mini|Oko polovice Sunčevog zračenja emitira se u infracrvenom području. mini|300px|Slika psa u srednjem ("termalnom") infracrvenom području (temperatura je prikazana bojom).
mini|300px|β – Slikarski stalak viđena u infracrvenom spektru.
Infracrveno zračenje (lat. infra: ispod; kratica IR od eng. infrared) je elektromagnetsko zračenje valnih duljina približno između 0,8 μm i nekoliko stotina mikrometara. Otkrio ga je 1800. F. W. Herschel, zapazivši da u spektru Sunčeva zračenja, dobivenom s pomoću optičke prizme, najvišu temperaturu pokazuje područje koje se nastavlja na crveni dio vidljivoga spektra. Za ljudsko oko to je zračenje nevidljivo, ali se može osjetiti na koži kao osjećaj topline. Glavnina zračenja elektromagnetskih valova ljudskoga tijela je u infracrvenom području. Infracrveno zračenje nastaje kao posljedica sudara čestica pri pravocrtnom (translacijskome) gibanju, pri vibracijama kristalne rešetke čvrstih tijela kao i pri vibracijama i rotacijama kemijski vezanih atoma i atomskih skupina u molekulama organskih tvari i plinova, i to na svim temperaturama višima od apsolutne nule. Bogati su izvori takva zračenja sva užarena tijela (toplinsko zračenje), oko polovice Sunčeva zračenja emitira se u infracrvenome području.
Infracrvene zrake zovu se također toplinske zrake. One donose toplinu sa Sunca i vrlo su važne za život na Zemlji. Za toplinske zrake vrijede isti osnovni zakoni optike, koji vrijede i za zrake obične svjetlosti. Neka tijela propuštaju toplinske zrake, a neka ih apsorbiraju. Tijela, koja propuštaju toplinske zrake ne mogu se od njih ugrijati i zovu se dijatermna. Tijela, koja pak ne propuštaju toplinske zrake, od njih se ugriju i zovu se atermna. Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.
Pregled Infracrvena termografija ili termalno snimanje se dosta koristi u vojne i civilne svrhe. Vojna primjena uključuje za aktivno otkrivanje ciljeva u mraku, praćenje i otkrivanje neprijatelja, te za praćenje ciljeva na projektilima. Civilne primjene uključuju proučavanje stupnja termičkog iskorištenja objekata, daljinsko mjerenje temperature, bliske bezžične komunikacije, spektroskopiju i vremensku prognozu. Infracrvena astronomija koristi teleskope s IC osjetilima za otkrivanje područja koja su prekrivena prašinom, kao što su molekularni oblaci, za otkrivanje planeta i za gledanje objekata s velikim crvenim pomakom, koji potječu iz vremena nastajanja svemira. "IR Astronomy: Overview", publisher=NASA Infrared Astronomy and Processing Center, 2006.
Ljudsko tijelo normalno zrači s valnim duljinama otprilike 12 μm, kao što se može izračunati iz Wienovog zakona pomaka.
Spektroskopija infracrvenog zračenja (IR spektroskopija) koristi infracrveno zračenje kao medij proučavanja, koje emitiraju molekule zahvaljujući svojim vibracijama. Apsorbiranjem infracrvenog zračenja molekulske vibracije se pobuđuju, pa molekule počinju jače vibrirati. Zbog toga se infracrvena spektroskopija, zajedno s ramanovom spektroskopijom zove vibracijska spektroskopija. Slobodni atomi ne emitiraju infracrveno zračenje. Svaka molekula ima karakteristične vibracije, koje ovise o čvrstoćama veza i masama dijelova molekula koje vibriraju.Reusch William, 1999. "Infrared Spectroscopy", publisher=Michigan State University, 2006.
Različita područja infracrvenog zračenja mini|300px|Crtež atmosferske prozirnosti u dijelu infracrvenog zračenja mini|300px|Snop optičkih vlakana mini|300px|Uređaj za noćno gledanje mini|300px|Silikonska pločica s poliranjem kao ogledalo Infracrveno zračenje obuhvaća širok raspon elektromagnetskog zračenja, a kako osjetila pokrivaju samo određena područja IC spektra, postoje razne podjele koje detaljnije određuju područja.
