紅外線（英語：infrared ray，簡稱IR，Infra為拉丁語詞根，意為之下或以下），是一種介于微波和可見光之間光譜帶的電磁波。其波長范圍為0.76-1000微米，頻率為0.3THz～400THz，人的肉眼看不見。紅外線位于可見光紅光外端，在絕對零度（-273.15℃）以上的物體都存在紅外線，是紅外測溫技術的基礎。紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由英國科學家威廉·赫歇爾（Frederick William Herschel）于1800年在實驗中偶然發現，又稱為紅外熱輻射，熱作用強。
紅外線通常可分為近紅外、中紅外、遠紅外和極遠紅外四個區域，但因使用領域不同，通常會對其進行細分，同樣由于應用領域不同，對紅外輻射源的分類也會有所不同。紅外線因具有熱效應和衍射等物理性質，在各個領域廣泛應用。其熱效應能夠與生物體內大多數無機化合物分子和有機大分子發生共振，使這些分子運動加速并相互摩擦，進而產生熱量，因此紅外線可以用于加熱，也可以應用于分子光譜研究中。如通訊、軍事、醫療、氣象、測溫和熱成像等方面。軍事應用包括目標捕捉、監視、夜視和跟蹤；非軍事用途包括環境監測、工業設施檢查、種植場檢測、短程無線通信和天氣預報等。但如果使用不當，在一些情況下紅外線也會對人體有所影響，嚴重的會引起部分疾病。
發現歷史
紅外線的發現可以追溯到19世紀初期，由英國科學家威廉·赫歇爾（Frederick William Herschel）在實驗中偶然發現。當時他使用一個玻璃棱鏡將太陽光分成各種不同顏色的光，并測定了不同色區的溫度。然后他將溫度計向光區的外側移動，發現在紅光區外溫度計的溫升很大。通過對溫度計的影響，發現紅外輻射是光譜中能量低于紅光的一種看不見的輻射。后來，科學界把這種看不見的輻射命名為紅外線，赫歇爾也因此在史冊上留名。
主要來源
任何物體只要其溫度在熱力學溫度零度（-273.15℃）之上，就會向周圍環境不斷地發出紅外線輻射，且溫度越高，輻射出來的紅外線就越多，輻射的能量就越強。
自然界有無數的紅外線放射源：宇宙星體、太陽、地球上的海洋、山嶺、巖石、土壤、森林、城市、鄉村、以及人類生產制造出來的各種物品。在工農業生產、科學研究和醫學領域中使用特殊用途的照明器具或者高溫操作過程中都會產生較強的紅外輻射。工業生產中的黑體性輻射源（如電阻絲加熱的球形、柱形和錐形腔體）、燃燒爐、熔融的金屬和玻璃、烘烤和加熱設備以及產生弧光的加工過程等。
分類
①物理學分類：
長波紅外線：波長3.0~1000μm，能被皮膚吸收，只產生熱的感覺；
中波紅外線：波長1.4~3.0μm，能被角膜及皮膚吸收；
短波紅外線：波長0.7~1.4μm，可被組織吸收引起灼傷。
②醫學和生物學分類：
遠紅外線：波長30~1000μm；
中紅外線：波長3.0~30μm；
近紅外線：波長0.7~3.0μm。
③國際照明協會（CIE）按照生物組織對紅外線的吸收特性及產生的生物效應分類：
紅外線C段（IRC）：波長3.0~1000μm；
紅外線B段（IRB）：波長1.4~3.0μm；
紅外線A段（IRA）：波長0.7~1.4μm。
物理性質
紅外線對比其它頻譜的電磁波，具有以下4種物理特性：
紅外線輻射到物體上，物體吸收后會將輻射能傳遞給物體內的原子、分子等粒子，使這些粒子發生不規則運動，引起物體的溫度升高，稱遠紅外線的一次效應（增溫效應）。
