- ما هي الأشعة تحت الحمراء؟
- خصائص الأشعة تحت الحمراء
- تاريخ الأشعة تحت الحمراء
- استخدامات الأشعة تحت الحمراء
نفسر ما هي الأشعة تحت الحمراء وأنواعها وتاريخها وخصائصها. بالإضافة إلى استخداماته وتطبيقاته الرئيسية.
ما هي الأشعة تحت الحمراء؟
الأشعة تحت الحمراء ، والمعروفة باسم الأشعة تحت الحمراء ، هي شكل من أشكال الإشعاع وهو جزء من المجال الكهرومغناطيسي، ولكن لها طول موجي أقصر من خفيفة مرئي (على الرغم من أنه أكبر من الموجات الدقيقة). هذه هي الموجات الكهرومغناطيسية التي أطوالها لوح يتراوح حجمها بين 0.7 و 1000 ميكرون.
نظرًا لأنه ليس جزءًا من الطيف المرئي، فإن أعيننا غير قادرة على إدراك الأشعة تحت الحمراء ، على الرغم من أنه يمكننا اكتشافها كإحساس بـ الحرارة على الجلد ، على سبيل المثال ، عندما نتعرض لأشعة الشمس.
أيضا ، أي نوع من ملفات موضوع لتقديم أ درجة الحرارة أعلى من 0 درجة كلفن (أي ، -273.15 درجة مئوية ، ما يسمى "الصفر المطلق") يصدر مستوى معين من الإشعاع من هذا النوع. في الواقع، كائنات حية تنبعث كمية كبيرة من الأشعة تحت الحمراء بسبب حرارة أجسامنا.
من ناحية أخرى ، اعتمادًا على موقعها داخل نطاق الطول الموجي ، يمكن أن تكون الأشعة تحت الحمراء من ثلاثة أنواع:
- بالقرب من الأشعة تحت الحمراء. يتراوح حجمها بين 0.78 و 2.5 ميكرومتر (وهو النطاق الأقرب للطيف المرئي).
- منتصف الأشعة تحت الحمراء. يتراوح حجمها بين 2.5 و 50 ميكرون.
- الأشعة تحت الحمراء البعيدة. يتراوح حجمها بين 50 و 1000 ميكرون.
الأشعة تحت الحمراء لها وجود مهم في طبيعة سجية. بالإضافة إلى ذلك ، لديهم تطبيقات مختلفة في صناعة.
خصائص الأشعة تحت الحمراء
خصائص الأشعة تحت الحمراء هي كما يلي:
- إنها شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي خارج الطيف المرئي (لا يمكننا رؤيته بالعين المجردة).
- تختلف أطوالها الموجية بين 0.7 و 1000 ميكرومتر وتتراوح قيم التردد الخاصة بها بين 3 × 1011 و 3.84 × 1014
- تنبعث من جميع الأجسام التي تكون درجة حرارتها أعلى من الصفر المطلق ، على وجه الخصوص ، عن طريق الكائنات الحية ، ويُنظر إليها على أنها شكل من أشكال حرارة السطح.
تاريخ الأشعة تحت الحمراء
تم اكتشاف وجود الأشعة تحت الحمراء في بداية القرن التاسع عشر ، من قبل الموسيقي البريطاني الألماني وعالم الفلك ويليام هيرشل (1738-1822) ، وهو أيضًا مكتشف كوكب أورانوس.
استخدم Herschel ملف ميزان الحرارة من الزئبق لقياس درجة حرارة الضوء في الطيف المرئي المنبعث من خلال منشور بصري. وهكذا اكتشف أن القيم كانت أعلى باتجاه الجانب الأحمر من الطيف وأنه حتى عندما تركه (أي عندما تجاوز اللون الأحمر المرئي) ، استمرت الحرارة المسجلة في الزيادة. قاده ذلك إلى استنتاج أنه كان في وجود شكل غير مرئي من الضوء ، والذي أطلق عليه اسم "أشعة الحرارة".
تم تكرار هذه التجربة في أجهزة قياس الإشعاع الكهرومغناطيسي الأولى والتي تم بواسطتها دراسة طيف الأشعة تحت الحمراء وقياس قيم درجة حرارة الضوء.
استخدامات الأشعة تحت الحمراء
للإشعاع تحت الأحمر العديد من التطبيقات البشرية اليوم:
- معدات الرؤية الليلية. من خلال أجهزة كشف الضوء بالأشعة تحت الحمراء ، يتم تصنيع الأجهزة البصرية التي تترجمها إلى الطيف المرئي ، وتسمح لنا "بالرؤية" في الظلام ، مسترشدين بالحرارة المنبعثة من الأشياء. تستخدم هذه الأدوات على نطاق واسع في صناعة الحرب.
- وحدة التحكم عن بعد. يعد استخدام بواعث الأشعة تحت الحمراء في أجهزة التحكم عن بعد وغيرها من الأجهزة البعيدة أمرًا شائعًا ، والتي قد تضطر إلى استخدام موجات الراديو وتوليد "ضوضاء محيطة" لأشكال أخرى أكثر أهمية من إرسال موجات الراديو. البيانات، مثل واي فاي.
- الإرسال الرقمي بالأشعة تحت الحمراء. هذا النوع من تكنولوجيا نقل البيانات (بين أجهزة الكمبيوتر أو بين أجهزة الكمبيوتر و ملحقات قريب) يستخدم إشارات الأشعة تحت الحمراء لنقل البيانات على مسافة قصيرة.
- دراسة طيفية في الفلك. من خلال قياس الأشعة تحت الحمراء في الغلاف الجوي للنجوم الباردة ، يستطيع علماء الفلك دراسة العناصر الكيميائية موجودة فيهم. تستخدم هذه الأشعة أيضًا لدراسة السحب الجزيئية في الفضاء.
- المراقبة و الأمان. يسمح قياس مستويات درجة الحرارة في بيئة مغلقة بأشكال جديدة من المراقبة والأمن ، مثل تلك المطبقة في المطارات خلال فترات الوباء ، لاكتشاف مستويات الحرارة غير الطبيعية في كتلة من الناس حركة.