منابع اصلی تشعشعات مادون قرمز معرفی

نور مادون قرمز از نظر بصری برای دید انسان غیرقابل دسترسی است. در همین حال، امواج مادون قرمز طولانی توسط بدن انسان به عنوان گرما درک می شود. نور مادون قرمز برخی از خواص نور مرئی را دارد. تابش این فرم می تواند متمرکز، منعکس و قطبی شود. از نظر تئوری، نور IR بیشتر به عنوان تابش مادون قرمز (IR) تفسیر می شود. Space IR محدوده طیفی تابش الکترومغناطیسی 700 نانومتر - 1 میلی متر را اشغال می کند. امواج مادون قرمز طولانی تر از امواج نور مرئی و کوتاهتر از امواج رادیویی هستند. بر این اساس، فرکانس IR بالاتر از فرکانس امواج مایکروویو و کمتر از فرکانس نور مرئی است. فرکانس IR محدود به محدوده 300 گیگاهرتز - 400 هرتز است.

امواج فروسرخ توسط ستاره شناس بریتانیایی ویلیام هرشل کشف شد. این کشف در سال 1800 به ثبت رسید. این دانشمند با استفاده از منشورهای شیشه ای در آزمایشات خود، امکان تقسیم نور خورشید را به اجزای جداگانه بررسی کرد.

هنگامی که ویلیام هرشل مجبور شد دمای هر گل را اندازه بگیرد، عاملی را در افزایش دما هنگام عبور متوالی از سری زیر کشف کرد:

بنفش،
آبی،
سبزه،
زرده،
نارنجی،
قرمز.

محدوده موج و فرکانس تابش IR

بر اساس طول موج، دانشمندان به طور معمول تابش مادون قرمز را به چندین بخش طیفی تقسیم می کنند. با این حال، هیچ تعریف واحدی از مرزهای هر بخش وجود ندارد.

مقیاس تابش الکترومغناطیسی: 1 - امواج رادیویی. 2 - مایکروویو؛ 3 - امواج IR; 4 - نور مرئی; 5 - ماوراء بنفش؛ 6 - اشعه ایکس. 7 - اشعه گاما; ب - محدوده طول موج؛ E - انرژی

از نظر تئوری، سه محدوده موج تعیین می شود:

نزدیک
میانگین
به علاوه

محدوده مادون قرمز نزدیک با طول موج هایی که به انتهای طیف نور مرئی نزدیک می شوند مشخص می شود. بخش موج تقریبی محاسبه شده در اینجا با طول نشان داده می شود: 750 - 1300 نانومتر (0.75 - 1.3 میکرومتر). فرکانس تابش تقریباً 215-400 هرتز است. طول موج های IR کوتاه حداقل گرما را ساطع می کنند.

محدوده IR متوسط (متوسط)، طول موج 1300-3000 نانومتر (1.3 - 3 میکرومتر) را پوشش می دهد. فرکانس ها در اینجا در محدوده 20-215 THz اندازه گیری می شوند. سطح گرمای تابشی نسبتاً کم است.

محدوده مادون قرمز دور نزدیک به محدوده مایکروویو است. طرح بندی: 3-1000 میکرون. محدوده فرکانس 0.3-20 THz. این گروه از طول موج های کوتاه در محدوده فرکانس حداکثر تشکیل شده است. این جایی است که حداکثر گرما منتشر می شود.

کاربردهای تابش مادون قرمز

پرتوهای IR کاربرد پیدا کرده اند زمینههای مختلف. از شناخته شده ترین دستگاه ها می توان به دوربین های حرارتی، تجهیزات دید در شب و ... اشاره کرد. تجهیزات ارتباطات و شبکه از نور IR به عنوان بخشی از عملیات سیمی و بی سیم استفاده می کنند.

نمونه ای از عملکرد یک دستگاه الکترونیکی تصویرگر حرارتی است که اصل عملکرد آن مبتنی بر استفاده از اشعه مادون قرمز است. و این فقط یک نمونه از بسیاری دیگر است.

کنترل از راه دور مجهز به یک سیستم ارتباطی IR با برد کوتاه است که در آن سیگنال از طریق LED های IR منتقل می شود. به عنوان مثال: لوازم خانگی رایج - تلویزیون، تهویه مطبوع، پخش کننده. نور مادون قرمز داده ها را از طریق سیستم های کابل فیبر نوری منتقل می کند.

