|
اشعه مادون قرمز ( یا فروسرخ "Infrared" یک تابش الکترومغناطیسی با طول موج بیشتر از امواج مرئی و کوتاهتر از امواج رادیویی است. با توجه به اینکه رنگ سرخ طولانی ترین طول موج را دارد، تابش فروسرخ یا مادون قرمز دارای طول موجی بین تقریباً ۷۵۰ نانومتر و ۱ میلی متر است .
گرمايي كه ما از خورشيد يا از يك محيط گرم احساس ميكنيم، همان تشعشعات مادون قرمز يا به عبارتي انرژي گرمايي است. حتي اجسامي كه فكر ميكنيم خيلي سرد هستند، نيز از خود انرژي گرمايي منتشر ميسازند (يخ و بدن انسان).
اشعه مادون قرمز بين طول موجهاي 0.8 ميکرومتر ( یا 770نانومتر که حد نور مرئي است) و 343 ميکرومتر (343000 نانومتر) قرار دارد.
در اشعه مادون قرمز طول موجهاي کوتاهتر از 1.5 ميکرومتر(1500نانومتر) از پوست مي‌گذرند و بقيه جذب شده و توليد حرارت مي‌کنند.
اشعه مادون قرمز را به سه قسمت تقسيم مي‌کنند:
الف- طول موجهاي کوتاه( مادون قرمز نزدیک) : بين 780 تا 1400 نانومتر. دمای 1400 تا 2700 درجه سانتیگراد را انتقال می دهند.
ب- طول موجهاي متوسط: از 1400 تا 3000 نانومتر: دمای 500 تا 700درجه را انتقال می دهند.
ج- طول موج های بلند ( مادون قرمز دور) : بیشتر از 3000 نانومتر. دمای زیر 500 درجه را انتقال می دهند.
جذب کننده های مادون قرمز:
آب يکي از مواد خيلي جاذب اشعه مادون قرمز است. محلول نمک طعام در حدود 20 برابر آب خالص اشعه را جذب مي‌کند.
شيشه معمولي براي اشعه مادون قرمز بلند به کلي غير قابل نفوذ است و مورد استفاده آن در ساختن گلخانه‌ها براي حفظ گلها از سرما به سبب همين خاصيت است.
منبع طبيعي اشعه مادون قرمز:
بزرگترين منبع طبيعي اشعه مادون قرمز ، خورشيد است. مقداري از نور آفتاب که به ما مي‌رسد، داراي اشعه مادون قرمز کوتاه است، زيرا پرتوهاي مادون قرمز بلند آن در طبقات هوا جذب شده‌اند.
منابع مصنوعي :
اجسام ملتهب
بهترين منبع مصنوعي براي اشعه مادون قرمز ، اجسام ملتهب مي‌باشند که طول موج آنها بر حسب درجه حرارت تغيير مي‌کند. اگر بخواهيم اشعه مادون قرمز تنها داشته باشيم، بايد نور اين قبيل منابع مصنوعي را بوسيله شيشه‌هايي که در ترکيب آنها يد و يا اکسيد منگنز دو (MnO) وجود دارد، صاف کنيم. اين نوع صافيها طيف مرئي را جذب مي‌کند و فقط اشعه مادون قرمز کوتاه را عبور مي‌دهند.
عبور حريان الکتريکي از مقاومتها
روش ديگر که سهل و عملي است، عبور جريان الکتريکي از مقاوتهاي فلزي است، بطوري اين مقاوتها سرخ ميشوند. اين مقاومتها غالبا از آلياژهاي آهن و نيکل ساخته شده‌اند.
چراغ با مفتول زغال : چراغهايي که مفتول آنها از زغال چوب ساخته شده است، نيز به نسبت زياد اشعه مادون قرمز دارند. در اين چراغ نسبت اشعه کوتاه بين 1 ميکرومتر و 7 ميکرومتر خيلي کم ، ولي نسبت اشعه مادون قرمز بلند آن زياد است.
چراغ بخار جيوه : چراغ بخار جيوه نيز ، اشعه مادون قرمز با طول موج کوتاه بين 0.92 ميکرومتر و 1.3 ميکرومتر توليد مي‌کند، ولي نسبت اشعه حاصله نسبت به ساير منابع کمتر است.
اندازه گيري اشعه مادون قرمز
براي اندازه گيري اشعه مادون قرمز از جذب انرژي حرارتي آن استفاده مي‌نمايند، يعني اين اشعه را به جسمي مي‌تابانند که بتواند کليه انرژي را جذب کند و سپس مقدار حرارتي را که در جسم مزبور توليد گشته ، اندازه ميگيرند.
