התיאוריה הבסיסית של מדחום אינפרא אדום
בשנת 1672 התגלה שאור השמש (אור לבן) מורכב מאור בצבעים שונים. במקביל, ניוטון הגיע למסקנה שאור מונוכרומטי הוא פשוט יותר בטבעו מאשר אור לבן. השתמש בפריזמה דיכרואית כדי לפרק את אור השמש (אור לבן) לאורות מונוכרומטיים של אדום, כתום, צהוב, ירוק, כחול, כחול, סגול וכו'. בשנת 1800, הפיזיקאי הבריטי FW Huxel גילה קרני אינפרא אדום כאשר חקר אורות צבעוניים שונים נקודת מבט תרמית. כאשר חקר את החום של צבעי אור שונים, הוא חסם בכוונה את חלון החדר החשוך בצלחת כהה, ופתח חור מלבני בצלחת, ובחור הותקנה פריזמה של מפצל קורות.
כאשר אור השמש עובר דרך המנסרה, הוא מתפרק לרצועות אור צבעוניות, ומדחום משמש למדידת החום הכלול בצבעים שונים ברצועות האור. על מנת להשוות לטמפרטורת הסביבה, האקסל השתמש במספר מדי חום שהוצבו ליד פס האור הצבעוני כמדחום השוואתי למדידת טמפרטורת הסביבה. במהלך הניסוי, הוא גילה בטעות תופעה מוזרה: מדחום שהוצב מחוץ לאור האדמדם היה בעל ערך גבוה יותר מטמפרטורות אחרות בחדר. לאחר ניסוי וטעייה, אזור הטמפרטורה הגבוה הזה עם הכי הרבה חום נמצא תמיד מחוץ לאור האדום בקצה רצועת האור. אז הוא הכריז שמלבד האור הנראה, לקרינה שפולטת השמש יש גם סוג של "גירוי" בלתי נראה לעיניים אנושיות. "ממריץ" בלתי נראה זה ממוקם מחוץ לאור האדום ונקרא אינפרא אדום. אינפרא אדום הוא סוג של גל אלקטרומגנטי, שיש לו אותה מהות כמו גלי רדיו ואור נראה. גילוי האינפרא אדום הוא קפיצת מדרגה בהבנת הטבע של האדם, והיא פתחה דרך רחבה חדשה למחקר, ניצול ופיתוח של טכנולוגיית אינפרא אדום.
אורך הגל של קרני אינפרא אדום הוא בין 0.76 ל-100 מיקרומטר. על פי טווח אורכי הגל, ניתן לחלק אותו לארבע קטגוריות: אינפרא אדום קרוב, אינפרא אדום בינוני, אינפרא אדום רחוק ואינפרא אדום קיצוני. מיקומו בספקטרום הרציף של גלים אלקטרומגנטיים הוא השטח שבין גלי רדיו לאור הנראה. קרינה אינפרא אדומה היא אחת מהקרינה האלקטרומגנטית הנרחבת ביותר בטבע. הוא מבוסס על העובדה שכל עצם ייצר תנועות לא סדירות מולקולריות ואטומיות משלו בסביבה רגילה, ויקרין אנרגיית אינפרא אדום תרמית באופן רציף. ככל שתנועה אינטנסיבית יותר של מולקולות ואטומים, כך אנרגיית הקרינה גדולה יותר, ולהיפך, אנרגיית הקרינה קטנה יותר.
עצמים עם טמפרטורה מעל האפס יקרינו קרני אינפרא אדום בשל התנועה המולקולרית שלהם. לאחר שאות הכוח המוקרן על ידי האובייקט הומר לאות חשמלי על ידי גלאי האינפרא אדום, אות הפלט של מכשיר ההדמיה יכול לדמות לחלוטין את ההתפלגות המרחבית של טמפרטורת פני השטח של האובייקט הסרוק בזה אחר זה, מעובד על ידי המערכת האלקטרונית, ומשודר למסך התצוגה כדי לקבל תמונה תרמית המתאימה לפיזור התרמית של פני האובייקט. באמצעות שיטה זו, ניתן לממש את תמונת מצב תרמי למרחקים ארוכים ומדידות טמפרטורה של המטרה ולנתח ולשפוט.
