Radiasi inframerah (IR), atau cahaya inframerah, adalah jenis energi radiasi yang tidak terlihat oleh mata manusia tetapi dapat kita rasakan sebagai panas. Semua benda di alam semesta memancarkan beberapa tingkat radiasi IR, tetapi dua sumber yang paling jelas adalah matahari dan api.
IR adalah jenis radiasi elektromagnetik, rangkaian frekuensi yang dihasilkan ketika atom menyerap dan kemudian melepaskan energi. Dari frekuensi tertinggi ke terendah, radiasi elektromagnetik mencakup sinar gamma, sinar-X, radiasi ultraviolet, cahaya tampak, radiasi inframerah, gelombang mikro, dan gelombang radio. Bersama-sama, jenis radiasi ini membentuk spektrum elektromagnetik.
Astronom Inggris William Herschel menemukan cahaya inframerah pada 1800, menurut NASA. Dalam percobaan untuk mengukur perbedaan suhu antara warna dalam spektrum yang terlihat, ia menempatkan termometer di jalur cahaya dalam setiap warna spektrum yang terlihat. Dia mengamati peningkatan suhu dari biru menjadi merah, dan dia menemukan pengukuran suhu yang bahkan lebih hangat di luar ujung merah dari spektrum yang terlihat.
Dalam spektrum elektromagnetik, gelombang inframerah terjadi pada frekuensi di atas gelombang mikro dan tepat di bawah gelombang cahaya merah, oleh karena itu dinamakan "inframerah." Gelombang radiasi infra merah lebih panjang daripada cahaya tampak, menurut California Institute of Technology (Caltech). Frekuensi IR berkisar dari sekitar 3 gigahertz (GHz) hingga sekitar 400 terahertz (THz), dan panjang gelombang diperkirakan berkisar antara 1.000 mikrometer (μm) dan 760 nanometer (2,9921 inci), meskipun nilai-nilai ini tidak pasti, menurut NASA.
Mirip dengan spektrum cahaya tampak, yang berkisar dari ungu (panjang gelombang cahaya tampak terpendek) hingga merah (panjang gelombang terpanjang), radiasi inframerah memiliki kisaran panjang gelombang sendiri. Gelombang "inframerah dekat" yang lebih pendek, yang lebih dekat ke cahaya tampak pada spektrum elektromagnetik, tidak memancarkan panas yang terdeteksi dan merupakan apa yang dikeluarkan dari remote control TV untuk mengubah saluran. Gelombang "inframerah jauh" yang lebih panjang, yang lebih dekat ke bagian gelombang mikro pada spektrum elektromagnetik, dapat dirasakan sebagai panas yang intens, seperti panas dari sinar matahari atau api, menurut NASA.
Radiasi IR adalah salah satu dari tiga cara perpindahan panas dari satu tempat ke tempat lain, dua lainnya adalah konveksi dan konduksi. Semuanya dengan suhu di atas sekitar 5 derajat Kelvin (minus 450 derajat Fahrenheit atau minus 268 derajat Celcius) memancarkan radiasi IR. Matahari mengeluarkan setengah dari total energinya sebagai IR, dan sebagian besar cahaya tampak bintang diserap dan dipancarkan kembali sebagai IR, menurut University of Tennessee.
Penggunaan rumah tangga
Peralatan rumah tangga seperti lampu panas dan pemanggang roti menggunakan radiasi IR untuk mengirimkan panas, seperti halnya pemanas industri seperti yang digunakan untuk pengeringan dan pengeringan bahan. Lampu pijar mengubah hanya sekitar 10 persen dari input energi listriknya menjadi energi cahaya tampak, sedangkan 90 persen lainnya dikonversi menjadi radiasi inframerah, menurut Badan Perlindungan Lingkungan.
Laser inframerah dapat digunakan untuk komunikasi point-to-point pada jarak beberapa ratus meter atau yard. Kontrol jarak jauh TV yang mengandalkan radiasi infra merah menembakkan pulsa energi IR dari light-emitting diode (LED) ke penerima IR di TV, menurut How Stuff Works. Penerima mengubah pulsa cahaya menjadi sinyal listrik yang memerintahkan mikroprosesor untuk menjalankan perintah yang diprogram.