Podjela prema CIE Međunarodna komisija za rasvjetu (CIE – franc. Commission internationale de l'éclairage) dijeli infracrveno zračenje u 3 područja: Henderson Roy, "Wavelength considerations", publisher=Instituts für Umform- und Hochleistungs, 2007. IC – A: 700 nm–1400 nm (0,7 µm – 1,4 µm) IC – B: 1400 nm–3000 nm (1,4 µm – 3 µm) IC – C: 3000 nm–1 mm (3 µm – 1000 µm) Ipak, najčešće se infracrveno zračenje dijele na 5 područja: Byrnes James: "Unexploded Ordnance Detection and Mitigation", publisher=Springer, 2009. Blisko infracrveno područje: (0,7 µm – 1,4 µm), to je područje određeno s apsorpcijom vodene pare. Obično se koristi za optička vlakna u telekomunikacijama, zbog malih gubitaka prigušenja silicijevog dioksida (SiO2). Za aktivno otkrivanje ciljeva u mraku, ovo je područje vrlo osjetljivo i koriste za naočale za noćno promatranje. Kratkovalno infracrveno područje: (1,4 µm – 3 µm), to je područje gdje se apsorpcija vodene pare jako povećava, na valnoj duljini 1450 nm. Područje od 1530 do 1560 nm je vrlo važno područje za telekomunikacije na velikim udaljenostima. Srednjevalno infracrveno područje: (3 µm – 8 µm), to je područje značajno što ima “atmosferski prozor” ili područje u kojem niti jedan staklenički plin ne upija Sunčevo toplinsko zračenje. Dugovalno infracrveno područje: (8 µm – 15 µm), to je područje “termalnog snimanja”, gdje se mogu dobiti najbolje IC slike, kada nema svjetlosti Sunca ili mjeseca. Daleko infracrveno područje: (15 µm – 1000 µm), to je područje značajno za daleki infracrveni laser.
Podjela prema ISO 20473 Međunarodna organizacija za standardizaciju u svom standard ISO 20473 dijeli infracrveno zračenje dijele na 3 područja: "ISO 20473:2007", publisher= ISO, 2007.
Oznaka Kratica Valna duljina Blisko infracrveno područje NIR 0,78 - 3 µm Srednje infracrveno područje MIR 3 - 50 µm Daleko infracrveno područje FIR 50 - 1000 µm
Astronomska podjela infracrvenog zračenja Astronomi dijeli infracrveno zračenje dijele na 3 područja:IPAC Staff: "Near, Mid and Far-Infrared", publisher=NASA ipac, 2007.
Oznaka Kratica Valna duljina Blisko infracrveno područje NIR (0,7-1) do 5 µm Srednje infracrveno područje MIR 5 do (25-40) µm Daleko infracrveno područje FIR (25-40) do (200-350) µm. Podmilimetarsko infracr. područje THz 100 do 1000 µm (1 mm).
Podjela prema elektronskim osjetilima Infracrveno zračenje se može podijeliti prema raznim elektronskim osjetilima, koji imaju odziv u tim područjima: Miller; Principles of Infrared Technology, Van Nostrand Reinhold, 1992. Blisko infracrveno područje: (0,7 µm – 1,0 µm), to je područje od kraja osjeta ljudskog oka do odziva silicija. Kratkovalno infracrveno područje: (1,0 µm – 3 µm), to je područje od odziva silicija do područja “atmosferskog prozora”. To područje pokriva poluvodič InGaAs na valnoj duljini oko 1,8 µm, a manje su osjetljive olovne soli. Srednjevalno infracrveno područje: (3 µm – 5 µm), to je područje “atmosferskog prozora”, i pokrivaju ga poluvodiči InSb, HgCdTe i djelomično PbSe. Dugovalno infracrveno područje: (8 µm – 12 µm ili 7 µm – 14 µm), pokrivaju ga poluvodiči HgCdTe i mikrobolometri. Vrlo dugovalno infracrveno područje: (12 µm – 30 µm), pokriva ga silicij s primjesama.
Podjela prema telekomunikacijskim područjima Infracrveno zračenje se dijeli u komunikacijama s optičkim vlaknima u 7 pojaseva: Ramaswami Rajiv, 2002. "Optical Fiber Communication: From Transmission to Networking", publisher=IEEE, 2006.
PojasOpisRaspon valnih duljinaO pojasIzvorni1260–1360 nmE pojasProšireni1360–1460 nmS pojasKratkovalni1460–1530 nmC pojasOsnovni 1530–1565 nmL pojasDugovalni1565–1625 nmU pojasJako dugovalni 1625–1675 nm
C – pojas prevladava za telekomunikacijske mreže na velike udaljenosti.
