فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء الأشعة تحت الحمراء هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي.
إنها سلسلة متصلة من الترددات التي تنتج عندما تمتص الذرات ثم تنبعث منها الطاقة، من أعلى تردد إلى أدنى تردد.
يشمل الإشعاع الكهرومغناطيسي أشعة جاما والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي.
والأشعة تحت الحمراء، تابع المقال على الموقع 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 الأجسام في الكون تنبعث منها مستوى معين من الأشعة تحت الحمراء.
لكن اثنين من أكثر المصادر وضوحًا هما الشمس والنار، وهذه الأشعة لها بعض المزايا والعيوب التي سنتحدث عنها لاحقًا.
أنظر أيضا: الضوء مهم ولماذا.
كشف الأشعة تحت الحمراء
اكتشف عالم الفلك البريطاني ويليام هيرشل ضوء الأشعة تحت الحمراء في عام 1800، وفقًا لوكالة ناسا.
في محاولة لقياس فرق درجة الحرارة بين الألوان في الطيف المرئي، تم وضع موازين الحرارة في مسار الضوء في كل لون من ألوان الطيف المرئي.
كما لاحظ زيادة في درجة الحرارة من اللون الأزرق إلى الأحمر ووجد مقياس درجة حرارة أكثر دفئًا خارج النهاية الحمراء للطيف المرئي.
نطاق الأشعة تحت الحمراء
مثل الطيف المرئي للضوء، والذي يتراوح من البنفسجي (أقصر طول موجي للضوء المرئي) إلى الأحمر (أطول طول موجي)، فإن الأشعة تحت الحمراء لها نطاقها الخاص من الأطوال الموجية.
لا تصدر موجات “قريبة من الأشعة تحت الحمراء” أقصر، وهي أقرب إلى الضوء المرئي في الطيف الكهرومغناطيسي.
من جهاز التحكم عن بعد الخاص بالتلفزيون إلى القنوات المتغيرة، يمكن اكتشاف أي حرارة مشتتة.
يمكن أيضًا استشعار موجات “الأشعة تحت الحمراء البعيدة” الأطول، الأقرب إلى جزء الميكروويف من الطيف الكهرومغناطيسي.
مثل الحرارة الشديدة، مثل حرارة ضوء الشمس أو النار، وفقًا لوكالة ناسا.
ضمن الطيف الكهرومغناطيسي، تحدث موجات الأشعة تحت الحمراء بترددات أعلى من الموجات الدقيقة.
تحت الضوء الأحمر المرئي، ومن هنا جاء اسم “الأشعة تحت الحمراء”.
وفقًا لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech)، فإن موجات الأشعة تحت الحمراء أطول من موجات الضوء المرئية.
تتراوح ترددات الأشعة تحت الحمراء من حوالي 300 جيجاهرتز إلى حوالي 400 تيراهيرتز (THz).
يقدر الطول الموجي 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 تنتقل بها الحرارة من مكان إلى آخر، والطريقتان الأخريان هما الحمل والتوصيل.
أي شيء يزيد عن 5 درجات كلفن (ناقص 450 درجة فهرنهايت أو ناقص 268 درجة مئوية) يصدر أشعة تحت الحمراء.
تبعث الشمس أيضًا نصف طاقتها الإجمالية كأشعة تحت الحمراء، ويتم امتصاص معظم الضوء المرئي للنجم.
وأعاد إرساله بالأشعة تحت الحمراء، وفقًا لجامعة تينيسي.
فوائد الأشعة تحت الحمراء
تتمتع الأشعة تحت الحمراء بالعديد من المزايا، منها:
المستشعر
يعتبر الاستشعار والكشف من أكثر التطبيقات المفيدة لطيف الأشعة تحت الحمراء.
لأن جميع الأجسام على الأرض تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء على شكل حرارة.
يمكن الكشف عن ذلك بواسطة أجهزة الاستشعار الإلكترونية، بما في ذلك تلك المستخدمة في نظارات الرؤية الليلية وكاميرات الأشعة تحت الحمراء.
الفلك
يصف معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء بأنه “اكتشاف ودراسة الأشعة تحت الحمراء (الطاقة الحرارية) المنبعثة من الأجسام الموجودة في الفضاء.”
سمحت التطورات في أنظمة التصوير IR CCD بملاحظات تفصيلية لتوزيع مصادر الأشعة تحت الحمراء في الكون، وكشف 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.