Penginderaan inframerah
Salah satu aplikasi paling berguna dari spektrum IR adalah dalam penginderaan dan deteksi. Semua benda di Bumi memancarkan radiasi IR dalam bentuk panas. Ini dapat dideteksi oleh sensor elektronik, seperti yang digunakan pada kacamata night vision dan kamera inframerah.
Contoh sederhana dari sensor semacam itu adalah bolometer, yang terdiri dari teleskop dengan resistor suhu-sensitif, atau termistor, pada titik fokusnya, menurut University of California, Berkeley (UCB). Jika benda hangat masuk ke bidang pandang instrumen ini, panas menyebabkan perubahan tegangan pada termistor yang terdeteksi.
Kamera night vision menggunakan versi bolometer yang lebih canggih. Kamera-kamera ini biasanya berisi chip pencitraan charge-coupled device (CCD) yang sensitif terhadap cahaya IR. Gambar yang dibentuk oleh CCD kemudian dapat direproduksi dalam cahaya tampak. Sistem ini dapat dibuat cukup kecil untuk digunakan dalam perangkat genggam atau kacamata penglihatan malam yang dapat dipakai. Kamera juga dapat digunakan untuk pemandangan senjata dengan atau tanpa penambahan laser IR untuk penargetan.
Spektroskopi inframerah mengukur emisi IR dari bahan pada panjang gelombang tertentu. Spektrum IR suatu zat akan menunjukkan penurunan dan puncak karakteristik ketika foton (partikel cahaya) diserap atau dipancarkan oleh elektron dalam molekul saat transisi elektron antara orbit, atau tingkat energi. Informasi spektroskopi ini kemudian dapat digunakan untuk mengidentifikasi zat dan memonitor reaksi kimia.
Menurut Robert Mayanovic, profesor fisika di Missouri State University, spektroskopi inframerah, seperti spektroskopi Fourier transform infrared (FTIR), sangat berguna untuk berbagai aplikasi ilmiah. Ini termasuk studi tentang sistem molekuler dan bahan 2D, seperti graphene.
Astronomi inframerah
Caltech menggambarkan astronomi inframerah sebagai "deteksi dan studi radiasi infra merah (energi panas) yang dipancarkan dari benda-benda di alam semesta." Kemajuan dalam sistem pencitraan CCD IR memungkinkan pengamatan mendetail tentang distribusi sumber IR di ruang angkasa, mengungkapkan struktur kompleks dalam nebula, galaksi, dan struktur skala besar alam semesta.
Salah satu keuntungan dari pengamatan IR adalah dapat mendeteksi objek yang terlalu dingin untuk memancarkan cahaya tampak. Ini telah mengarah pada penemuan benda-benda yang sebelumnya tidak diketahui, termasuk komet, asteroid, dan awan debu antarbintang kecil yang tampaknya lazim di seluruh galaksi.
Astronomi IR sangat berguna untuk mengamati molekul gas dingin dan untuk menentukan susunan kimiawi partikel debu dalam medium antarbintang, kata Robert Patterson, profesor astronomi di Missouri State University. Pengamatan ini dilakukan dengan menggunakan detektor CCD khusus yang sensitif terhadap foton IR.
Keuntungan lain dari radiasi IR adalah bahwa panjang gelombangnya yang lebih panjang berarti tidak menyebarkan sebanyak cahaya tampak, menurut NASA. Sedangkan cahaya tampak dapat diserap atau dipantulkan oleh partikel-partikel gas dan debu, semakin lama gelombang IR mengelilingi penghalang kecil ini. Karena sifat ini, IR dapat digunakan untuk mengamati objek yang cahayanya tertutup oleh gas dan debu. Benda-benda tersebut termasuk bintang-bintang yang baru terbentuk yang tertanam di nebula atau pusat galaksi Bumi.
Artikel ini diperbarui pada 27 Februari 2019, oleh kontributor Live Science, Traci Pedersen.