• پيل ترموالکتريکي : وسيله دقيق ديگر براي اندازه گيري اشعه مادون قرمز ، استفاده از پيل ترموالکتريک مي‌باشد که در آن انرژي حرارتي تبديل به انرژي الکتريکي ميشود و به سهولت قابل اندازه گيري است.
• سوزن ترموالکتريک : براي اندازه گيري درجه حرارت در داخل نسوج زنده از دستگاهي به نام سوزن ترموالکتريک استفاده مي‌کنند.
خواص فيزيولوژيکي اشعه مادون قرمز
• اشعه مادون قرمز سبب گرم شدن پوست و نسج سلولي زير جلدي ميشود.
• اشعه مادون قرمز ممکن است در پوست سوختگي‌هاي نسبتا شديدي ايجاد نمايد.
• اگر اشعه مادون قرمز را به مقدار مناسب بکار برند، در نتيجه اتساع رگهاي زير پوست ، سبب تسهيل اعمال فيزيولوژيک پوست ميشود و حتي از راه عکس‌العمل پوستي در بهبودي حال عمومي نيز ميتواند موثر واقع شود.
اين اشعه خاصيت تسکين درد را نيز دارد که علت آن همان اتساع عروق و بهتر انجام گرفتن عمل رفع سموم و تغذيه بافتها است.
کاربرد اشعه مادون قرمز
با توجه به سهم امواج مادون قرمز از طیف رنگها، استفاده های کاربردی زیادی را می توان برای این امواج نام برد از جمله یافتن مقصد و رهگیری هدف در موارد نظامی، تنظیم دما از راه دور، استفاده در بی سیمها برای ارتباطات short area، طیف بینی و پیش بینی وضعیت هوا.
در فناوری های هسته ایی و اتمی نیز انرژیهای فروسرخ، ارتعاشات مولکولی را با ایجاد تغییر در قطبیت آنها از بین می برند و برای مطالعه ی حالتهای انرژی مولکولی، وضعیتی ثابت و پایدار ایجاد می کنند.
طیف بینی فروسرخ نیز سنجش میزان جذب و انتقال فوتونها در محدوده ی انرژی فروسرخ است که بر اساس شدت و فرکانس آنها انجام می شود.
● تصویربرداری با Infrared
در تصویربرداری به کمک امواج مادون قرمز ، فیلترها سعی می کنند تا نزدیکترین طیف به این امواج را ضبط و ثبت کنند. دوربینهای دیجیتال نیز اغلب از بلاک کننده های Infrared استفاده می کنند. دوربین های دیجیتال ارزان تر و همینطور گوشی های تلفن همراه مجهز به دوربین که فیلترهای لازم برای کشف و ضبط طیفهای نزدیک به مادون قرمز را ندارند نیز این امواج را به صورت رنگ سفید درخشانی می بینند (برای امتحان، کنترل از راه دور تلویزیون خود را ضمن فشار دادن یک دگمه ی آن، به سمت گوشی تلفن همراهتان در حالت عکاسی بگیرید)
این نکته را به ویژه زمانی می توانیم بیان کنیم که از اشیایی نزدیک به محل های پر از اشعه ی مادون قرمز عکس می گیریم مانند فضای اطراف یک لامپ معمولی، در این حالت، دخالت اشعه ی مادون قرمز به وجود آمده، می تواند به پاک شدن صفحه ی کل تصویر بیانجامد.
روش دیگری نیز وجود دارد که تصویربرداری با اشعه ی تراهرتز نامیده می شود که گرفتن تصاویر با استفاده از اینفرارد در فواصل دور یا امواجی است که یکای آنها به تراهرتز اندازه گیری می شود. البته نبودن منابع روشنایی، از لحاظ فنی تصویربرداری با امواج تراهرتز را از سایر انواع تصویربرداری ها دچار دشواری و پیچیدگی می کند.
البته نسخه های جدیدی که از نرم افزارها و دستگاههای تصویربرداری تراهرتز تهیه شده است، با توجه به تولید و عرضه ی طیف بینهای زمان بندی شده در کنار بسته های اصلی، بسیار جالبتر و قابل استفاده تر گشته اند.
●مادون قرمز در ارتباطات
انتقال داده ها از طریق امواج فروسرخ نیز در ابعاد مکانی کوچک و بین دستگاههای کامپیوتری دیجیتال و تلفنهای همراه یا PDA ها (دستیارهای دیجیتال شخصی) مورد استفاده قرار می گیرد. این گونه دستگاهها خود را با استانداردها و قوانینی که توسط IrDA (انجمن داده های اینفرارد) تطبیق می دهند و کار می کنند.
کنترلهای از راه دور و دستگاههای مطابق با استانداردهای IrDA از دیودهای ساطع کننده ی نور یا LED برای ساطع کردن امواج فروسرخ که توسط یک لنز پلاستیکی داخل نورافکنی کوچک و نازک کارگذاشته شدند استفاده می جویند. این نورافکنها، نوسان بندی شدند و وقتی روشن و خاموش می شوند، به تناسب، داده ها را رمزگذاری می نمایند.
