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赤外線(せきがいせん、)は、可視光線の赤色より波長が長く(周波数が低い)、電波より波長の短い電磁波のことである。ヒトの目では見ることができない光である。英語の"infrared"は「赤より下」の意である。

◆ 赤外線の種類

赤外線は赤色光よりも波長が長く、ミリ波長の電波よりも波長の短い電磁波全般を指し、波長ではおよそ

0.7μm 〜 1mm(=1000μm)に分布する。すなわち、可視光線と電波の間に属する電磁波と言える。

赤外線は波長によって、近赤外線、中赤外線、遠赤外線に分けられる。波長区分は、学会によって微妙に違う。下記の区分はその一例である(例えば天文学では10μmくらいまでが中赤外線として扱われることが多い)。

◇ 近赤外線

近赤外線は、およそ0.7〜2.5μmの可視光(赤)にほど近い電磁波。可視光線に近い性質を持つため、「見えないが、可視光線に似た性質の光」として応用されている。

これらの光は、直接肉眼で見ることはできないが、デジタルカメラやビデオカメラのモニターなどで見ることができる。これを利用し、セキュリティ用CCDカメラの夜間光源などに利用される。

他にも、IrDAなどの赤外線通信や、リモコンなどに多く取り入れられている。これらは主に、赤外線LEDが光源として利用されている。

皮膚への浸透深度は近赤外線域では数mm(最大6mm)である。短波長側(0.7μm 〜 0.8μm)の近赤外光は静脈認証[外部リンク] マイクロソフト Enterprise Web「IT先進企業 日立製作所」や医療用の一部の検査装置[外部リンク] 近赤外線トポグラフィによる脳機能計測(一例)などに利用される。静脈認証は静脈血内のヘモグロビンが近赤外光を強く吸収する性質を利用している[外部リンク] 実用化が進む生体認証技術静脈認証技術とその適用事例(沖電気)。

◇ 中赤外線

中赤外線は、およそ2.5〜4μmの電磁波。近赤外線の一部として分類されることもある。

赤外分光の分野では、単に赤外というとこの領域を指すことが多い。

1300〜650 cm⁻¹ の領域は指紋領域と呼ばれ、物質固有の吸収スペクトルが現れるため、化学物質の同定に用いられる。

◇ 遠赤外線

遠赤外線は、およそ4〜1000μmの電磁波である。電波に近い性質も持つ。

赤外線は物体からは必ず放射されている(黒体放射)。すなわち熱線としての性質を持ち、高い温度の物体ほど赤外線を強く放射する。また、放射のピークの波長は温度に反比例する。室温20℃の物体が放射する赤外線のピーク波長は10μm程度である。

熱線として調理や暖房など加熱機器に利用される。

ただし、遠赤外線の効果を謳う商品の中には、科学的に実証されておらず疑似科学にすぎない商品(浄水器、燃費改善剤など)もある。

水は遠赤外線よりも近赤外線を強く吸収するが、いずれの波長も数mm以上は透過しない[外部リンク] 赤外線の話図5 膜厚が異なる水膜の赤外吸収スペクトル。「遠赤外線は体の内部まで浸透し内側から温める」と言われることがあるが、間違いである[外部リンク] 社団法人遠赤外線協会「遠赤外線とは?・遠赤外線技術」。

◆ 特性

赤外線は大気に吸収され、その一部が地上に届く。

◆ 用途

◇輻射暖房

多くの暖房器具は輻射を利用するが、暖房効果における輻射の比率には大小がある。主に輻射による暖房器具として、こたつ、電気ストーブなどがある。

輻射には可視光と赤外線とがあり、輻射体の温度が低いほど赤外線の比率が高い。ピーク波長が赤外線となる、つまりおよそ赤外線が主になる温度は7353℃以下である。燃焼を使う器具は温度が高いため可視光の比率が多いが、温度の低い触媒燃焼を利用する器具もある。

◇ 赤外線カメラ

近赤外線に感光する赤外線フィルムやカメラなど映像装置を用いることで、特殊なメリットを得ることができる。

・ 赤外線は可視光に比べて波長が長いため散乱しにくい性質があり、煙や薄い布などを透過して向こう側の物体を撮影するために用いることができる。

・ あくまで光であるため、近赤外線光が当たっていない物体は写らず認識できない。一方で、赤外線は目に見えないため、外部に近赤外線光源を持つことで、被写体に気付かれることなく夜間などでも撮影することができる。100m先の物体を照らすことのできる光源も存在する。

・ これらの利点から、軍事用の暗視スコープでも利用されている。ライトや星から放たれるわずかな可視光線・近赤外線を増幅し、明瞭な画像を得るものである(暗視装置、ナイトビジョン参照)。

赤外線カメラは、可視光をシャットアウトする赤外線フィルタを通して用いる。なお赤外線は可視光と比べてガラスに対する屈折率も小さいため、撮影の際には焦点距離を大きく取る必要があるものもある。そのため、一部のレンズについては通常の光で焦点を合わせた後、赤外線でピントを合わせるための目印を付けたものもある。なお、その特長を悪用して、水着を透かして撮るなどの盗撮行為が可能となっている。その為、赤外線に透けない素材の使用を売りにした水着も販売されている。

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