. La comparaison entre rayonnement incident et transmis à travers l'échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou...) suffit par conséquent à déterminer les principales fonctions chimiques présentes dans l'échantillon.

L'astronomie infrarouge est difficile à cause de l'atmosphère terrestre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'air sec se compose...). C'est pour cela que les astronomes envoient des satellites (Satellite peut faire référence à :) infrarouge : IRAS (1983; NASA (La National Aeronautics and Space Administration (« Administration nationale de...), Royaume Uni, Pays-Bas), ISO (1995; ESA), Wire (1999; USA, échec au lancement) , Spitzer (2003; ex-SIRTF, USA); ASTRO-F (2006 ; Japon) et le futur Herschel (2007 ?; ESA).

Histoire

Les infrarouges furent découverts en 1800 par William Herschel (William Herschel (né Friedrich Wilhelm Herschel) est un compositeur et astronome...), un astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) anglais d'origine allemande.

Herschel plaça un thermomètre (Un thermomètre est un appareil qui sert à mesurer et à afficher la valeur des...) à mercure dans le spectre obtenu par un prisme de verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...) afin de mesurer la chaleur propre à chaque couleur. Il trouva que la chaleur était la plus forte du côté du rouge du spectre, y compris là où il n'y avait plus de lumière. C'était la première expérience montrant que la chaleur pouvait se transmettre par une forme invisible de lumière.

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