مادون قرمز چیست؟

مادون قرمز چیست؟ مادون قرمز (IR/Infrared) که فرو سرخ نیز نامیده می‌شود، تابش الکترومغناطیسی (EMR) با طول موج بیشتر از نور مرئی است، بنابراین برای چشم انسان نامرئی است. مادون قرمز معمولاً شامل طول موج‌هایی از حدود ۱ میلی‌متر (۳۰۰ گیگاهرتز) تا لبه قرمز اسمی طیف مرئی، حدود ۷۰۰ نانومتر (فرکانس ۴۳۰ THz) می‌شود. تشعشعات جسم سیاه از اجسام نزدیک به دمای اتاق تقریباً همه در طول موج فرو سرخ است. در این مقاله از مجله بروکس به این موضوع خواهیم پرداخت که مادون قرمز چیست و چه کاربردهایی دارد؟ با ما همراه باشید.

تاریخچه و کاشف مادون قرمز

تشعشعات فروسرخ در سال ۱۸۰۰ توسط ستاره‌شناس سر ویلیام هرشل کشف شد که نوعی تابش نامرئی را در طیفی که انرژی کمتری نسبت به نور قرمز داشت، با اثر آن بر دماسنج کشف کرد. طبق مطالعات هرشل، کمی بیش از نیمی از انرژی خورشید به شکل فروسرخ در آخر به زمین می‌رسید. تعادل بین تشعشعات فروسرخ جذب شده و ساطع شده تأثیر مهمی بر آب‌وهوای زمین دارد.

تابش مادون قرمز هنگام تغییر حرکات چرخشی – ارتعاشی توسط مولکول‌ها ساطع یا جذب می‌شود. این حالت‌های ارتعاشی را در یک مولکول از طریق تغییر در گشتاور دوقطبی تحریک می‌کند و آن را به یک محدوده فرکانسی مفید برای مطالعه این حالات انرژی برای مولکول‌های دارای تقارن مناسب تبدیل می‌کند. طیف‌سنجی فروسرخ جذب و انتقال فوتون‌ها را در محدوده آن بررسی می‌کند.

در ادامه این مقاله به لامپ‌های مادون قرمز که در مصارف صنعتی و گرمایشی کاربرد دارند، خواهیم پرداخت و انواع و کاربردهای آن را بررسی خواهیم کرد.

اهمیت لامپ مادون قرمز

لامپ‌های مادون قرمز دستگاه‌های الکتریکی هستند که تشعشعات مادون قرمز ساطع می‌کنند. این لامپ‌ها معمولاً در گرمایش تابشی برای فرایندهای صنعتی و گرمایش و ساختمانی استفاده می‌شود.

کاربردهای لامپ مادون قرمز

LEDهای مادون قرمز برای ارتباط روی فیبرهای نوری و در دستگاه‌های کنترل از راه دور استفاده می‌شوند. برای شناخت لامپ‌های ال‌ای‌دی و ساختار آن‌ها، خوب است مقاله لامپ ال‌ای‌دی چگونه ساخته می‌شود؟ را مطالعه کنید.

لامپ‌های مادون قرمز نیز برای برخی از دستگاه‌های دید در شب استفاده می‌شود. این لامپ همچنین در ابزارهای علمی و صنعتی خاصی برای تجزیه‌وتحلیل شیمیایی مایعات و گازها استفاده می‌شود. به‌عنوان‌مثال، آلاینده دی‌اکسید گوگرد در هوا را می‌توان با استفاده از ویژگی‌های جذب مادون قرمز آن اندازه‌گیری کرد.

همچنین از این لامپ‌ها برای پرورش طیور، برخی از بخش‌های صنعت تولید پلاستیک، فرهای صنعتی و … استفاده می‌کنند.

مزایای لامپ مادون قرمز

لامپ فرو سرخ برای تسکین انواع درد از جمله دردهای عضلانی، عصبی، مفصل، ستون فقرات و دردهای ناشی از آسیب‌های ورزشی کاربرد دارد. از دیگر مزایای این لامپ، ترمیم نوع زخم‌ها، خصوصاً زخم‌های دیابتی و کمک به گردش صحیح خون در موارد ابتلا به ورم و واریس و رگ‌های عنکبوتی است.

لامپ Infrared در درمان جوش‌های پوستی، بثورات، سوختگی، عفونت‌های پوستی و آکنه کاربرد دارد. این لامپ همچنین ضدپیری است و برای سلامت پوست، کاهش چین‌وچروک و افتادگی پوست و روشن شدن رنگ پوست مفید است.

