پرتو فروسرخ یا مادون قرمز به زبان ساده چیست؟

ردیابی به کمک امواج مادون قرمز بر اساس گرمایی انجام می‌شود که از موشک، هواپیما و سایر وسایل ساطع می‌شود. گرمای موتور این وسایل باعث تابش حرارتی می‌شود که خاصیتی الکترومغناطیسی دارد و در محدوده طول موج امواج مادون قرمز قرار می‌گیرد.

چکیده

امواج مادون قرمز یا فروسرخ نوعی موج الکترومغناطیسی هستند که در اثر برخورد با یک جسم، باعث گرم شدن آن می‌شوند. برخی از پرتوهای نامرئی خورشید نیز که باعث گرم شدن در مقابل نور خورشید می‌شوند، از این دسته هستند. امواج مادون قرمز طول موج بیشتر و فرکانس کمتری از امواج مرئی دارند و به همین دلیل در طیف مغناطیسی، بعد از امواج مرئی و رنگ سرخ قرار می‌گیرند که نسبت به سایر رنگ‌ها کمترین شکست را دارد. از این رو، به این امواج مادون قرمز یا فروسرخ می‌گویند.

پرتو مادون قرمز چیست؟

پرتو مادون قرمز یا فروسرخ که به صورتIR  نمایش داده می‌شود، نوعی موج الکترومغناطیسی است. اشعه مادون قرمز نخستین بار توسط ویلیام هرشل کشف شد. وی هنگام کار با دماسنج،‌ نوعی اشعه نامرئی را کشف کرد که انرژی کمتری از نور قرمز مرئی منتشر می‌کرد. امواج مادون قرمز همان پرتوهای خورشید هستند که در تماس با اجسام مختلف باعث گرم شدن آنها می‌شوند.

            امواج الکترومغناطیس به‌طور کلی امواج عرضی هستند که ماهیت و سرعت آنها یکسان است ما بسامد و طول موج آنها با هم فرق می‌کند. این امواج می‌توانند از خلاء عبور کنند. انواع امواج الکترومغناطیسی عبارت‌اند از: امواج رادیویی، امواج مادون قرمز، نور مرئی، اشعه‌های ایکس،‌ گاما، ماوراء بنفش و غیره.

            از امواج الکترومغناطیسی در شاخه‌های مختلف علوم پزشکی، از جمله در رادیولوژی و سونوگرافی با لیزر استفاده می‌شود. همچنین در صنایع مختلف مانند برش‌کاری و در علوم نظامی، ماهواره و مخابرات از این امواج در کاربردهای فراوانی بهره می‌برند.

            امواج مادون قرمز یا فروسرخ بیشترین بخش انرژی خورشید را که به زمین می‌رسد تشکیل می‌دهند. گرمای حاصل از آتش یا نور خورشید از اشعه مادون قرمز حاصل می‌شود. طول موج‌هایی کوتاه‌تر از ۱.۵ میکرومتر از پوست ما عبور می‌کنند اما بقیه طول موج‌ها جذب پوست شده و حرارت ایجاد می‌کنند.

            به‌طور کلی،‌ امواجی که بین امواج میکروویو یا ریزموج و امواج مرئی قرار دارند، امواج مادون قرمز نام دارند. یعنی این امواج طول موج کوتاه‌تر از امواج میکروویو و بلندتر از نور مرئی دارند. آنها همچنین بسامدی بیشتر از امواج میکروویو و کمتر از امواج مرئی دارند، یعنی بسامد موج مادون قرمز از سیصد گیگاهرتز تا چهارصدوسی تراهرتز است و طول موج آنها از یک میلی‌متر تا هفتصد‌وچهل نانومتر است.

