什么是红外线

红外线属于电磁波大家庭，指的是波长介于微波与可见光之间的电磁波。红外线的波长在1mm到760纳米（nm）之间，比可见光中红光的长。

红外线是用肉眼看不到的，红外线的频率相对小，折射时的偏折能力相对弱，单个光子的能量小，难以使金属发生光电效应。

高于绝对零度（-273.15℃）的物质都可以产生红外线。现代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。红外线含热能，太阳的热量主要通过红外线传到地球。

下面我们来对红外线进行具体的解析。对红外线的理解同学们最好借助这篇文章紫外线来对比理解。

红外线与电磁波谱

儿童属于人类，老人也属于人类。红外线与电磁波的关系，就是儿童与人类的关系，即红外线属于电磁波大家庭。

如果按照年龄划分，人类大致可以划分为婴儿、儿童、少年、青年、中年、老年。

电磁波大家庭的划分，称之为电磁波谱，其划分也是依赖类似年龄的物理量，频率。

按照频率的划分，电磁波谱大家庭成员如下图所示：

频率由高到低，电磁波谱可划分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。

红外线的频率

由上面电磁波谱图像可知，红外线的频率小。

可见光包括七彩光，颜色有：红橙黄绿蓝靛紫，这也是按照频率有小到大排列的。对比可见光，在电磁波谱中红外线是比红光还要靠左的光，即红外线的频率比可见光中的红光更小。

当然了，红外线的频率比紫外线更低。

红外线的波长

我们在学机械振动机械波的时候提到了波长、频率与波速的关系式：v=λf，即波速等于波长乘以频率。

所有电磁波的传播速度都是光速c，因此有c=λf，所以波长与频率时成反比例的。上面我们知道了红光的频率相对较小，因此其波长大。

红外线的波长是要大于紫外线的。

红外线的两大效应

这里，我们从高考物理应试的角度来分析常考到的红外线两大效应。红外线两大效应分别是：

（1）红外线的热效应

日常生活中的典型应用就是：红外线加热（微波炉）

（2）红外线的信号传输特点

日常生活中的典型应用就是：红外线遥控（电视机遥控器）

红外线的产生机理

红外线是由原子外层电子激发跃迁产生的。

红外线的折射率

说红外线的折射率其实是不对的，不科学的，因为只有介质才有折射率。比如，我们物理有实验是测量玻璃砖的折射率。不同频率的光，对应着不同的颜色，这些光通过相同的介质，偏折程度是不同的。红外线的折射效果比较差。而紫光的折射效果比较强。

光的色散的本质就是不同光对玻璃的折射程度不同。

红外线光子能量

根据物理公式ε=hf，其中h为普朗克常量。

由公式可知，光子的能量与频率成正比例，频率大的光子能量更大。

相对而言，红外线光子的能量小，而紫外线的能量大。

红外线与波粒二象性

红外线更容易显示出波动性，而紫外线更容易显示出粒子性。

在电磁波谱中，频率越小，波动性就越明显，而频率越大，粒子性就明显。这一点请看文章波粒二象性。

红外线与紫外线的特点对比

红外线的波长更长，折射能力弱，频率小，光子能量小，不容易发生光电效应，波动性强而粒子性差。

紫外线的波长更短，折射能力强，频率大，光子能量大，更容易发生光电效应，波动性差而粒子性强。

红外线与光电效应

光电效应公式为：hf=W+Ek；

上述公式的理解是：单色光照射金属板，只要光子的能量足够大，可以激发出金属中的电子来。

在能量上满足，光子的能量，等于逸出功与电子最大初动能之和。通过公式可以看出，频率越大的光子，能量越大，越容易激发出金属表面的电子来。

因此，红光难以发生光电效应，而紫光由于频率大，能量大，更容易发生光电效应。