簡史 1666年，英國物理學(xué)家I.牛頓發(fā)現(xiàn)，太陽光經(jīng)過三棱鏡后分裂成彩色光帶──紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。1800年，英國天文學(xué)家F.W.赫歇耳在用水銀溫度計研究太陽光譜的熱效應(yīng)時，發(fā)現(xiàn)熱效應(yīng)最顯著的部位不在彩色光帶內(nèi)，而在紅光之外。因此，他認為在紅光之外存在一種不可見光。后來的實驗證明，這種不可見光與可見光具有相同的物理性質(zhì),遵守相同的規(guī)律,所不同的只是一個物理參數(shù)──波長。這種不可見光稱為紅外輻射，又稱紅外光、紅外線。
17～18世紀，許多物理學(xué)家認為，光（包括紅外光和紫外光）具有波動的性質(zhì),有一定的傳播速度,波長是它的特征參數(shù)并可以測量�？梢姽獾牟噬煌�，反映了它們的波長不同。紫光的波長最短,紅光的波長最長,紅外輻射的波長則更長，紫外光的波長比紫光更短。1864年，英國物理學(xué)家J.C.麥克斯韋從理論上總結(jié)了當時已有的電磁學(xué)規(guī)律,提出了存在電磁波的可能性,它的傳播速度可用純電學(xué)量計算出來。后來的實際測量證明，其傳播速度就是光速。因而猜想，光波就是電磁波。1887年，德國科學(xué)家H.R.赫茲用實驗證實了這一猜想。
已知帶電體受到擾動就發(fā)射出電磁波。擾動越強烈，發(fā)射出電磁波的能量就越大，波長就越短。由于受擾動的方式有多種，電磁波的波長范圍很廣。整個電磁波譜各波段的名稱和波長范圍（見彩圖）。
紅外輻射 紅外輻射位于電磁波譜的中央，其波長覆蓋四個數(shù)量級。在整個電磁波譜中，不管是哪一個波段，其傳播速度都是光速
c，波長為
λ(厘米)，每秒振動數(shù)稱為頻率
ν(秒
-1)，則
λν＝c (1)
紅外波段的劃分 電磁波譜劃分為許多不同名稱的波段。主要是根據(jù)它們的產(chǎn)生方法、傳播方式、測量技術(shù)和應(yīng)用范圍的不同而自然劃分的。紅外波段又可劃分為近紅外、中紅外、遠紅外三個波段。但劃分的方法則因?qū)W科或技術(shù)領(lǐng)域不同而異。
由于大氣對紅外輻射的吸收,只留下三個“窗口”，即1～3微米、3～5微米、8～13微米,可讓紅外輻射通過。因而在軍事應(yīng)用上，分別稱這三個波段為近紅外、中紅外、遠紅外波段。8～13微米，也稱為熱波段。
在光譜學(xué)中，劃分波段的方法尚不統(tǒng)一。一般分別以0.75～3微米、3～40微米和40～1000微米作為近紅外、中紅外和遠紅外波段。近紅外是可以用玻璃作為透射材料和用硫化鉛探測器進行檢測的波段。中紅外原來是以棱鏡作為色散元件的波段，但后來都采用光柵作為色散元件,40微米這個界限不再有意義。但是,40微米又是石英能讓紅外輻射透過的起始波長，故仍可作為中紅外波段與遠紅外波段的界限。在遠紅外波段的長波端，傳統(tǒng)的幾何光學(xué)和微波傳輸技術(shù)都不適用，需要發(fā)展新的技術(shù)。新技術(shù)適用的波段也可能是一個新名稱的波段。此外，遠紅外波段內(nèi)出現(xiàn)激光，以輻射源是否具有相干性作為遠紅外與微波劃界的標準已不適用。因而暫以1000微米作為遠紅外波段的界限，把波長為1～3毫米的電磁波稱為短毫米波。
輻射的產(chǎn)生 在物質(zhì)內(nèi)部，電子、原子、分子都在不斷地運動，有很多可能的運動狀態(tài)。這些狀態(tài)都是穩(wěn)定的，各具有一定的能量。通常用“能級”來表示這些狀態(tài)。在正常情況下，物質(zhì)總是處在能量最低的能級上（基態(tài)）。如果有外界的刺激或干擾，把適當?shù)哪芰總鬟f給電子、原子或分子，后者就可以改變運動狀態(tài)，進入能量較高的能級（激發(fā)態(tài)）。但是，電子、原子或分子在激發(fā)態(tài)停留的時間很短，很快就回復(fù)到能量較低的能級中去，把多余的能量釋放出來。釋放能量的方式有多種，最常見的是發(fā)射電磁波。根據(jù)現(xiàn)代量子論的概念，從較高能級
E1回復(fù)到較低能級
E0時,發(fā)射出來的電磁波的頻率為
ν＝(E1-E0)/h (2)
式中
h為普朗克常數(shù)，
h＝6.626×10
-34焦
