فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء الأشعة تحت الحمراء هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي.
إنها سلسلة متصلة من الترددات التي تنتج 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 جديد اليومة 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 أوضح مصدرين هما الشمس والنار، وهذه الأشعة لها بعض المزايا والعيوب، والتي سنتحدث عنها 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 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 مقياسًا لدرجة حرارة أكثر دفئًا يتجاوز الجزء الأحمر من الطيف المرئي.
نطاق الأشعة تحت الحمراء
على غرار طيف الضوء المرئي، الذي يتراوح من البنفسجي (أقصر طول موجي للضوء المرئي) إلى الأحمر (أطول طول موجي)، فإن للأشعة تحت الحمراء نطاق أطوال موجية خاصة بها.
فهي لا تصدر أطوال موجات “الأشعة تحت الحمراء القريبة” الأقصر، والتي تكون أقرب إلى الضوء المرئي في الطيف الكهرومغناطيسي.
يمكن أن يؤدي استخدام جهاز التحكم عن بُعد الخاص بالتلفزيون لتغيير القنوات إلى اكتشاف أي حرارة يتم إنتاجها.
يمكن أيضًا استشعار موجات “الأشعة تحت الحمراء البعيدة” الأطول، والتي تكون أقرب إلى جزء الميكروويف من الطيف الكهرومغناطيسي.
كالحرارة الشديدة، مثل حرارة ضوء الشمس أو النار، بحسب وكالة ناسا.
في 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 ناسا الأطوال الموجية بين 1000 ميكرومتر و 760 نانومتر (2.9921 بوصة)، على الرغم من أن هذه القيم ليست نهائية.
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.
أي 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 الضوء المرئي للنجم.
وأعد إرساله 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.
مثل جميع الكائنات على الأرض، فإنها تصدر الأشعة تحت الحمراء على شكل حرارة.
يمكن الكشف عن ذلك باستخدام 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.”
أتاح التقدم في أنظمة التصوير بالأشعة تحت الحمراء CCD إمكانية المراقبة التفصيلية لتوزيع مصادر الأشعة تحت الحمراء في الفضاء، وكشف الهياكل المعقدة في السدم والمجرات والبنية الواسعة 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.
قال روبرت باترسون، أستاذ علم الفلك في جامعة ولاية ميسوري، إن علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء مفيد بشكل خاص لرصد جزيئات الغاز البارد.
وتحديد التركيب الكيميائي لحبيبات 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 ؛ بينما يمكن امتصاص الضوء المرئي أو عكسه بواسطة جزيئات الغاز والغبار.
موجات الأشعة تحت الحمراء الأطول تدور ببساطة حول هذه العوائق الصغيرة.
بفضل 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 المجرة الأرضية.
اقرأ أيضًا: مقال عن تداخل الضوء
استخدام محلي
تستخدم الأجهزة المنزلية مثل المصابيح الحرارية والمحمصات الأشعة تحت الحمراء لنقل الحرارة.
وكذلك السخانات الصناعية، مثل تلك المستخدمة في تجفيف المواد ومعالجتها.
تحول المصابيح المتوهجة حوالي 10 بالمائة فقط من الطاقة الكهربائية المستهلكة 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.
تعمل الأشعة تحت الحمراء على زيادة درجة الحرارة الداخلية للعين، مما يؤدي إلى “خبزها”.
كما أن التعرض الطويل للأشعة تحت الحمراء يمكن أن يؤدي إلى إعتام عدسة العين وتقرحات القرنية وحروق الشبكية، لذلك ننصحك بعدم الانتعاش في الشمس!
تلف الجلد
أشعة الشمس تحت الحمراء تلحق الضرر بالجلد. أثناء التعرض لأشعة الشمس المباشرة، 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 الطويل للأشعة تحت الحمراء أيضًا إلى تكوين أوعية دموية جديدة من تلك الموجودة سابقًا في الجلد.
يسبب نموًا غير طبيعي وهجرة خلايا الجلد، ويغير البروتينات الهيكلية في الجلد، مما يساهم في شيخوخة الجلد المبكرة.
اقرأ أيضًا: كيفية علاج الضوء الساطع
تأثير الاحتباس الحراري
يمتص سطح الأرض والغيوم فوقه إشعاع أشعة الشمس ويرسلها مرة أخرى على شكل أشعة تحت الحمراء إلى الغلاف الجوي.
وإذا كان الهواء فوق سطح الأرض يحتوي على تركيز عالٍ من أكاسيد الكبريت والنيتروجين وكذلك بخار الماء.
وهناك مواد كيميائية مثل مركبات الكربون الكلورية فلورية، والأشعة تحت الحمراء، باقية 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 لمحة عامة عن فوائد ومضار الأشعة تحت الحمراء. تعد تقنية الأشعة تحت الحمراء أمرًا بالغ الأهمية في العديد من التطبيقات العلمية والتجارية والعسكرية. نأمل أن تجد هذا الموضوع مفيدًا، ولمزيد من الموضوعات قم بزيارة موقع جديد اليومة!