I Materiali - Step 8

Termografo tipo Richard, appartenuto a De Marchi. Anni ‘30.

 L'elemento sensibile di un termografo può essere una striscia bimetallica o un termometro a liquido o una resistenza. In meteorologia, il termografo più comune ha un sensore sotto forma di una striscia bimetallica piegata, che si deforma al variare della temperatura. Il movimento dell'estremità del nastro viene trasmesso a un puntatore, che traccia una curva su un rotolo di carta millimetrata. Uno spostamento verticale di 1 mm sulla registrazione corrisponde a circa 1 ° C.

fonte: https://encyclopedia2.thefreedictionary.com/thermograph 

Il mito - Step 7

Heinrich Friedrich Füger, 
Prometeo ruba il fuoco, 1817

Nell'antichità l'idea del calore era connessa con quei processi della natura che provocano sensazioni elementari di caldo e di freddo.

Indubbiamente le prime esperienze sui fenomeni termici risalgono agli uomini della preistoria, i quali impararono ad accendere il fuoco per scaldarsi e cuocere le carni.

Il fuoco è la più importante fonte di calore nella storia.

Secondo la mitologia greca, il fuoco fu stato regalato da Prometeo al genere umano.

Prometeo infatti, secondo il mito si recò da Atena affinché lo facesse entrare di notte nell'Olimpo e, appena giunto, rubò il fuoco agli Dei, accese una torcia dal carro di Elio e la diede al genere umano. Venutolo a sapere, Zeus ordinò ad Efesto, per punire il genere 

umano, di costruire una donna bellissima, di nome Pandora.

Prometeo la rifiutò, Zeus andò su tutte le furie e fece incatenare Prometeo a una roccia sulla vetta di un monte. Lì, ogni giorno, un'aquila gli avrebbe squarciato il ventre e dilaniato il fegato per l'eternità  il titano era immortale e durante la notte le ferite guarivano.

Da "Antonio Caforio, Aldo Ferilli, Physica per i licei scientifici

Il simbolo - Step 6

 

termografo (termocamera) stilizzato

Il principio fisico - step 5

 Il funzionamento dei termografi più recenti si basa sull’emissione di radiazione elettromagnetica da parte di ogni oggetto e corpo esistente. Poiché  l’intervallo di frequenze emesse dipende dalla temperatura del corpo, con un rivelatore possiamo determinarne la temperatura. 

Le emissioni luminose sono infatti dovute all’agitazione termica degli atomi, più precisamente degli elettroni, a loro volta messi in moto dai nuclei atomici stessi. 

Il calore di un oggetto risiede nell’agitazione termica dei nuclei (che hanno massa circa 2000 volte superiore agli elettroni), ma sono gli elettroni che emettono radiazione elettromagnetica in virtù proprio della loro minore massa. Infatti l’emissione di onde e.m. dipende dalla quarta potenza dell’accelerazione cui sono soggetti gli elettroni***1.

Al crescere della temperatura T cresce la frequenza luminosa del picco di emissione della luce. E’ su questo principio che si basa il funzionamento delle vecchie lampadine a incandescenza. Questa formula è nota come legge di Wien, e viene di solito espressa in termini di lunghezza d’onda L (l’inverso della frequenza).

fotografia realizzata con termografo

Legge di Wien

dove:

• ${\displaystyle b=2{,}8977685(51)\times 10^{-3}\,\mathrm {m\;K} }$
  

fonte: wikipedia.org

La scienza - step 4

macchina termica alternativa

 Il termografo è principalmente impiegato per scopi inerenti alla termodinamica.

La termodinamica è la branca della fisica classica e della chimica che studia e descrive le trasformazioni termodinamiche indotte da calore a lavoro e viceversa in un sistema termodinamico, in seguito a processi che coinvolgono cambiamenti delle variabili di stato temperatura ed energia.

La termodinamica classica si basa sul concetto di sistema macroscopico, ovvero una porzione di massa fisicamente o concettualmente separata dall'ambiente esterno, che spesso per comodità si assume non perturbato dallo scambio di energia con il sistema (sistema isolato): lo stato di un sistema macroscopico che si trova in condizione di equilibrio è specificato da grandezze dette variabili termodinamiche o funzioni di stato come temperatura, pressione, volume e composizione chimica. Le principali notazioni in termodinamica chimica sono state stabilite dalla unione internazionale di chimica pura e applicata.

fonte: wikipedia.org

Glossario - Step 3

 Campo spettrale

VIR: Infrarosso vicino al visibile, non termometrico utilizzato per fotografia IR e riflettografia;

SW: Infrarosso onda corta, adatto a misure di temperature elevate (es.controllo combustione forni);

MW: Infrarosso medio, utilizzato di norma come confronto per altre frequenze per l'identificazione oggetti o gas es. spettrografia e immagini satellitari

LW: Infrarosso lontano, la banda più comunemente utilizzata adatta alle misure vicine alle temperature ambientali utilizzata in tutte le applicazioni terrestri

XLW: Infrarosso verso microonde: adatta per l'osservazione di temperature inferiori a 250 K, utilizzata per osservazioni astronomiche.

Il sensore

 sensore microbolometrico raffreddato tramite: 

• effetto Peltier;
• azoto liquido in vaso di Dewar;
• argon pressurizzato in bombola (effetto Joule-Thomson)
• ciclo chiuso Sterling.

Il display

I rilevatori IR hanno il compito di individuare la consistenza della radiazione che li investe e di analizzare punto per punto la superficie radiante, per giungere alla definizione della mappa termica visualizzabile sul display.

L'immagine - Step 2

 

TERMOGRAFO MECCANICO (http://www.rfuess-mueller.de/html/thermograph1.html)

Termometro registratore, cioè misuratore della temperatura dell'aria in grado di fornire il suo diagramma temporale (termogramma).
L'elemento sensibile è una lamina bimetallica ad anello. Le deformazioni dell'anello, legate alla dilatazione relativa dei due materiali aventi diversi coefficienti di dilatazione, sull'estremo libero comandano attraverso un sistema di leve un pennino scrivente su carta diagrammale.

Il Termografo - Step 1

Il termografo (anche detta telecamera termografica) è una particolare telecamera, sensibile alla radiazione infrarossa, capace di ottenere immagini o riprese termografiche.

A partire dalla radiazione rilevata si ottengono dunque delle mappe di temperatura delle superfici esposte spesso utilizzate a fini scientifici o anche militari. 

I termografi si dividono in radiometriche e non radiometriche. Le prime consentono di misurare il valore di temperatura assoluto di ogni punto dell'immagine. L'immagine, infatti, è costruita su una matrice di un certo numero di pixel per un certo numero di righe.

L'elettronica dello strumento "legge" velocemente il valore di energia immagazzinata da ogni singolo pixel e genera un'immagine, in bianco e nero o in falsi colori, dell'oggetto osservato.

Inglese - thermograph

Francese - thermographe

Spagnolo - termógrafo

Tedesco - Thermograph

Cinese - 温度计

Giapponese - サーモグラフ

 

Etimologia

termo-

 prefisso di parole composte che riguardano il calore e la temperatura

-grafo

suffisso che indica parole, il cui significato è chi scrive o chi disegna