Ông biết rằng ánh nắng mặt trời có thể vẽ nên rất nhiều màu sắc bằng phổ của nó và cũng là nguồn phát nhiệt.
Herschel muốn biết cụ thể màu nào phát sinh nhiệt trong chùm ánh sáng mặt trời.

Ông ta đã làm thí nghiệm với lăng kính, bìa giấy và nhiệt kế với bóng sơn đen để đo lường nhiệt độ từ các màu sắc khác nhau. Herschel quan sát sự gia tăng nhiệt độ khi ông di chuyển nhiệt kế từ ánh sáng màu tím đến ánh sáng màu đỏ trong cầu vồng tạo ra bởi ánh sáng mặt trời qua lăng kính, ông đã phát hiện ra rằng, điểm nóng nhất thật sự nằm phía trên ánh sáng đỏ. Bức xạ phát nhiệt này không thể nhìn thấy được, ông đặt tên cho bức xạ không nhìn thấy được này là “tia nhiệt” (calorific ray) mà ngày nay chúng ta gọi nó là tia hồng ngoại.

Hồng ngoại là gì?
Năng lượng hồng ngoại (IR) là một phần của phổ điện từ với các đặc tính tương tự như ánh sáng nhìn thấy được thông thường (dưới đây gọi là ánh sáng thông thường), chúng có khắp không gian và di chuyển với tốc độ của ánh sáng, chúng có thể được phản xạ, khúc xạ, hấp thu và phát xạ

Bước sóng của năng lượng IR nằm ở dãi độ lớn trên bước sóng của ánh sáng thông thường, giữa 0.7 và 1000 µm (phần triệu của mét). Các dạng chung khác của bức xạ điện từ bao gồm sóng radio, tia cực tím và tia X

Phổ Điện Từ Là Gì?
Chúng ta biết rằng, phát xạ hồng ngoại là dạng của phát xạ điện từ, chúng có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng thông thường. Các dạng khác còn lại của phát xạ điện từ bao gồm: tia X, tia cực tím, sóng radio, vân vân. Phát xạ điện từ được phân loại bằng bước sóng hay tần số.

Các đài phát radio được nhận dạng bởi tần số của chúng, thông thường ở đơn vị kHz hay MHz.

Các hệ thống hay bộ cảm biến hồng ngoại được phân loại bằng bước sóng của chúng, đơn vị đo lường thường được sử dụng là micromet hay micron (phần triệu của mét), một hệ thống có thể phát hiện bức xạ ở khoảng 8µm đến 12 µm được gọi là “sóng dài”, hệ thống có thể phát hiện bức xạ từ 3µm đến 5 µm gọi là “sóng ngắn” (đôi lúc cũng có thể gọi là “sóng trung” vì một vài hệ thống có thể phát hiện bức xạ ở giá trị nhỏ hơn 3 µm)

Phần ánh sáng thường của phổ điện từ vào khoảng 0.4 đến 0.75 µm. Màu sắc mà mắt ta thấy được vì ta có thể phân biệt được các bước sóng khác nhau trong khoảng này. Phát xạ laser nằm trong khoảng 650 nm (0.65 µm), lúc này phát xạ sẽ có màu đỏ.

Năng Lượng Hồng Ngoại Sinh Ra Từ Đâu?
Tất cả các vật thể đều phát xạ hồng ngoại như là một đặc tính nhiệt độ của chúng. Năng lượng hồng ngoại được tạo ra do rung động và chuyển động quay của nguyên tử và phân tử, nhiệt độ càng cao, nguyên tử và phân tử chuyển động càng nhiều, càng tạo ra nhiều bức xạ hồng ngoại. Năng lượng này sẽ được camera chụp ảnh hồng ngoại phát hiện, camera hồng ngoại không phát hiện nhiệt độ, chúng phát hiện bức xạ nhiệt.

Nhiệt độ không (zero) tuyệt đối (-273.16 oC, -459.67 oF), vật liệu sẽ ở trạng thái năng lượng thấp nhất vì vậy phát xạ hồng ngoại sẽ thấp nhất.

Máy Ghi Hồng Ngoại

Từ trái sang phải: ảnh thường, ảnh hồng ngoại đen trắng và ảnh hồng ngoại màu

Máy ghi hồng ngoại là một camera chụp và đo bằng tia hồng ngoại để “thấy” và “đo” năng lượng bức xạ nhiệt từ một vật thể. Chụp ảnh hồng ngoại là kỹ thuật tạo ra bức ảnh mắt người thấy được từ việc phát xạ ánh sáng hồng ngoại của vật thể đối với trạng thái nhiệt của chúng. Hầu hết các loại camera hồng ngoại chuẩn giống như máy quay phim thông thường, chúng tạo ra một ảnh trực tiếp trên màn hình của sự bức xạ nhiệt.

Một vài loại camera hồng ngoại tinh vi có thể đo nhiệt độ của vật thể hay bề mặt bất kỳ bằng hình ảnh và tạo ra các ảnh màu sai để có thể giải thích rõ hơn về trạng thái nhiệt một cách dễ dàng, ảnh được tạo ra từ camera hồng ngoại được gọi là ảnh hồng ngoại.

Nhiệt, hay năng lượng hồng ngoại là một loại ánh sáng không nhìn thấy được do bước sóng của nó quá dài mà mắt người không thể bắt được, đó là phần của phổ điện từ mà chúng ta biết như là nhiệt. Không giống như ánh sáng thường có thể thấy được, trong thế giới hồng ngoại, mọi vật có nhiệt độ trên nhiệt độ không tuyệt đối đều phát xạ nhiệt. thậm chí những vật rất lạnh như băng đá cũng phát ra nhiệt. Nhiệt độ càng cao thì bức xạ nhiệt hồng ngoại càng lớn. Hồng ngoại cho ta thấy cái mà mắt thường chúng ta không nhìn thấy được.

Camera chụp ảnh nhiệt cho phép tạo ra các hình ảnh hồng ngoại hay hình ảnh bức xạ nhiệt, từ đó cho ta khả năng đo nhiệt độ chính xác bằng phương pháp không tiếp xúc. Mọi vật hầu như đều trở nên quá nóng hơn bình thường trước khi đi vào trạng thái hư hỏng, vì vậy, camera chụp ảnh hồng ngoại là công cụ phân tích rất hữu ích và giá trị cho nhiều các ứng dụng. Chúng có thể được sử dụng trong: cải thiện hiệu quả sản xuất, quản lý năng lượng, cải tiến chất lượng sản phẩm, nâng cao độ an toàn …