انواع طول موج مادون قرمز به‌این‌ترتیب هستند:

• موج‌کوتاه (یا مادون قرمز نزدیک، یا IR-A): ۰٫۷۸ تا ۱٫۵ میکرون
• موج متوسط (یا مادون قرمز متوسط یا متوسط یا IR-B): ۱٫۵ تا ۳ میکرون
• مادون قرمز موج بلند (یا مادون قرمز دور، یا IR-C): ۳ میکرون تا ۱۰۰۰ میکرون

انواع لامپ مادون قرمز

لامپ‌های رشته‌ای از رشته تنگستن گرم شده تا دمای بالا برای تولید نور مرئی و لزوماً تشعشعات مادون قرمز بیشتر استفاده می‌کنند. با تنظیم ولتاژ اعمال شده به لامپ‌های رشته‌ای، می‌توان طیف انرژی تابشی را برای کاهش نور مرئی و تاکید بر تولید انرژی مادون قرمز ایجاد کرد.

شاید بخواهید بدانید نور مرئی و نامرئی چیست و چرا فروسرخ یا مادون قرمز با چشم انسان دیده نمی‌شوند. فروسرخ یا مادون قرمز، نور فرابنفش، ایکس و گاما بازه‌های مختلفی در طیف موج نور هستند که با چشم انسان دیده نمی‌شوند و فقط محدوده‌ی بین مادون قرمز و فرابنفش را می‌بینند که بازه‌ی بسیار کوچکی در این طیف موج گسترده است.

لامپ‌های گرد اغلب به رنگ قرمز (برای کاهش نور مرئی( گرمای تابشی مناسب برای گرم‌کردن افراد یا حیوانات فراهم می‌کنند. البته این نوع لامپ توان کمی دارد.

توسعه انواع لامپ‌های هالوژن کوارتز به صورت خطی اجازه می‌دهد تا چگالی توان بسیار بالاتری تا ۲۰۰ وات بر اینچ لامپ (۸ وات بر میلی‌متر) داشته باشند که برای گرمایش صنعتی، خشک‌کردن و … کاربردی است. برای آشنایی با لامپ‌های هالوژن و چرایی چشمک‌زن بودن آن‌ها به مقاله چرا هالوژن چشمک می‌زند؟ مراجعه کنید.

کلام آخر

اشعه مادون قرمز تابش الکترومغناطیسی (EMR) با طول موج بیشتر از نور مرئی است که برای چشم انسان نامرئی است. این اشعه در کاربردهای صنعتی، علمی، نظامی، تجاری و پزشکی استفاده می‌شود.

لامپ‌های مادون قرمز دستگاه‌های الکتریکی هستند که تشعشعات مادون قرمز ساطع می‌کنند. این لامپ‌ها نوع مختلفی دارند و مزایای فراوانی در مسائل پزشکی و صنعت نیز دارند. کاربردهای این لامپ‌ها در دستگاه‌های کنترل از راه دور، دید در شب، سیستم گرمایشی و در ابزارهای علمی و صنعتی خاصی برای تجزیه‌وتحلیل شیمیایی مایعات و گازها استفاده می‌شود.

فراموش نکنید این لامپ‌ها در کنار ویژگی‌های چشمگیر خود می‌توانند آسیب‌ها و خطراتی از جمله آسیب به پوست یا چشم داشته باشند. اگر تصمیم داشتید از آنها برای درمان استفاده کنید، پیش از هر چیز با پزشکان مشورت کنید.

سؤالات متداول

مادون قرمز چیست؟

شامل طول موج‌هایی از حدود ۱ میلی‌متر (۳۰۰ گیگاهرتز) تا لبه قرمز اسمی طیف مرئی، حدود ۷۰۰ نانومتر (فرکانس ۴۳۰ THz) می‌شود.

کاشف اشعه مادون قرمز کیست؟

تشعشعات فروسرخ در سال ۱۸۰۰ توسط ستاره‌شناس سر ویلیام هرشل کشف شد که نوعی تابش نامرئی را در طیفی که انرژی کمتری نسبت به نور قرمز داشت، با اثر آن بر دماسنج کشف کرد.

لامپ مادون قرمز چه مزایایی دارد؟

مزایای لامپ مادون قرمز شامل تسکین انواع درد، ترمیم نوع زخم‌ها، درمان جوش‌های پوستی، بثورات، سوختگی، عفونت‌های پوستی و آکنه، ضدپیری و سلامت پوست می‌شود.