معرفی اشعه مادون قرمز و کاربردهای آن

اشعه مادون قرمز چیست؟

اشعه مادون قرمز یک نوع از امواج elecromagnetic است که طول موج آن بین مایکروویو و نور قرمز قرار دارد. این امواج دارای طول موج حدود ۷۰۰ نانومتر تا ۱ میکرومتر هستند و به صورت غیر قابل رویت برای چشم انسان هستند.

اشعه مادون قرمز از طریق تولید حرارت به کار می‌رود و در انواع مختلفی از فعالیت‌های روزمره مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله کاربردهای مربوط به دما گرفتن، تدفین مواد، درمان‌های پزشکی مانند فیزیوتراپی، و همچنین در دستگاه‌های الکترونیکی و دیگر وسایل مصرفی.

تاریخچه کشف اشعه مادون قرمز

اولین کشف اشعه مادون قرمز به دست کارل ویلهلم اشتروم در سال ۱۸۰۰ برمی‌گردد. او متوجه شد که آفتاب اشعه‌های نامرئی ایجاد می‌کند که گرما را به فاصله از خورشید انتقال می‌دهد. در اوایل قرن ۲۰، محققانی مانند فردریش پاسکال، آیزاک نیوتن، و ویلیام هرشل ابعاد جدیدی از اشعه‌های مادون قرمز را کشف کردند و از خواص گرمایی و تأثیرات آنها در اجسام صحبت کردند.

بعد از آن،اشعه مادون قرمز در اوایل قرن ۲۰ در تکنولوژی و دستگاه‌های مختلف استفاده شدند. از جمله در دوربین‌های حرارتی و دیگر دستگاه‌های تصویربرداری.

با پیشرفت تحقیقات، استفاده از اشعه مادون قرمز در تکنولوژی‌های روزمره مانند ریموت کنترل، تجهیزات پزشکی (مانند دستگاه‌های فیزیوتراپی)، تجهیزات گرمایشی و حتی در زمینه‌های صنعتی و کشاورزی گسترش یافت. امروزه، اشعه مادون قرمز در دستگاه‌های بسیاری از ابزارهای الکترونیکی کاربرد دارد. این شامل ریموت کنترل‌ها، دوربین‌های حرارتی، سیستم‌های گرمایشی، دستگاه‌های پزشکی و بسیاری دیگر است.

اشعه مادون قرمز به صورت معمول توسط اجسام گرمازایی تولید می‌شود. یکی از روش‌های اصلی تولید این امواج، توسط اجسامی است که گرما تولید می‌کنند، مانند برخی از اجسام جامد یا گازها که وقتی گرم می‌شوند، این اشعه‌ها را تابانده می‌کنند. به عنوان مثال، لامپ‌های مادون قرمز، دستگاه‌های گرمایشی مبتنی بر مادون قرمز، دستگاه‌های پخت مواد غذایی و گاهی اوقات دستگاه‌های تابش دارای مادون قرمز از این اصول برای تولید استفاده می‌کنند.

این اشعه‌ها توسط اجسام یا دستگاه‌هایی با درجه حرارت بالا تولید می‌شوند و هنگامی که این اجسام گرمایی داغ می‌شوند، انرژی حرارتی به صورت امواج مادون قرمز انتقال پیدا می‌کند.

کاربردهای اشعه مادون قرمز

اشعه مادون قرمز در انواع مختلفی از زندگی روزمره کاربرد دارد. برخی از کاربردهای مهم اشعه مادون قرمز عبارتند از:

• گرمایش: دستگاه‌های گرمایشی مبتنی بر مادون قرمز برای گرم کردن اجسام و مکان‌ها استفاده می‌شوند، از جمله دستگاه‌های گرمایش خانه، دستگاه‌های گرمایشی برای فضاهایی مانند فضاهای بیرونی.
• پزشکی: درمان‌های فیزیوتراپی، مانند درمان درد عضلانی و آسیب‌های اسکلتی عضلانی، از اشعه مادون قرمز بهره می‌برند.
• الکترونیک: از اشعه مادون قرمز در دستگاه‌های الکترونیکی مانند ریموت کنترل‌ها برای ارسال سیگنال‌ها به دستگاه‌های دیگر استفاده می‌شود. مادون قرمز در ریموت کنترل‌ها به عنوان روشی برای ارسال سیگنال‌ها به دستگاه‌های مختلف استفاده می‌شود. این امواج به دلیل ویژگی‌های خود به عنوان یک روش انتقال داده‌ها برای کنترل دستگاه‌ها استفاده می‌شوند:
• در دید مستقیم: امواج مادون قرمز برای ارسال سیگنال به دستگاه مقصد نیاز به خط دید مستقیم دارند. این ویژگی می‌تواند امنیت انتقال داده‌ها را افزایش دهد زیرا به علت نیاز به خط دید مستقیم، احتمال تداخل سیگنال با دستگاه‌های دیگر کمتر است.
• قابلیت کنترل: امواج مادون قرمز به دستگاه کنترلی اجازه می‌دهند تا دستورات مختلف را به دستگاه مورد نظر ارسال کنند. این شامل تغییر کانال‌ها در تلویزیون یا دستورات دیگری که توسط دستگاه مدیریت می‌شوند، می‌باشد.
• کاربرد گسترده: استفاده از این نوع سیگنال در دستگاه‌های مختلفی از جمله تلویزیون، رادیو، کنترل‌های راه دور، دوربین‌های دیجیتال و دیگر وسایل الکترونیکی رایج است. امواج مادون قرمز به دلیل مزایای فوق در ارسال داده‌ها و کنترل دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند و این ویژگی‌ها آنها را به یک انتخاب مناسب برای ریموت کنترل‌ها تبدیل کرده است.
• طبخ غذا: برخی دستگاه‌های طبخ مواد غذایی نیز از این امواج برای گرم کردن و پخت غذا استفاده می‌کنند.
• تکنولوژی پزشکی: دستگاه‌های تصویربرداری مانند دستگاه‌های MRI و دستگاه‌های تصویربرداری حرارتی از اشعه مادون قرمز بهره می‌برند.
• کنترل دما: در سیستم‌های کنترل دما و اندازه‌گیری حرارت، این اشعه‌ها برای انتقال انرژی حرارتی به کار می‌روند.