علاوه بر این، تابش مادون قرمز به طور فعال توسط نجوم تحقیقاتی برای اکتشافات فضایی استفاده می شود. به لطف تشعشعات مادون قرمز است که امکان تشخیص وجود دارد اشیاء فضایی، نامرئی با چشم انسان.

حقایق ناشناخته درباره نور IR

چشم انسان واقعا نمی تواند اشعه مادون قرمز را ببیند. اما پوست بدن انسان که به فوتون‌ها و نه فقط به تشعشعات حرارتی واکنش نشان می‌دهد، قادر به "دیدن" آنها است.

سطح پوست در واقع به عنوان "کره چشم" عمل می کند. اگر در یک روز آفتابی بیرون بروید، چشمان خود را ببندید و کف دست خود را به سمت آسمان دراز کنید، به راحتی می توانید مکان خورشید را پیدا کنید.

در زمستان، در اتاقی که دمای هوا 21-22 درجه سانتیگراد است، با لباس گرم (ژاکت، شلوار). در تابستان، در یک اتاق، در همان دما، مردم نیز احساس راحتی می کنند، اما با لباس های سبک تر (شلوار، تی شرت).

توضیح این پدیده آسان است: علیرغم دمای یکسان هوا، دیوارها و سقف اتاق در تابستان امواج مادون قرمز بسیار دورتری را منتشر می کنند که توسط نور خورشید منتقل می شوند (FIR - Far Infrared). بنابراین بدن انسان در همان دماها گرمای بیشتری را در تابستان درک می کند.

گرمای IR توسط هر موجود زنده و جسم بی جان تولید می شود. این لحظه به وضوح در صفحه نمایشگر حرارتی مشاهده می شود

جفت افرادی که در یک تخت خوابیده اند به طور غیرارادی فرستنده و گیرنده امواج FIR نسبت به یکدیگر هستند. اگر فردی در رختخواب تنها باشد، به عنوان فرستنده امواج FIR عمل می کند، اما دیگر همان امواج را در پاسخ دریافت نمی کند.

هنگامی که افراد با یکدیگر صحبت می کنند، به طور غیرارادی ارتعاشات موج FIR را از یکدیگر ارسال و دریافت می کنند. آغوش دوستانه (محبت آمیز) همچنین انتقال تشعشعات FIR بین افراد را فعال می کند.

طبیعت چگونه نور IR را درک می کند؟

انسان نمی تواند نور مادون قرمز را ببیند، اما مارهای خانواده افعی (مانند جغجغه ها) دارای حفره های حسی هستند که برای تولید تصاویر در نور مادون قرمز استفاده می شود.

این ویژگی به مارها اجازه می دهد تا حیوانات خونگرم را در تاریکی کامل تشخیص دهند. مارها، با دو حفره حسی، از نظر علمی فرض می‌شوند که درک عمق فروسرخ دارند.

خواص مار IR: 1، 2 - مناطق حساس حفره حسی. 3 - حفره غشایی; 4 - حفره داخلی; 5 - فیبر MG; 6 - حفره خارجی

ماهی ها با موفقیت از نور مادون قرمز نزدیک (NIR) برای گرفتن طعمه و جهت گیری خود در مناطق آبی استفاده می کنند. این حس NIR به ماهی کمک می‌کند تا در شرایط کم نور، در تاریکی یا در آب کدر حرکت کند.

تشعشعات فروسرخ مانند نور خورشید نقش مهمی در شکل دادن آب و هوا و آب و هوای زمین دارد. مجموع جرم نور خورشید جذب شده توسط زمین و مقدار مساوی تابش مادون قرمز باید از زمین به فضا برگردد. در غیر این صورت اجتناب ناپذیر است گرم شدن کره زمینیا خنک کننده جهانی

دلیل واضحی وجود دارد که چرا هوا در یک شب خشک به سرعت سرد می شود. سطوح کم رطوبت و عدم وجود ابر در آسمان مسیر روشنی را برای تشعشعات فروسرخ فراهم می کند. پرتوهای مادون قرمز سریع‌تر به فضای بیرونی می‌روند و بر این اساس، گرما را سریع‌تر می‌برند.