            به‌طور کلی امواج مادون قرمز را به دو بخش اصلی تقسیم‌بندی می‌کنند:

• مادون قرمز نزدیک یا NIR & IR-A که شامل سه زیرناحیه با طول موج کوتاه یا SWIR & IR-B، متوسط یا NWIR & IR-C و بلند یا LWIR & IR-C است.
• مادون قرمز دور یا FIR

بر اساس استاندارد جهانی، تمام امواج مادون قرمز نزدیک را با NIR نشان می‌دهند و دسته دیگری از امواج مادون قرمز هم وجود دارد که به آنها میانی می‌گویند و با علامت MIR نشان داده می‌شوند.

کاربردهای امواج مادون قرمز

یکی از اولین کاربردهای امواج مادون قرمز، در عینک‌های دید در شب بود. در جاهایی که نور کم است، با استفاده از این امواج می‌توان قدرت بینایی را تقویت کرد. همچنین در دمانگاری یا تصویربرداری گرمایی نیز می‌توان از امواج مادون قرمز استفاده کرد. در مسائل نظامی مانند ردیابی‌های مختلف و در نقشه‌برداری و حتی پیش‌بینی وضعیت هوا نیز از امواج مادون قرمز استفاده می‌شود.

            ردیابی به کمک امواج مادون قرمز بر اساس گرمایی انجام می‌شود که از موشک، هواپیما و سایر وسایل ساطع می‌شود. گرمای موتور این وسایل باعث تابش حرارتی می‌شود و از آنجایی که تابش حرارتی خاصیتی الکترومغناطیسی دارد، در محدوده طول موج امواج مادون قرمز قرار می‌گیرد.

کنترل از راه دور لوازم صوتی و تصویری و همچنین کنترل ابزارهای گرمایشی و برودتی نیز به کمک امواج مادون قرمز میسر می‌شود. امواج مادون قرمز خود به عنوان منبع حرارت نیز به کار می‌روند و اجاق‌ گازهایی وجود دارند که با این امواج کار می‌کنند.

در صنایع هوایی برای آب کردن یخ بال‌های هواپیما از امواج مادون قرمز استفاده می‌شود. کنترل حرارت از راه دور و حتی هدایت سلاح‌های پرتابی نیز از مواردی هستند که در آنها از این امواج استفاده می‌شود.

            یکی از مهم‌ترین کاربردهای امواج مادون قرمز در علوم پزشکی است. از این امواج برای تصویربرداری از گردش خود در رگ‌های بدن استفاده می‌شود. همچنین امواج مادون قرمز می‌توانند انقباض عضلانی، التهاب و دردهای مفصلی را تشخیص دهند و در درمان آنها کمک کنند. در تشخیص مشکلات در بافت‌های بدن نیز می‌توان از این اشعه استفاده کرد.

            برخی از پزشکان و متخصصان معتقدند برای تسکین دردهای عضلانی و رماتیسم می‌توان از سونای مادون قرمز بهره برد. همچنین این نوع سونا برای کاهش اضطراب، انبساط عروق، بهبود گردش خون و جوان ماندن پوست توصیه شده است. رفع سموم بدون و تسکین دردهای مزمن از جمله دیگر کاربردهای سونای مادون قرمز هستند.

در نجوم تلسکوپ‌ها و سنسورهایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که با نور مادون قرمز کار می‌کنند و از آنها برای تصویربرداری از ابرهای مولکولی در اطراف سیارات استفاده می‌شود. از آنجایی که امواج مادون قرمز را می‌توان برای سنجش گرما مواد از راه دور مورد استفاده قرار داد، در تلسکوپ‌هایی که فعالیت‌های موجود در کهکشان‌ها را رصد می‌کنند از این امواج استفاده می‌شود.

از سوی دیگر، تشعشعات مادون قرمزی که از اجرام آسمانی ساطع می‌شوند،‌ باعث به وجود آمدن ابرهایی از گرد و غبار و گاز می‌شود که این ابرها محل پیدایش ستارگان جدید هستند. اما گازهای موجود در این ابرهای مانع از آن می‌شوند که ستارگان را ببینیم. اشعه مادون قرمز به منجمان کمک می‌کند پیدایش این ستارگان جدید را مطالعه کنند.

