فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء الأشعة تحت الحمراء هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي.
إنها سلسلة متصلة من الترددات التي تنشأ 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 تريندات على الويب لمعرفة المزيد عن إيجابيات وسلبيات الأشعة تحت الحمراء.
جدول المحتويات
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 الإيجابيات والسلبيات التي سنتحدث عنها لاحقًا.
شاهدي أيضاً: هل الضوء مادة ولماذا؟
كشف الأشعة تحت الحمراء
وفقًا لوكالة ناسا، اكتشف عالم الفلك البريطاني ويليام هيرشل ضوء الأشعة تحت الحمراء في عام 1800 بعد الميلاد.
في تجربة لقياس فرق درجة الحرارة بين الألوان في الطيف المرئي، تم وضع موازين الحرارة في مسار الضوء داخل كل لون من ألوان الطيف المرئي.
لاحظ أيضًا ارتفاعًا في درجة الحرارة من اللون الأزرق إلى الأحمر ووجد مقياسًا لدرجة الحرارة أكثر دفئًا وراء النهاية الحمراء للطيف المرئي.
نطاق الأشعة تحت الحمراء
على غرار طيف الضوء المرئي، الذي يمتد من البنفسجي (أقصر طول موجي للضوء المرئي) إلى الأحمر (أطول طول موجي)، فإن الأشعة تحت الحمراء لها نطاق طول موجي خاص بها.
لا تصدر موجات “الأشعة تحت الحمراء القريبة” الأقصر، والتي تكون أقرب إلى الضوء المرئي على الطيف الكهرومغناطيسي.
يمكن الكشف عن أي حرارة تنبعث من جهاز التحكم عن بعد الخاص بالتلفزيون لتغيير القنوات.
كما يتم الشعور بموجات “الأشعة تحت الحمراء البعيدة” الأطول، والتي تكون أقرب إلى جزء 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.
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).
تقدر الأطوال الموجية بين 1000 ميكرون و 760 نانومتر (2.9921 بوصة)، على الرغم من أن وكالة ناسا تقول إن هذه القيم ليست نهائية.
الأشعة تحت الحمراء ونقل الحرارة
الأشعة تحت الحمراء هي إحدى الطرق الثلاث التي تنتقل بها الحرارة من مكان إلى آخر والطريقتين الأخريين 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 الكثير من الضوء المرئي للنجم.
وأعيد بثها بالأشعة تحت الحمراء، بحسب جامعة 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 الأجهزة المستخدمة في نظارات الرؤية الليلية وكاميرات الأشعة تحت الحمراء.
الفلك
يصف معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا علم الفلك تحت الأحمر بأنه “اكتشاف ودراسة الأشعة تحت الحمراء (الطاقة الحرارية) المنبعثة من الأجسام الموجودة في الكون.”
مكّن التقدم في أنظمة التصوير IR-CCD من المراقبة التفصيلية لتوزيع مصادر الأشعة تحت الحمراء في الفضاء، وكشف الهياكل المعقدة في السدم والمجرات والبنية واسعة النطاق للكون.
ميزة مراقبة الأشعة تحت الحمراء هي أنه يمكنها 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 التي يبدو أنها مبعثرة عبر 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 ؛ يتم إجراء هذه الملاحظات باستخدام كاشفات CCD خاصة حساسة لفوتونات الأشعة تحت الحمراء.
ميزة أخرى للأشعة تحت الحمراء هي أن لها طول موجي أطول، أي أنها تشتت أقل من الضوء المرئي.
وفقًا لوكالة ناسا ؛ بينما 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 يحجبها الغاز والغبار.
تشمل هذه الأجسام أيضًا نجومًا متكونة حديثًا مدمجة في السدم أو في مركز مجرة الأرض.
اقرأ أيضًا: مقال عن تداخل الضوء
الاستخدام المنزلي
تستخدم الأجهزة المنزلية مثل المصابيح الحرارية والمحمصات الأشعة تحت الحمراء لنقل الحرارة.
مثل السخانات الصناعية المستخدمة في التجفيف ومناولة المواد.
تحول المصابيح المتوهجة حوالي 10 بالمائة فقط من الطاقة الكهربائية التي توفرها 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 بضع 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.
يقوم جهاز الاستقبال أيضًا بتحويل نبضات الضوء إلى إشارات كهربائية توجه معالجًا دقيقًا 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
إن العين البشرية حساسة لجميع الإشعاعات، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء.
تعمل الأشعة تحت الحمراء على زيادة درجة الحرارة الداخلية للعين، مما يؤدي إلى “تحميصها”.
كما أن التعرض الطويل للأشعة تحت الحمراء يمكن أن يسبب إعتام عدسة العين وتقرحات القرنية وحروق الشبكية، لذلك لا نوصي بحمامات الشمس!
تلف الجلد
الأشعة تحت الحمراء في ضوء الشمس تضر الجلد. من ناحية أخرى، 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 الأوعية الموجودة في الجلد.
يسبب نموًا غير طبيعي وهجرة خلايا الجلد، ويغير البروتينات الهيكلية في الجلد، ويزيد من شيخوخة الجلد المبكرة.
راجع أيضًا: كيفية معالجة الضوء الساطع
تأثير الاحتباس الحراري
يمتص سطح الأرض والغيوم فوقه الإشعاع من أشعة الشمس ويرسله مرة أخرى إلى الغلاف الجوي كأشعة تحت الحمراء.
وعندما يحتوي الهواء فوق سطح الأرض على تركيز عالٍ من أكاسيد الكبريت والنيتروجين وكذلك بخار الماء.
والمواد الكيميائية مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية والأشعة تحت الحمراء محاصرة على الأرض.
يتسبب الإشعاع المحاصر أيضًا في ارتفاع درجات الحرارة، ويمكن أن تضر التغيرات المناخية بالبشر والحيوانات.
اخترنا لك: ما الفرق بين الضوء والضوء؟
كانت هذه نظرة عامة على فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء.تعتبر تقنية الأشعة تحت الحمراء أمرًا بالغ الأهمية في العديد من السياقات العلمية والتجارية والعسكرية. نأمل أن تستفيد من هذا الموضوع ولمزيد من الموضوعات قم بزيارة صفحة المقالة!