Che cos'è un termometro a infrarossi?

I termometri a infrarossi sono dispositivi utilizzati per misurare a distanza la temperatura in situazioni in cui non è possibile essere in contatto fisico con l'oggetto da misurare. Ciò include oggetti molto caldi, molto piccoli o molto lontani. I termometri a infrarossi sono anche adatti per misurare oggetti che sono particolarmente inclini a minime variazioni di temperatura o che coprono vaste aree facendo uso di termometri convenzionali poco pratici.

Variabile nel design e nelle dimensioni - che vanno da qualcosa che si adatterebbe nel palmo della mano a 200 libbre. dispositivo a forma di telescopio - i termometri a infrarossi sfruttano il fatto che, sopra lo zero assoluto, tutti gli oggetti emettono radiazioni elettromagnetiche o energia. Misurando l'energia emessa dagli oggetti in due diverse regioni di lunghezza d'onda della parte infrarossa dello spettro, i termometri a infrarossi confrontano internamente le diverse letture in un rapporto che corrisponde a un insieme noto di valori che collegano la distribuzione di energia con la lunghezza d'onda alla temperatura.

Le misurazioni della temperatura a infrarossi sono state effettuate già a metà del XIX secolo, ma si sono rivelate poco affidabili. La precisione non migliorò fino a quando il fisico Max Planck (1858-1947) ipotizzò alla fine del secolo che le radiazioni non fossero emesse in un'onda continua attraverso lo spettro, come era stato ampiamente ipotizzato. Invece, ha scoperto che è stato emesso in multipli di numero intero di 6,625 x 10-34 joule-sec - ora denominato "Costante di Planck" - rendendo necessario rivedere la tecnica di misurazione. Sono necessarie due letture perché alcune proprietà come la riflettività, la consistenza e la sensibilità della lunghezza d'onda possono degradare la precisione.

Nel prendere una lettura della temperatura a infrarossi della luna, un esempio semplificato userebbe un telescopio collegato a un rivelatore a infrarossi, che converte la radiazione infrarossa in corrente o tensione elettrica. Poiché due diversi filtri a infrarossi vengono posizionati in sequenza sull'obiettivo, il rilevatore registra due letture diverse. Una lettura viene quindi divisa in un'altra e il numero risultante corrisponde a una temperatura che può essere trovata nelle tabelle di valori esistenti per l'equazione di Planck. Va notato che nel tentativo di accertare la temperatura di un corpo grande e distante come la luna, è necessario assicurarsi che la sua intera immagine riempia l'area del sensore del rivelatore a infrarossi, affinché il vuoto freddo dello spazio influenzi la lettura.