紅外線對皮膚的穿透力超過紫外線，近紅外線穿入人體組織較深，約5~10mm，能直接作用到皮膚的血管、淋巴管、神經末稍及其它皮下組織；遠紅外線絕大多數被反射或淺表組織吸收，遠紅外線對細胞膜有共振作用，可以促進細胞膜代謝。
紅外線的生物效應：紅外線對人體的穿透作用會使皮膚表面溫度升高，促進血液循環，加速細胞代謝。產生第一次效應的同時，物體也會發生其它的化學、物理變化，稱為物體吸收遠紅外線輻射后產生的二次效應（繼發效應）。
紅外線輻射源區分
通用領域
通用領域紅外線輻射源可區分為四部分：
通信領域
在通信領域，常用的紅外輻射源有三種：
紅外探測領域
在紅外探測領域，通常紅外輻射源可以分為兩大類：標準輻射源和非標準輻射源。其中標準輻射源可分為黑體輻射源和工程用輻射源（如傳統紅外光源、紅外激光器等）；非標準輻射源可分為環境（如地面、海洋、大氣等）和目標（如地物、飛機等）。
監測方法
紅外攝像技術對于監視生產過程中出現的漏泄，尤其是當出現裂縫的器件，溫度比周圍環境溫度高得多時，是一種有效的監測方法。這種技術對于監測造價昂貴的生產設備的運行狀況更為有用。許多紅外線監測方法，如紅外高溫測試法、紅外溫度記錄法等都可以使用。這些測試方法，都是依據物體在高溫下能夠發出電磁輻射的原理實現的。這種電磁輻射的波長和強度，由物體的表面輻射率和表面溫度來決定。
利用輻射高溫計可以監測輻射表面的溫度。輻射高溫計利用其電路來輸出與被監測溫度成比例的毫伏信號。將這些毫伏信號輸入微型計算機，進行必要的比較和趨勢分析，以便提供有關故障的各種信息。輻射高溫計是一種價格昂貴的設備，其輸出信號必須由技術熟練的人員進行處理。為了對一些損失可能很大的泄漏點進行監測，可能需要使用很多臺輻射高溫計。
另一種狀態監測方法是利用紅外探測器實現的。紅外探測器的輸出由一個外表顯示有不同溫度的溫度記錄器所構成。雖然，目前這種溫度記錄器主要在實驗室內使用，但是，它的應用潛力很大，可以用來對造價昂貴的生產設備進行狀態監測。這些紅外探測器與微型計算機連接使用，可以對設備故障進行精確定位。
應用
隨著對紅外線不斷的探索和研究、已形成紅外線技術專門學科。它的運用已遍及各個領域，包括通訊、軍事、醫療、氣象、測溫和熱成像。目前常用的紅外應用如下：
紅外線測溫和熱成像
利用紅外線測溫儀和紅外線熱成像儀可以非接觸地、快速地測量物體表面溫度，并可以將溫度信息轉化為可視化的熱圖。這種技術在很多領域都有應用，例如建筑、電力、制造業等。在建筑中，紅外線測溫技術可以用于檢測建筑物的能量浪費問題，幫助找出房屋保溫不良或空氣密封不良的問題；在電力行業中，紅外線測溫技術可以用于檢測電力設備的異常溫度，從而在設備故障前預警，避免損失；在制造業中，紅外線熱成像技術可以用于檢測產品的缺陷，提高質量控制。
紅外線通信
在有些情況下，如遠距離或無線傳輸不現實時，利用紅外線進行通信可以是一個好的選擇。紅外線通信具有高速、低能耗、安全等優點，被廣泛用于智能手機、電腦、電視機、車載系統、智能家居等領域。
軍事領域
在軍事領域中，紅外線技術主要用于目標探測、識別、跟蹤、制導和武器瞄準等方面。一些常見的例子包括紅外線夜視儀、紅外線導彈、紅外線偵察和監視系統等。利用紅外線技術可以有效地避免暴露位置，避免被敵人發現，提高軍事作戰效率。紅外制導技術已廣泛用于空空導彈、反坦克導彈、防空導彈、潛射導彈、制導炸彈、制導火箭等領域，并且隨著多模復合制導武器的發展，紅外制導技術還與電視、激光、毫米波制導技術相結合，不斷拓展應用領域，提高制導武器的作戰效能。
醫療