Toplinsko zračenje Infracrveno zračenje se često naziva toplinsko zračenje, jer mnogi vjeruju da toplina dolazi od IC zračenja. Ali to je zabluda, budući i da ostalo elektromagnetsko zračenje, čak i svjetlost, griju površine, koje ga upijaju. Infracrveno zračenje sa Sunca doprinosi oko 49% zagrijavanju Zemlje, dok ostalo je u vidljivom dijelu spektra i manji dio, oko 3% u ultraljubičastom dijelu spektra. Objekti koji imaju sobnu temperaturu, zrače u IC području, uglavnom od 8 do 25 µm valne duljine."Introduction to Solar Energy", publisher=Rodale Press, Inc., 1980.
Toplina je energija koja će ostvariti prijenos topline, ako postoji razlika temperatura. Toplina se može prenijeti kondukcijom topline ili provodljivošću, konvekcijom ili prenošenjem topline, i elektromagnetskim zračenjem, a to je jedini način kako se može prenijeti toplina u vakuumu. Glavnina ljudskog elektromagnetskog zračenja je u području infracrvenog zračenja. Neki su materijali prozirni za infracrveno zračenje, ali neprozirni za svjetlost, kao plastična crna vrećica. Neki su materijali prozirni za svjetlost, ali neprozirni i odbijaju infracrveno zračenje, kao staklo na naočalima. Pojam emisivnosti je vrlo važan za razumijevanje infracrvenog zračenja nekog objekta. To svojstvo materije uspoređuje toplinsko zračenje nekog objekta s toplinskim zračenjem idealnog crnog tijela. Drugim riječima, dva objekta koja imaju istu temperaturu, neće se pojaviti s jednakim intenzitetom na termalnoj slici; onaj koji ima veću emisivnost, će biti intenzivniji.McCreary Jeremy, 2004. "Infrared (IR) basics for digital photographers-capturing the unseen", publisher=Digital Photography For What It's Worth
Primjena Infracrvene grijalice služe za zagrijavanje prostorija, u medicini za dubinsko grijanje (na primjer paranazalnih sinusa ili dubokih infiltrata), u industriji za sušenje boja i lakova, a područja su primjene infracrvenoga zračenja meteorologija, mikroskopija, daljinsko upravljanje, sigurnosni i alarmni sustavi i slično. Infracrveno zračenje dijelom se apsorbira prolaskom kroz vodenu paru, ozon i ugljikov dioksid u atmosferi, ali se obično mnogo lakše probija kroz sredstva koja inače raspršuju vidljivo zračenje (sumaglica, zagađena atmosfera, međuzvjezdana prašina). Na tome se temelji primjena infracrvene fotografije (prvu snimio W. D. W. Abney, 1880.), koja osim toga omogućuje snimanje predmeta čak i u potpunome mraku na temelju razlike u toplini pojedinih dijelova predmeta. Zato se ona široko primjenjuje: u vojne svrhe (za pronalaženje i snimanje predmeta, osobito u mraku), u medicini (za lokalizaciju upalnih procesa i tumora), u industriji (defektoskopija), astronomiji (infracrvena astronomija), kriminalistici, u istraživanju starih umjetnina (za otkrivanje slika ispod površinskoga sloja boje), u daljinskim istraživanjima snimanjem iz zrakoplova ili satelita, npr. u geologiji za otkrivanje rudnih nalazišta. Spektrometrija infracrvenoga zračenja jedna je od najjačih instrumentalnih tehnika za proučavanje građe molekula i strukture tvari, osobito u analizi organskih spojeva.
Noćno gledanje Uređaji s noćno gledanje nam služe kada nemamo dovoljno svjetla za normalno gledanje. Ovi uređaji rade postupkom pretvaranja svjetlosnih fotona u elektrone, koji se zatim pojačavaju, kemijskim ili električnim postupcima, i zatim ponovo pretvaraju natrag u vidljive fotone. Noćno gledanje ne treba miješati s infracrvenom termografijom, koja stvara slike na osnovi razlike temperature različitih objekata.Bryant Lynn: "How does thermal imaging work? A closer look at what is behind this remarkable technology", 2007.
Infracrvenom termografijom Infracrvena termografija, termalno snimanje, termografsko snimanje, ili termalni video, je tip znanosti infracrvenog snimanja. Termografske kamere opažaju zračenje u infracrvenom pojasu elektromagnetskog spektra (ugrubo 0,9-14 μm) i stvaraju snimke tog zračenja koje nazivamo termogramima.