مزايا وعيوب الأشعة تحت الحمراء هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي.
إنها سلسلة متصلة من الترددات التي تم إنشاؤها، عندما تمتص الذرات ثم تطلق الطاقة، من أعلى تردد إلى أدنى تردد.
يشمل الإشعاع الكهرومغناطيسي أشعة جاما والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي.
والأشعة تحت الحمراء، اتبع موقع محمود حسونةة للتعرف على فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء.
الأشعة تحت الحمراء
الأشعة تحت الحمراء (IR)، أو الأشعة تحت الحمراء، هي نوع من الطاقة المشعة غير المرئية للعين البشرية.
لكن يمكننا أن نشعر بها على أنها حرارة، وكل شيء في الكون يصدر عنه مستوى معين من الأشعة تحت الحمراء.
لكن اثنين من أكثر المصادر وضوحًا هما الشمس والنار، وهذه الأشعة لها بعض المزايا والعيوب، والتي سنناقشها لاحقًا.
شاهدي أيضاً: هل الضوء مادة ولماذا؟
كشف الأشعة تحت الحمراء
اكتشف عالم الفلك البريطاني ويليام هيرشل ضوء الأشعة تحت الحمراء في عام 1800 بعد الميلاد، وفقًا لوكالة ناسا.
في تجربة لقياس فرق درجة الحرارة بين ألوان الطيف المرئي، يتم وضع موازين الحرارة في مسار الضوء داخل كل لون من ألوان الطيف المرئي.
كما لاحظ زيادة في درجة الحرارة من اللون الأزرق إلى الأحمر، ووجد مقياسًا لدرجة الحرارة أعلى من الطرف الأحمر للطيف المرئي.
نطاق الأشعة تحت الحمراء
مثل طيف الضوء المرئي، الذي ينتقل من البنفسجي (أقصر طول موجي للضوء المرئي) إلى اللون الأحمر (أطول طول موجي)، فإن الأشعة تحت الحمراء لها نطاقها الخاص من الأطوال الموجية.
لا تصدر موجات “الأشعة تحت الحمراء القريبة” أقصر، وهي أقرب إلى الضوء المرئي في الطيف الكهرومغناطيسي.
يمكن الكشف عن أي حرارة، والتي يتم تفريغها، من جهاز التحكم عن بعد الخاص بالتلفزيون لتغيير القنوات.
يمكن أيضًا استشعار موجات “الأشعة تحت الحمراء البعيدة” الأطول، الأقرب إلى قسم الميكروويف من الطيف الكهرومغناطيسي.
كالحرارة الشديدة، مثل حرارة ضوء الشمس أو النار، وفقًا لوكالة ناسا.
ضمن الطيف الكهرومغناطيسي، تحدث موجات الأشعة تحت الحمراء بترددات أعلى من الموجات الدقيقة المرئية.
تحت الضوء الأحمر المرئي، ومن هنا جاء اسم “الأشعة تحت الحمراء”.
تعد موجات الأشعة تحت الحمراء أطول من موجات الضوء المرئية، وفقًا لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech).
تتراوح ترددات الأشعة تحت الحمراء من حوالي 300 جيجاهرتز إلى حوالي 400 تيراهيرتز (THz).
تقدر الأطوال الموجية ما بين 1000 ميكرومتر و 760 نانومتر (2.9921 بوصة)، على الرغم من أن هذه القيم ليست نهائية، وفقًا لوكالة ناسا.
الأشعة تحت الحمراء ونقل الحرارة
الأشعة تحت الحمراء هي إحدى الطرق الثلاث التي يمكن من خلالها نقل الحرارة من مكان إلى آخر، والطريقتان الأخريان هما الحمل والتوصيل.
كل شيء يزيد عن 5 درجات كلفن (ناقص 450 درجة فهرنهايت أو ناقص 268 درجة مئوية) يصدر أشعة تحت الحمراء.
تعطي الشمس أيضًا نصف طاقتها الإجمالية كأشعة تحت الحمراء، ويتم امتصاص معظم ضوء النجوم المرئي.
ويتم إعادته بالأشعة تحت الحمراء، وفقًا لجامعة تينيسي.
فوائد الأشعة تحت الحمراء
للأشعة تحت الحمراء فوائد عديدة منها:
الرقيب
يعد الاستشعار والكشف أحد أكثر تطبيقات طيف الأشعة تحت الحمراء فائدة.
حيث أن جميع الأجسام الموجودة على الأرض تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء على شكل حرارة.
يمكن العثور عليها في المستشعرات الإلكترونية، بما في ذلك الأجهزة المستخدمة في نظارات الرؤية الليلية وكاميرات الأشعة تحت الحمراء.
الفلك
يعرّف معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا علم فلك الأشعة تحت الحمراء بأنه “اكتشاف ودراسة الأشعة تحت الحمراء (الطاقة الحرارية) المنبعثة من الأجسام الموجودة في الكون”.
تتيح التطورات في أنظمة التصوير IR CCD المراقبة التفصيلية لتوزيع مصادر الأشعة تحت الحمراء في الفضاء، والكشف عن الهياكل المعقدة للسدم والمجرات والبنية واسعة النطاق للكون.
تتمثل إحدى ميزات مراقبة الأشعة تحت الحمراء في أنها تستطيع اكتشاف الأجسام الباردة جدًا بحيث لا ينبعث منها الضوء المرئي.