وقد أدى ذلك إلى اكتشاف أجسام لم تكن معروفة من قبل، بما في ذلك المذنبات والكويكبات وسحب الغبار بين النجوم، والتي يبدو أنها مبعثرة في جميع أنحاء المجرة.
علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء مفيد بشكل خاص لرصد جزيئات الغاز البارد، كما يقول روبرت باترسون، أستاذ علم الفلك في جامعة ولاية ميسوري.
وتحديد التركيب الكيميائي لجزيئات الغبار في الوسط النجمي ؛ تتم هذه الملاحظات باستخدام كاشفات CCD متخصصة حساسة لفوتونات الأشعة تحت الحمراء.
ميزة أخرى للأشعة تحت الحمراء هي أن لها طول موجي أطول، مما يعني أنها لا تشتت بقدر الضوء المرئي.
وفقًا لوكالة ناسا ؛ وفي الوقت نفسه، يمكن امتصاص الضوء المرئي أو عكسه بواسطة جزيئات الغاز والغبار.
ترتد موجات الأشعة تحت الحمراء الأطول حول هذه العوائق الصغيرة.
نتيجة لهذه الخاصية، يمكن استخدام الأشعة تحت الحمراء لمراقبة الأشياء التي يغطيها الغاز والغبار.
تشمل هذه الأجسام أيضًا نجومًا متكونة حديثًا مدمجة في السدم أو في مركز مجرة الأرض.
اقرأ أيضًا: مقال عن تداخل الضوء
استخدام محلي
تستخدم الأجهزة المنزلية مثل المصابيح الحرارية والمحمصات الأشعة تحت الحمراء لنقل الحرارة.
تشبه السخانات الصناعية مثل تلك المستخدمة في التجفيف ومناولة المواد.
تحول المصابيح المتوهجة حوالي 10 بالمائة فقط من الطاقة الكهربائية التي تدخلها 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 للاتصالات 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 الضوء إلى إشارات كهربائية توجه المعالج الدقيق لتنفيذ الأمر المبرمج.
الأشعة تحت الحمراء ضارة
تضر الأشعة تحت الحمراء بالعيون والجلد وتساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري.
يمكن تصنيف الآثار الضارة لهذه الأشعة على النحو التالي:
تلف العين
العين البشرية حساسة لأي إشعاع، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء.
تزيد الأشعة تحت الحمراء من درجة الحرارة الداخلية للعين، مما يجعلها “تحمص”.
كما أن التعرض طويل الأمد للأشعة تحت الحمراء يمكن أن يؤدي إلى إعتام عدسة العين وتقرحات القرنية وحروق شبكية العين، لذلك نوصي بعدم التعرض لأشعة الشمس.
إصابة الجلد
أشعة الشمس تحت الحمراء تلحق الضرر بالجلد. وفي الوقت نفسه، تحت أشعة الشمس المباشرة، ترتفع درجة حرارة جلد الإنسان إلى 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 جديدة في الجلد الموجود مسبقًا.
يتسبب في نمو وهجرة غير طبيعية لخلايا الجلد، ويغير البروتينات الهيكلية للجلد، ويزيد من شيخوخة الجلد المبكرة.
راجع أيضًا: كيفية علاج الضوء الساطع
تأثير الاحتباس الحراري
يمتص سطح الأرض والغيوم فوقه الإشعاع من أشعة الشمس ويرسلها مرة أخرى إلى الغلاف الجوي كأشعة تحت الحمراء.
وعندما يحتوي الهواء فوق سطح الأرض على تركيز عالٍ من أكاسيد الكبريت والنيتروجين وأبخرة الماء.
وتظهر مواد كيميائية مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية والأشعة تحت الحمراء على الأرض.
يتسبب الإشعاع المحاصر أيضًا في ارتفاع درجات الحرارة، ويمكن أن تضر التغيرات المناخية بالإنسان والحيوان.
لقد اخترنا لك. ما هو الفرق بين الضوء والضوء؟
كانت هذه لمحة عامة عن فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء. تعد تقنية الأشعة تحت الحمراء مهمة جدًا في السياقات العلمية والتجارية والعسكرية. نأمل أن تجد الموضوع مفيدًا، ولمزيد من الموضوعات، يرجى زيارة موقع القلعةة.