اشعه مادون قرمز طبیعی است نمای طبیعیتابش - تشعشع. هر فردی هر روز در معرض آن است. بخش عظیمی از انرژی خورشید به شکل پرتوهای فروسرخ به سیاره ما می رسد. با این حال، در دنیای مدرن دستگاه های زیادی وجود دارد که از اشعه مادون قرمز استفاده می کنند. می تواند بدن انسان را به طرق مختلف تحت تاثیر قرار دهد. این تا حد زیادی به نوع و هدف استفاده از همین دستگاه ها بستگی دارد.

آنچه هست

تابش مادون قرمز یا پرتوهای IR نوعی تابش الکترومغناطیسی است که ناحیه طیفی از نور مرئی قرمز (که طول موج 0.74 میکرون دارد) تا تابش رادیویی موج کوتاه (با طول موج 1-2 میلی متر) را اشغال می کند. این یک منطقه نسبتاً وسیع از طیف است، بنابراین بیشتر به سه منطقه تقسیم می شود:

نزدیک (0.74 - 2.5 میکرومتر)؛
متوسط (2.5 - 50 میکرون)؛
برد بلند (50-2000 میکرون).

تاریخچه کشف

در سال 1800، دانشمندی از انگلستان، W. Herschel، مشاهده کرد که در قسمت نامرئی طیف خورشیدی (فراتر از نور قرمز) دمای دماسنج افزایش می یابد. پس از آن، تبعیت تابش مادون قرمز به قوانین اپتیک اثبات شد و نتیجه گیری در مورد رابطه آن با نور مرئی انجام شد.

به لطف کارهای فیزیکدان شوروی A. A. Glagoleva-Arkadyeva، که در سال 1923 امواج رادیویی با 80 میکرون λ (محدوده IR) دریافت کرد، وجود یک انتقال مداوم از تابش مرئی به تابش IR و امواج رادیویی به طور تجربی ثابت شد. بنابراین، در مورد ماهیت الکترومغناطیسی مشترک آنها نتیجه گیری شد.

تقریباً همه چیز در طبیعت قادر به انتشار طول موج های مربوط به طیف مادون قرمز است، به این معنی که بدن انسان نیز از این قاعده مستثنی نیست. همه ما می دانیم که همه چیز در اطراف ما از اتم ها و یون ها تشکیل شده است، حتی انسان. و این ذرات برانگیخته قابلیت انتشار دارند و تحت تأثیر عوامل مختلف می توانند به حالت برانگیخته بروند، مثلاً تخلیه الکتریکی یا هنگام گرم شدن. بنابراین، در طیف انتشار شعله اجاق گاز نواری با λ = 2.7 میکرومتر از مولکول های آب و با λ = 4.2 میکرومتر از دی اکسید کربن وجود دارد.

امواج مادون قرمز در زندگی روزمره، علم و صنعت

با استفاده از دستگاه های خاصی در خانه و محل کار، به ندرت از خودمان در مورد تأثیر اشعه مادون قرمز بر بدن انسان سوال می کنیم. در همین حال، بخاری های IR امروزه بسیار محبوب هستند. چیزی که اساساً آنها را از رادیاتورها و کنوکتورهای روغن متمایز می کند، توانایی آنها در گرم کردن مستقیم هوا نیست، بلکه تمام اشیاء واقع در اتاق است. یعنی ابتدا مبلمان، کف و دیوارها گرم می شوند و سپس گرمای خود را وارد جو می کنند. در همان زمان، تابش مادون قرمز نیز بر موجودات - انسان و حیوانات خانگی آنها تأثیر می گذارد.

پرتوهای IR نیز به طور گسترده در انتقال داده و کنترل از راه دور استفاده می شود. در خیلی تلفن های همراهپورت های مادون قرمز برای تبادل فایل ها بین آنها طراحی شده است. و تمامی ریموت کنترل های تهویه مطبوع، سیستم های استریو، تلویزیون و برخی از اسباب بازی های کنترل شده کودکان نیز از پرتوهای الکترومغناطیسی در محدوده مادون قرمز استفاده می کنند.

استفاده از پرتوهای IR در ارتش و فضانوردی

پرتوهای مادون قرمز بیشترین اهمیت را برای صنایع هوافضا و نظامی دارند. دوربین های دوچشمی، مناظر و غیره مختلفی بر اساس فوتوکاتد با حساسیت به اشعه مادون قرمز (تا 1.3 میکرون) ایجاد می شود. آنها اجازه می دهند، در حالی که به طور همزمان اشیاء را با تابش مادون قرمز تابش می کنند، هدف گیری یا مشاهده در تاریکی مطلق را انجام دهند.