أدى ذلك إلى اكتشاف أجسام لم تكن معروفة من قبل، بما في ذلك المذنبات والكويكبات وسحب الغبار بين النجوم، والتي يبدو أنها منتشرة في جميع أنحاء المجرة.
قال روبرت باترسون، أستاذ علم الفلك في جامعة ولاية ميسوري، إن علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء مفيد بشكل خاص لرصد جزيئات الغاز البارد.
ولتحديد التركيب الكيميائي لجزيئات الغبار في الوسط النجمي ؛ تتم هذه الملاحظات باستخدام كاشفات CCD خاصة حساسة لفوتونات الأشعة تحت الحمراء.
ميزة أخرى للأشعة تحت الحمراء هي أن لها طول موجي أطول، مما يعني أنها لا تشتت مثل الضوء المرئي.
وفقًا لوكالة ناسا ؛ وفي الوقت نفسه، يمكن امتصاص الضوء المرئي أو عكسه بواسطة جزيئات الغاز والغبار.
موجات الأشعة تحت الحمراء الأطول تدور حول هذه العوائق الصغيرة.
بسبب هذه الخاصية، يمكن استخدام الأشعة تحت الحمراء لمراقبة الأشياء التي يغطيها الغاز والغبار.
تشمل هذه الأجسام أيضًا نجومًا متكونة حديثًا مدمجة في السديم أو في مركز مجرة الأرض.
اقرأ أيضًا: مقال عن تداخل الضوء
بضائع منزلية
تستخدم الأجهزة المنزلية مثل المصابيح الحرارية والمحمصات الأشعة تحت الحمراء لنقل الحرارة.
مثل السخانات الصناعية، عند استخدامها، في التجفيف ومناولة المواد.
تحول المصابيح المتوهجة حوالي 10 بالمائة فقط من مدخلاتها من الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية مرئية.
يتم تحويل 90 في المائة المتبقية إلى الأشعة تحت الحمراء، وفقًا لوكالة حماية البيئة.
يمكن أيضًا استخدام ليزر الأشعة تحت الحمراء للاتصال من نقطة إلى نقطة، عبر مسافات تصل إلى عدة مئات من الأمتار أو الياردات.
تبعث أجهزة التحكم عن بعد الخاصة بالتلفزيون بالأشعة تحت الحمراء نبضات من طاقة الأشعة تحت الحمراء.
حيث من الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) إلى مستقبل الأشعة تحت الحمراء في التلفزيون، وفقًا لـ How Stuff Works.
بالإضافة إلى ذلك، يحول جهاز الاستقبال نبضات من الإشارات الكهربائية الضوئية، والتي توجه معالجًا دقيقًا لتنفيذ الأمر المبرمج.
الأشعة تحت الحمراء ضارة
الأشعة تحت الحمراء ضارة للعينين والجلد وتسهم في الاحتباس الحراري.
يمكن تصنيف الآثار الضارة لهذه الأشعة على النحو التالي:
تلف العين
إن العين البشرية حساسة لجميع الإشعاعات، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء.
تعمل الأشعة تحت الحمراء على رفع درجة الحرارة الداخلية للعين، مما يجعلها “تحمص”.
كما أن التعرض للأشعة تحت الحمراء لفترات طويلة يمكن أن يؤدي إلى إعتام عدسة العين وتقرحات القرنية وحروق الشبكية، لذلك ننصح بعدم الانتعاش في الشمس!
تلف الجلد
أشعة الشمس تحت الحمراء تلحق الضرر بالجلد ؛ وفي الوقت نفسه، في ضوء الشمس المباشر، ترتفع درجة حرارة جلد الإنسان إلى حوالي 40 درجة مئوية.
لأنه يحول الأشعة تحت الحمراء الممتصة إلى حرارة، وبالتالي فإن نتيجة التعرض القصير هي حروق الشمس.
يؤدي التعرض المطول للأشعة تحت الحمراء أيضًا إلى تكوين أوعية دموية جديدة من تلك الموجودة سابقًا في الجلد.
يتسبب في نمو وهجرة غير طبيعية لخلايا الجلد، وتغيرات في بنية البروتين في الجلد، ويزيد من شيخوخة الجلد المبكرة.
راجع أيضًا: كيفية إصلاح الضوء الساطع
آثار الاحتباس الحراري
يمتص سطح الأرض والغيوم فوقه الإشعاع من أشعة الشمس ويرسلها مرة أخرى كأشعة تحت الحمراء إلى الغلاف الجوي.
وعندما يحتوي الهواء فوق سطح الأرض على تركيز عالٍ من أكاسيد الكبريت والنيتروجين وبخار الماء.
والمواد الكيميائية مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية والأشعة تحت الحمراء محاصرة في الأرض.
يتسبب الإشعاع المحاصر أيضًا في ارتفاع درجات الحرارة، وتضر التغيرات المناخية بالإنسان والحيوان.
اخترنا لك: ما الفرق بين النور والنور؟
هذه لمحة عامة عن فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء. تعد تقنية الأشعة تحت الحمراء أمرًا بالغ الأهمية في العديد من السياقات العلمية والتجارية والعسكرية. نأمل أن يفيدك الموضوع، وللمزيد من الموضوعات قم بزيارة موقع محمود حسونة!