دستگاه دریافت کننده ی امواج فروسرخ، از یک فتودیود با جنس سیلیکون استفاده می کند تا موج اینفرارد را به جریان الکتریکی تبدیل سازد. دستگاه دریافت کننده ی امواج، تنها به سیگنالهای پالس دهنده یی که مدام توسط فرستنده یا Transmitter ساخته می شوند، پاسخ می دهد و امواج فروسرخی که به آرامی از نورهای محدود و کوچکی تغییر حالت می دهند را از صافی مخصوص خود می گذراند.
فناوری اینفرارد در ارتباطات برای استفاده در محل های کوچکی که تراکم افراد و جمعیت در آنها بالاست و بلوتوث یا سایر فناوری ها قادر به انتقال داده به شکلی مناسب نیستند بسیار مفید به نظر می رسد.
امواج مادون قرمز از دیوارها عبور نمی کنند و در نتیجه در کار سایر دستگاههای اتاقهای مجاور دخالت نمی نمایند. اینفرارد رایج ترین فناوری استفاده شده در کنترلهای از راه دور دستگاههای مختلف است.
ارتباطات FSO، شاخه یی از فناوریهای تله کام هستند که از انتشار و تکثیر نور در فضاهای خالی برای انتقال داده و اطلاعات بین دو نقطه استفاده می کنند. این فناوری زمانی استفاده می شود که برقراری ارتباط فیزیکی بین دو نقطه ی مبدا و مقصد دریافت کننده ی اطلاعات مشکل و غیرممکن باشد. برای مثال در شهرهایی که راه اندازی سیستمهای کابل کشی فیبر نوری هزینه ی زیادی دربر خواهد داشت.
این فناوری همچنین در انتقال داده و اطلاعات بین فضاپیماها و ماهواره ها به کار گرفته می شود هرچند که در خارج از جو، سیگنالهای ارسالی دچار اندکی انحراف می شوند.
علیرغم اینکه برقراری ارتباط اطلاعاتی در فواصل کوتاه و با حجم پایین اطلاعات توسط LEDها نیز مقدور است، این پیوندهای نوری، معمولاً از امواج اینفرارد لیزری استفاده می کنند.
در نتیجه، فناوری FSO با استفاده از امواج فروسرخ، یک روش بسیار ارزان برای برقراری اتصالات اطلاعاتی در فضاهای شهری با کارکرد بیش از ۴ گیگابیت بر ثانیه استفاده می شوند و حتی قیمت آنها با قیمت خریداری فیبر نوری به تنهایی برابر است!
امواج اینفرارد ، نور لازم برای ارتباطات فیبر نوری را فراهم می کنند. این امواج، طول موجی با حداقل میزان انتشار ۱.۳۳ نانومتر و حداکثر میزان پراکنش نور ۱.۵۵ نانومتر دارند و در سیمهای سیلیسیومی بسیار استفاده می شوند
اینفرارد برای مبادله اطلاعات بین کامپیوتر و گوشی همراه استفاده می شود. گوشیهایی که قابلیت اینفرارد را دارند، توسط این دستگاه که به کامپیوتر متصل می شود فایلهای صوتی و تصویری را دریافت می کنند. یکی از مزایای اینفرارد این است که به دلیل اینکه بدون سیم ( بین گوشی و اینفرارد) اطلاعات منتقل می شود سرعت انتقال بالا میرود. اینفرارد با کارت حافظه یک رابطه مستقیم دارد که هرچه ظرفیت کارت بیشتر باشد ، کارایی اینفرارد بالاتر میرود.
از بین ۴ روش معمول انتقال اطلاعات بین موبایل و کامپیوتر ( پورت کامپیوتر، اینفرارد ، بلوتوس ، کارت ریدر) به صرفه ترین و مناسبترین و عمومی ترین روش انتقال، از طریق اینفرارد ( مادون قرمز ) می باشد. دستگاه اینفرارد بسیار ارزان می باشد و همچنین استفاده از آن بسیار ساده است در صورت خرید اینفرارد حتی با تعویض گوشی باز هم این دستگاه برای شما قابل استفاده می باشد.
اینفرارد را به پورت USB کامپیوتر متصل کنید و گوشی خود را مقابل چشم اینفرارد قرار دهید کامپیوتر به صورت خودکار گوشی شما را شناسایی می کند و خیلی راحت اطلاعات را به گوشی خود انتقال دهید.