紅外線理療對組織產生的熱作用、消炎作用及促進再生作用已為臨床所肯定，通常治療均采用對病變部位直接照射。利用紅外線技術可以治療一些疾病，例如紅外線治療儀利用紅外線熱效應可以用于治療風濕性關節炎等頑固性疾病。此外，紅外線成像技術也可以用于醫學圖像處理，如近紅外線光學成像具有敏感性高的優點，應用非特異性探針即可在較早期階段發現微小腫瘤，輔助醫生診斷疾病。
氣象學
在氣象衛星上安裝紅外遙感裝置，能攝制云圖，特別是地球背著太陽部分的云圖，收集地面溫度垂直分布（晴空時測量CO2的15微米或4.3微米的紅外光譜，有云時則改測O2的5毫米微波輻射）、大氣中水汽分布（測H2O的6.3微米紅外光譜）、臭氧含量（測O3的9.6微米紅外光譜）及大氣環流等寶貴的氣象資料。
天文學
紅外天文觀測是當今實測天文學的重要分支之一,其主要是在紅外波段通過觀測研究宇宙中各類天體源。此外紅外空間望遠鏡可用于研究晚期恒星、星際介質、銀道面、黃道光等的紅外譜，能夠探測到宇宙大爆炸后幾億年第一個星系的形成機制、恒星形成處的分子云等。
其他領域
紅外線已經廣泛應用于家用電器中，例如遙控器、智能家居、安防等領域。智能家居可以通過紅外線通信實現智能家居設備之間的互聯，使其更加智能便捷；安防設備也利用紅外線熱成像技術，增強了安全防護能力。此外，紅外線可以作為載波用于測距。紅外線還可以用于農產品干燥，可有效避免在物料干燥中產生裂紋，提高干燥品質，保留風味、營養和色澤。
對人體的危害
紅外線對人體的影響主要靶器官是和皮膚和眼睛。
對眼睛的危害
長期接觸紅外線可引起白內障、角膜損傷和日光性視網膜脈絡膜燒傷，其中最常見到的危害是白內障。
紅外線白內障 多見于工齡長的玻璃廠和煉鋼廠的工人，以及使用弧光燈、電焊、氧乙炔焊的操作工。最初除自覺視力逐漸減退外無其他主訴。眼部檢查，晶狀體開始表現為后皮質外層出現邊界清晰的混濁區，如小泡狀、點狀及線狀混濁，逐漸發展為邊界清晰而不規則的盤狀混濁，然后經晶狀體的軸線方向深入皮質或發展為板狀混濁，與老年白內障相似。一般兩眼同時發生，進展緩慢。
紅外線視網膜灼傷 又名日食盲，發生于觀察日食或航空觀察哨直視太陽后，或在高山雪地工作受到強烈陽光的反射引起，受強弧光或高壓線短路的閃光照射也可發生。青年人及正視眼多見，而高度近視者少見；且與日食、時間、天氣等因素有關。臨床表現為注視強光后再看其他物體時，初有后遺像炫耀和云霧暗影，隨后出現色幻覺或物體異常。注視處中央部有暗影遮蔽，視物模糊不清。眼部檢查，視力一般僅為0.3~0.5，中心暗點很小，眼底輕癥者無明顯改變，僅黃斑部顏色較暗，重癥者黃斑顏色灰白，中心凹反光消失，有時可有小出血點或滲出物，水腫區外周的視網膜顏色較暗。輕癥者數周后可恢復視力，重癥者視力不易恢復。
角膜損傷 角膜主要吸收中、遠紅外波段。角膜吸收紅外輻射后通過熱傳導引起眼內溫度增高，從而導致角膜熱損傷。但由于角膜表面細胞更新很快，故其損傷通常是一過性的。由于強輻射能夠引起刺痛感導致眼保護，因此角膜灼傷在實際生活中并不多見。
對皮膚的危害
短時間較大強度的紅外線照射，皮膚局部溫度會升高，出現紅斑反應，停止照射不久紅斑即消失。反復照射，可產生褐色大理石樣的色素沉著。過量照射，特別是近紅外線，可引起局部高溫和灼傷，如皮膚血管擴張，出現皮膚紅斑反應，有火辣樣疼痛感，嚴重時可出現大小不等的水疤。日常生活中，紅外線很少引起灼傷，是因出現痛覺引起正常的回避反應而避免。
參考資料 >
紅外線.術語在線.2024-01-08
遠紅外線知識點滴.中國無線電協會.2023-12-26