Una varietà di luce non visibile all'occhio umano, collocata al di sotto
del rosso che è il primo tra i colori dello spettro visibile. Il rosso
ha la lunghezza d'onda maggiore tra quelle dei vari colori visibili, cioè
700 nanometri, miliardesimi di metro. Gli infrarossi iniziano appena al
di sotto di questo confine, diciamo intorno ai 750 nanometri, e arrivano
fino a 1 millimetro, cioè 1 milione di nanometri. Durante il secolo scorso,
l'astronomo inglese William Herschel scoprì l'esistenza di un'energia
radiante collocata al di sotto della luce visibile, vicino alla zona del
rosso. La scoperta avvenne durante un esperimento che serviva a determinare
il potere riscaldante della luce del sole. Servendosi di un prima trasparente,
Herschel scompose la luce solare nei singoli colori dell'iride e misurò
la temperatura di ciascuno per mezzo di un termometro. L'emanazione di
calore iniziava già nella fascia del violetto e aumentava nel blu, nel
verde, nel giallo e nell'arancione fino a raggiungere il suo massimo nel
rosso, ma Herschel scoprì che il calore permaneva anche al di sotto del
rosso, dove non c'era nessuna luce visibile. Anzi, continuava ad aumentare
a mano a mano che ci si allontanava dal rosso. In seguito si scoprì che
tutti i corpi che hanno una temperatura superiore allo zero assoluto (0
gradi Kelvin, ossia -273 gradi centigradi) emettono una certa quantità
di radiazione elettromagnetica nel campo dell'infrarosso. Al crescere
della temperatura aumenta anche la quantità di emissione a tutte le lunghezze
d'onda, perciò quando si arriva all'altissima temperatura raggiunta dal
filamento di una lampadina oppure da un metallo arroventato, l'emissione
diventa visibile. La superficie del sole si trova a 5.900 gradi Kelvin
e, per convenzione generale, si definisce luce diurna o solare quella
luce che viene prodotta da un corpo riscaldato a 5.500 gradi oppure qualsiasi
altra luce di caratteristiche equivalenti. Tutte le pellicole fotografiche
per uso esterno sono tarate su questa temperatura e lo stesso vale per
i flash. Non c'è bisogno di surriscaldare per ottenere raggi infrarossi.
Anche gli oggetti a temperatura ambiente emanano un qualche tipo di radiazione
infrarossa, utilizzabile per "vederli" nel buio. La gamma dei raggi infrarossi
è molto ampia e parte dal confine inferiore della luce visibile per arrivare
fino alle onde radio. Per praticità questa grande gamma è stata ulteriormente
suddivisa in gruppi, usando come criterio la lunghezza d'onda (cioè la
distanza tra il picco di due onde consecutive). I confini di queste suddivisioni
cambiano a seconda di chi è il classificatore. Per il fisico, che codifica
il fenomeno in modo sistematico, esistono quattro bande. La prima si chiama
infrarosso vicino e va da 750 a 1.500 nanometri, ossia miliardesimi di
millimetro; contiene la fotografia a infrarosso che copre una parte del
rosso visibile per arrivare fino a 1.350 nanometri e contiene l'infrarosso
prodotto dal sole. La seconda si chiama infrarosso medio e va da 1.500
a 6.000 nanometri (cioè da 1,5 a 6 micron); comprende l'emissione prodotta
da tutti gli oggetti molto caldi, ma non incandescenti, come un ferro
da stiro o qualsiasi altro oggetto con temperature attorno ai 400 gradi
centigradi. La terza fascia si chiama infrarosso lontano e va da 6 a 40
micron; contiene l'acqua bollente e il vapore con temperatura inferiore
ai 200 gradi centigradi, più qualsiasi altro corpo a temperatura ambiente.
La quarta banda si chiama infrarosso estremo e va da 40 micron a 1 millimetro,
dove iniziano le microonde. Per le applicazioni militari e industriali
dell'infrarosso si definiscono invece altre tre zone, che tengono conto
della facilità con cui la radiazione infrarossa può essere percepita nell'atmosfera.
Accade infatti che alcune lunghezze d'onda siano quasi completamente assorbite
dall'aria ed esistano perciò tre gamme ben distinte in cui la radiazione
è visibile attraverso sensori elettronici e ottici. La prima gamma si
chiama SWIR (Short Wavelenght InfraRed) e contiene le emissioni da 1 a
3 micron, le più facili da vedere e presenti anche all'interno dell'illuminazione
solare. La seconda gamma si chiama MWIR (Medium Wavelenght InfraRed) e
va da 3,3 a 5 micron; viene trasmessa quasi al 100% nell'atmosfera con
il vantaggio di avere molto meno rumore di fondo, visto che le emissioni
dirette dal sole in questo campo sono deboli. La terza gamma si chiama
LWIR (Long Wavelenght InfraRed) e va dagli 8 ai 14 micron, con una quasi
totale trasmissibilità nella sotto-fascia che va da 9 a 12 micron. Offre
visibilità eccellente per gran parte degli oggetti presenti sulla superficie
terrestre.
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