Fotografare un oggetto misurando la sua temperatura:
principio di funzionamento
Qualsiasi oggetto solido, liquido o gassoso emette onde elettromagnetiche (radiazione), a causa del movimento delle sue molecole. La frequenza e lunghezza d'onda di queste radiazioni dipendono dal livello di agitazione delle molecole che dipende a sua volta dalla temperatura del corpo.
I corpi solidi e liquidi (corpi condensati) alla temperatura ambiente emettono radiazione in una certa banda di frequenze chiamata infrarosso. La quantità di radiazione emessa all'esterno dipende dalla temperatura della superficie del corpo secondo una legge conosciuta. Anche i gas come l'aria emettono ed assorbono radiazione infrarossa ma in quantità molto minore, data la loro bassa densità.
E' quindi possibile, misurando la radiazione emessa dalla superficie di un corpo, risalire alla sua temperatura, anche ad una certa distanza da esso.
Le radiazioni emesse da un corpo alla temperatura ambiente hanno lunghezze d'onda comprese all'incirca tra 3 e 30 micron con un massimo intorno ai 10 micron.
Per capire il funzionamento di uno strumento capace di captare e misurare la radiazione infrarossa, chiamato anche Pirometro, conviene pensare ad una normale fotocamera. Questa infatti registra la luce solare o artificiale riflessa da un corpo. Le lunghezze d'onda in gioco qui sono più corte, 0.4 - 1 micron, e riescono ad attraversare il vetro dell'obiettivo che le raccoglie e le focalizza sull'elemento sensibile. Un misuratore nell'infrarosso deve avere invece un'ottica capace di raccogliere la radiazione senza farla passare attraverso un corpo solido, come il vetro, in quanto questo la assorbirebbe senza farla arrivare al sensore. In questo caso si usano allora specchi parabolici, come quelli usati da Archimede, che riflettono la radiazione concentrandola sull'elemento sensibile. Per proteggere l'ottica e l'elemento sensibile è però necessario un filtro, sia pur sottile, che sia trasparente alla radiazione infrarossa. Un materiale adatto a questo scopo è la pellicola di polietilene (vi ricordate il Domopack!).
Il sensore del pirometro è un elemento sensibilissimo alle variazioni di temperatura, capace quindi di misurare piccole variazioni tra la temperatura di equilibrio del punto sul quale convergono i raggi infrarossi e quella delle pareti dello strumento che lo circonda.