کاربردهای صنعتی اشعه مادون قرمز

از اشعه مادون قرمز در صنایع مختلفی مانند خطوط تولید، گرمایش محیط‌های کاری و اجسام برای فرایندهای مختلف استفاده می‌شود. در بخش تولید خودرو، اشعه مادون قرمز برای گرم کردن و نرم کردن برخی اجزاء مانند قطعات پلاستیکی یا زیرساخت‌های فلزی استفاده می‌شود.

در تولید و فرآوری شیشه، اشعه مادون قرمز به عنوان یک روش برای گرم کردن و شکل دادن به شیشه‌های گرمازای استفاده می‌شود. همچنین در سیستم‌های کنترل دما، این امواج برای انتقال حرارت و کنترل دماهای مختلف استفاده می‌شوند.

اشعه مادون قرمز در زمینه‌های مختلفی استفاده می‌شدند. یکی از جدیدترین کاربردهای اشعه مادون قرمز که در سال‌های اخیر بیشتر توجه پیدا کرده بود، استفاده از دوربین‌های حرارتی بوده است.

دوربین‌های حرارتی با استفاده از اشعه مادون قرمز، توانایی تصویربرداری از تغییرات دما در اجسام و محیط را دارند. این تکنولوژی در بسیاری از حوزه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد، از جمله:

• ساختمان و سازه‌ها: در حوزه ساخت و ساز برای بررسی عیوب سازه‌ها و شناسایی نقاط گرمایی یا سرریز حرارت در ساختمان‌ها از اشعه مادون قرمز استفاده می شود.
• امنیت: در امور امنیتی برای نظارت و شناسایی حرارتی در مکان‌های عمومی، مانند فرودگاه‌ها یا مناطق مرزی این اشعه کاربرد دارد. دوربین‌های حرارتی با استفاده از اشعه مادون قرمز توانایی تشخیص دما و نقاط گرمایی مختلف را دارند و در بسیاری از زمینه‌ها به عنوان یک ابزار مهم برای نظارت و تشخیص استفاده می‌شوند.

این تنها چند نمونه از کاربردهای صنعتی اشعه مادون قرمز هستند. استفاده از این امواج در صنایع مختلف به دلیل قابلیت گرمایی و کنترل دما، سرعت بالا و کارایی مناسب، بسیار رایج است.

مضرات اشعه مادون قرمز

اشعه مادون قرمز در شرایط استفاده معمولاً مضر نیستند. اما در برخی شرایط خاص، ممکن است مشکلاتی ایجاد شوند. برخی از مواردی که باید در نظر گرفته شوند:

• تعریض پوست: استفاده بیش از حد از دستگاه‌های گرمایشی مبتنی بر مادون قرمز می‌تواند منجر به تعریض و سوختگی پوست شود.
• آسیب به چشم: نگاه طولانی به منابع قوی اشعه مادون قرمز ممکن است به چشم آسیب برساند. بنابراین، استفاده از این اشعه در دستگاه‌های تولید کننده مادون قرمز باید با احتیاط و با رعایت دستورالعمل‌های ایمنی صورت گیرد.
• تأثیر بر پوست: استفاده از اشعه مادون قرمز در برخی درمان‌های پزشکی ممکن است در برخی افراد باعث حساسیت یا تأثیرات نامطلوب بر پوست شود.
• تأثیر بر برخی مواد: برخی اشیاء و مواد ممکن است نسبت به این امواج حساس باشند و در معرض تغییرات و آسیب قرار بگیرند.

در کاربردهای روزمره و با رعایت دستورالعمل‌های ایمنی، اشعه مادون قرمز به طور کلی به عنوان یک منبع گرما و درمانی مورد قبول قرار دارند. اما همواره مهم است که در صورت استفاده از دستگاه‌ها یا روش‌های مبتنی بر مادون قرمز، احتیاط و توجه به دستورالعمل‌های ایمنی و استفاده صحیح آنها را داشته باشید.