Понятие и свойства инфракрасных лучей

Как и все великие изобретения инфракрасное излучение было открыто совершенно случайно великим астрономом и не менее великим композитором Уильямом Гершелем в 1800 году. Целью эксперимента Гершеля было получение научного доказательства практического знания. Он хотел научным путем доказать, что красный свет нагревает сильнее, чем фиолетовый. Для этого астроном с помощью призмы разложил свет солнца на видимый спектр и спроецировал его свет на поверхности, а затем измерил температуру с помощью нескольких примитивных термометров. Педантичный ученый стремился сравнить не только температуру красного излучения и фиолетового, но и сравнить эти показатели со значением комнатной температуры, поэтому он поставил один из термометров вне проекции света, отраженного от призмы. После этого Гершель начал передвигать термометр за пределы границы красного света. Температура за пределами этого светового спектра была выше, чем комнатная и выше чем в пределах красного излучения. Гершель сделал вывод, что лучи Солнца имеют такие лучи, которые невидимы для человека, но человек способен их ощутить. Эти лучи были названы Гершелем тепловыми, а сегодня они известны нам как инфракрасные.

ИК-излучение – оптическое излучение с длинами волн, большими, чем у видимого, которое делится на три группы:

- IR-A (короткие волны) – 800 – 1400 нм;

- IR-B (средние волны) – 1400 – 3000 нм;

- IR-C (длинные волны) – 3000 – 10000 нм

Инфракрасным излучением называют такое электромагнитное излучение, которое занимает область спектра с диапазоном длин волн приблизительно от λ = 800 нм, что является приблизительной границей видимого спектра, и до λ = 10000 нм, границей области микроволнового излучения. Диапазон самого инфракрасного излучения условно разделяют на три диапазона: ближний или коротковолновой (λ IR-A =800 – 1400 нм), средний (IR-B λ = 1400 – 3000 нм) и дальний или длинноволновой (IR-C λ = 3000 – 10000 нм). ИК излучение невидимо для человеческого глаза. Тем не менее люди могут использовать специальные приборы – тепловизоры.

Очевидно, что оптические свойства объектов и веществ в инфракрасных лучах отличаются от свойств тех же объектов и веществ в видимом спектре, так как среда воздействует на объект, изменяя его физико-химические свойства. В технико-криминалистической экспертизе документов воздействие на документ ИК излучением позволяет восстановить информацию на слабо видимом фрагменте или на участке, которые был залит чернилами или другим красителем. ИК лучи обладают хорошими свойствами проникновения через чернила. Эффективность метода ИК излучения заключается в разнице коэффициентов отражения материала документа, разной печатной краски, разных красителей. Так, ИК излучение используется, если эксперту необходимо установить факт дописки. След от одного вида чернил будет по итогу отличаться от штриха, нанесенного другой ручкой и другим видом чернил.

Для технико-криминалистической экспертизы документов это служит необходимым средством для обнаружения зачеркнутых, замазанных, залитых записей, фрагментов текста документа, исследования красящих веществ. Такой метод в первую очередь основан на свойствах ИК лучей поглощаться и отражаться некоторыми веществами, применяемые в производстве документа или последующей его редакции, не так же, как в видимом излучении.

Применение ИК лучей стало широко распространяться в судебно-экспертной практике за счёт точности и удобства спектрального анализа по сравнению с химическим. При этом объект исследования после экспертизы чаще всего остается целостным, неповрежденным, и может в дальнейших процессуальных действиях фигурировать как вещественное доказательство.

Применение ИК лучей в технико-криминалистической экспертизе документов эффективно еще и в том аспекте, что ИК лучи имеют большую проникающую способность. Свет как волновое явление не может проходить сквозь оптически плотные предметы, тогда как для теплового излучения оптические свойства предметов не так важны, как плотность самого материала и теплопроводность этого материала. Таким образом, ИК лучи способны легко проходить сквозь туман, некоторые виды бумаги, эбонита, дерева. Вещества по-разному поглощают ИК лучи, тем самым эксперт может идентифицировать, например, одними и теми же чернилами были нанесены те или иные штрихи, восстановить текст на залитом, закрашенном, угасшем фрагменте документа. Однако некоторые вещества полностью поглощают ИК лучи, к ним относят сажу, графит, пороховую копоть, соли металлов, сильно поглощающие инфракрасные лучи.