جمع‌بندی

پرتو مادون قرمز یا فروسرخ که به صورتIR  نمایش داده می‌شود، نوعی موج الکترومغناطیسی است. اشعه مادون قرمز نخستین بار توسط ویلیام هرشل کشف شد. امواج مادون قرمز همان پرتوهای خورشید هستند که در تماس با اجسام مختلف باعث گرم شدن آنها می‌شوند.

            امواج الکترومغناطیس به‌طور کلی امواج عرضی هستند که ماهیت و سرعت آنها یکسان است ما بسامد و طول موج آنها با هم فرق می‌کند. این امواج می‌توانند از خلاء عبور کنند. انواع امواج الکترومغناطیسی عبارت‌اند از: امواج رادیویی، امواج مادون قرمز، نور مرئی، اشعه‌های ایکس،‌ گاما، ماوراء بنفش و غیره.

در دنیای کسب‌وکار امروز، تحصیلات دانشگاهی برای حفظ ارزش شما به‌عنوان نیروی کار بااستعداد و کارآمد کافی نیستند. برای‌ اینکه مزیت رقابتی شخصی خود را حفظ کنید، باید بر آموزش مستمر و مادام‌العمر خود سرمایه‌گذاری کنید. خانواده بزرگ مجتمع فنی تهران هرساله به هزاران نفر کمک می‌کند تا در مسیر شغلی خود پیشرفت کنند.

اگر شاغل هستید و وقت ندارید در دوره‌های آموزشی حضوری شرکت کنید، مجتمع فنی تهران گزینه‌هایی عالی برای آموزش مجازی، آنلاین، آفلاین و ترکیبی ارائه می‌دهد. با شرکت در دوره‌های کوتاه‌مدت مجتمع فنی تهران و دریافت مدارک معتبر و بین‌المللی می‌توانید با اعتماد به نفس مسیر ترقی را طی کنید و در سازمان خود به مهره‌ای ارزشمند تبدیل شود.

پرسش‌های متداول

موج مادون قرمز چیست؟

موج مادون قرمز یا فروسرخ نوعی موج الکترومغناطیسی است که در اثر برخورد با یک جسم، باعث گرم شدن آن می‌شود. برخی از پرتوهای نامرئی خورشید نیز که باعث گرم شدن در مقابل نور خورشید می‌شوند، از این دسته هستند. امواج مادون قرمز طول موج بیشتر و فرکانس کمتری از امواج مرئی دارند و به همین دلیل در طیف مغناطیسی بعد از امواج مرئی و رنگ سرخ قرار می‌گیرند که نسبت به سایر رنگ‌ها کمترین شکست را دارد. از این رو به این امواج مادون قرمز یا فروسرخ می‌گویند.

موج مادون قرمز در چه حوزه‌هایی کاربرد دارد؟

کاربردهای اصلی موج مادون قرمز در حوزه‌های زیر است:

• پزشکی: تصویربرداری از بافت‌های بدن
• شیمی: بررسی ساختار مولکولی مواد
• هنر: تشخیص اصالت آثار هنری
• نجوم: تصویربرداری از اجرام آسمانی و توده‌های ابر فضایی
• هواشناسی: بررسی دمای لایه‌های مختلف جوی،‌ تراکم ابرها و دمای اقیانوس

انواع امواج مادون قرمز کدام‌اند؟

به‌طور کلی امواج مادون قرمز را به دو بخش اصلی تقسیم‌بندی می‌کنند:

• مادون قرمز نزدیک یا NIR & IR-A که شامل سه زیرناحیه با طول موج کوتاه یا SWIR & IR-B، متوسط یا NWIR & IR-C و بلند یا LWIR & IR-C است.
• مادون قرمز دور یا FIR

بر اساس استاندارد جهانی، تمام امواج مادون قرمز نزدیک را با NIR نشان می‌دهند و دسته دیگری از امواج مادون قرمز هم وجود دارد که به آنها میانی می‌گویند و با علامت MIR نشان داده می‌شوند.

نویسنده: بهناز دهکردی