دستگاه اینفرارد شما را قادر میسازد تا حداکثر به فاصله ۲۰ ۳۰ سانتی متری با دستگاهی که دارای اینفرارد است ارتباط برقرار کند . ذکر این نکته ضروریست که تکنولوژی اینفرارد یک تکنولوژی Face to Face بوده ( روبروی هم ) و همانند کنترل های دستگاههای صوتی و تصویری که از فناوری اینفرارد بهره می برند عمل میکند . فاصله برد آن برای گوشی های موبایل حداکثر ۳۰ سانتی متر است .
•مادون قرمز در نجوم
سنجش و ارزيابي انرژي مادون قرمز ساطع شده از اجرام نجومي به علت اينكه بيشترين جذب را در اتمسفر زمين دارند مشكل است. بنابراين بيشتر ستاره شناسان براي مطالعه انتشار گرما از اين اجرام از تلسكوپهاي فضايي استفاده ميكنند.
تلسكوپها و آشكارسازهايي كه توسط ستاره شناسان مورد استفاده قرار ميگيرند نيز از خودشان انرژي گرمايي منتشر ميسازند. بنابراين براي به حداقل رساندن اين تاثيرات نامطلوب و براي اينكه بتوان حتي تشعشعات ضعيف آسماني را هم آشكار ساخت، اخترشناسان معمولا تلسكوپها و تجهيزات خود را به درجه حرارتي نزديك به 450?F ، يعني درجه حرارتي حدود صفر مطلق ، ميرسانند. مثلا در يك ناحيه پرستاره ، نقاطي كه توسط نور مرئي قابل رويت نيستند، با استفاده از تشعشعات مادون قرمز بخوبي نشان داده ميشود. همچنين مادون قرمز ميتواند چند كانون داغ و متراكم را همره با ابرهايي از گاز و غبار نشان دهد. اين كانونها شامل مناطق پرستاره‌اي هستند كه در واقع ميتوان آنها را محل تولد ستاره‌اي جديد دانست. با وجود اين ابرها ، رويت ستاره‌هاي جديد با استفاده از نور مرئي به سختي امكانپذير است.
اما انتشار گرما باعث آشكار شدن آنها در تصاوير مادون قرمز ميشود. اختر شناسان با استفاده از طول موجهاي بلند مادون قرمز ميتوانند به مطالعه توزيع غبار در مراكزي كه محل شكل گيري ستاره‌ها هستند، بپردازند. با استفاده از طول موجهاي كوتاه ميتوان شكافي در ميان گازها و غبارهاي تيره و تاريك ايجاد كرد تا بتوان نحوه شكل گيري ستاره‌هاي جديد را مورد مطالعه قرار داد. فضاي بين ستاره‌اي در كهكشان راه شيري ما نيز از توده‌هاي عظيم گاز و غبار تشكيل شده است. اين فضاهاي بين ستاره‌اي يا از انفجارهاي شديد نواخترها ناشي شده‌اند و يا از متلاشي شدن تدريجي لايه‌هاي خارجي ستاره‌هايي جديد از آن شكل ميگيرند. ابرهاي بين ستاره‌اي كه حاوي گاز و غبار هستند، در طول موجهاي بلند مادون قرمز خيلي بهتر آشكار ميشوند (100 برابر بيشتر از نور مرئي).
اخترشناسان براي ديدن ستاره‌هاي جديد كه توسط اين ابرها احاطه شده‌اند، معمولا از طول موجهاي كوتاه مادون قرمز براي نفوذ در ابرهاي تاريك استفاده ميكنند. اخترشناسان با استفاده از اطلاعات بدست آمده از ماهوارهاي نجومي مجهز به مادون قرمز صفحات ديسك مانندي از غبار را كشف كردند كه اطراف ستاره‌ها را احاطه كرده‌اند. اين صفحات احتمالا حاوي مواد خامي هستند كه تشكيل دهنده منظومه‌هاي شمسي هستند. وجود آنها خود گوياي اين است كه سياره‌ها در حال گردش حول ستاره‌ها هستند.
فروش ال ای دی IR مدون قرمز
لینک های مفید:
کمیت ها و واحدهای نور ،،،،، زاویه فضایی (استرادیان) ،،،،، شار نوری (لومن)
شدت روشنایی(لوکس) ،،،،، رابطه لومن با لوکس ،،،،، بهره نوری(لومن بر وات)
درخشندگی(کندل بر متر مربع) ،،،،، دمای رنگ (کلوین) ،،،،،
طیف نور مناسب آکواریوم ،
ولتاژ و جریان الیدی ها (یکوات تا 100 وات)
طول موج IR مناسب دوربین
طیف نوری ال ای دی
سیستم های انرژی خورشیدی
باطری خورشیدی
روشنایی داخلی
نور و سرطان
انواع لامپ ها
مقایسه لامپ هالوژن با ال ای دی
|