به لطف دریافت کننده های بسیار حساس پرتوهای مادون قرمز ایجاد شده، تولید موشک های خانگی امکان پذیر شد. حسگرهای موجود در سر آنها به تابش مادون قرمز هدف که معمولا دمای آن بالاتر از محیط است واکنش نشان می دهد و موشک را به سمت هدف هدایت می کند. تشخیص قطعات گرم شده کشتی ها، هواپیماها و مخازن با استفاده از جهت یاب گرمایی بر اساس همین اصل است.

مکان یاب و مسافت یاب IR می توانند اشیاء مختلف را در تاریکی کامل شناسایی کرده و فاصله آنها را اندازه گیری کنند. دستگاه های خاصی که در ناحیه مادون قرمز ساطع می کنند برای ارتباطات فضایی و زمینی از راه دور استفاده می شود.

اشعه مادون قرمز در فعالیت های علمی

یکی از رایج ترین آنها مطالعه طیف های گسیل و جذب در ناحیه IR است. در مطالعه خصوصیات پوسته های الکترونیکی اتم ها، برای تعیین ساختار انواع مولکول ها، و علاوه بر این، در تجزیه و تحلیل کمی و کیفی مخلوط مواد مختلف استفاده می شود.

به دلیل تفاوت در ضرایب پراکندگی، عبور و بازتاب اجسام در پرتوهای مرئی و فروسرخ، عکس‌های گرفته شده در شرایط مختلف کمی متفاوت هستند. عکس های گرفته شده در مادون قرمز اغلب جزئیات بیشتری را نشان می دهند. چنین تصاویری به طور گسترده در نجوم استفاده می شود.

بررسی تاثیر پرتوهای IR بر بدن

اولین داده های علمی در مورد تأثیرات اشعه مادون قرمز بر بدن انسان به دهه 1960 برمی گردد. نویسنده این تحقیق پزشک ژاپنی تاداشی ایشیکاوا است. در طول آزمایشات خود، او توانست ثابت کند که اشعه مادون قرمز تمایل به نفوذ به اعماق بدن انسان دارد. در این مورد، فرآیندهای تنظیم حرارت، مشابه واکنش به حضور در سونا رخ می دهد. با این حال، تعریق در دمای محیط پایین تر (حدود 50 درجه سانتیگراد) شروع می شود و گرم شدن اندام های داخلی بسیار عمیق تر اتفاق می افتد.

در طول چنین گرم شدن، گردش خون افزایش می یابد، رگ های اندام های تنفسی، بافت زیر جلدی و پوست گشاد می شوند. با این حال، قرار گرفتن طولانی مدت در معرض اشعه مادون قرمز بر روی یک فرد می تواند باعث گرمازدگی شود و تابش مادون قرمز قوی منجر به سوختگی در درجات مختلف می شود.

حفاظت IR

فهرست کوچکی از اقدامات با هدف کاهش خطر قرار گرفتن در معرض اشعه مادون قرمز در بدن انسان وجود دارد:

کاهش شدت تابش.این از طریق انتخاب تجهیزات تکنولوژیکی مناسب، جایگزینی به موقع تجهیزات قدیمی و همچنین طرح منطقی آن به دست می آید.
حذف کارگران از منبع تشعشعاگر خط تولید اجازه می دهد، کنترل از راه دور آن باید ترجیح داده شود.
نصب صفحات محافظ در منبع یا محل کار.چنین نرده هایی را می توان به دو روش ترتیب داد تا تاثیر اشعه مادون قرمز بر بدن انسان را کاهش دهد. در حالت اول باید امواج الکترومغناطیسی را منعکس کنند و در حالت دوم باید آنها را به تأخیر بیندازند و انرژی تشعشع را به انرژی حرارتی تبدیل کرده و سپس حذف کنند. با توجه به این واقعیت که صفحه های محافظ نباید متخصصان را از فرصت نظارت بر فرآیندهای در حال وقوع در تولید محروم کنند، می توان آنها را شفاف یا شفاف ساخت. برای این منظور مواد انتخاب شده شیشه سیلیکات یا کوارتز و همچنین توری فلزی و زنجیر است.
عایق حرارتی یا خنک کننده سطوح داغ.هدف اصلی عایق حرارتی کاهش خطر سوختگی های مختلف کارگران است.
وسایل حفاظت فردی(البسه خاص مختلف، عینک با فیلتر توکار، سپر).
اقدامات پیشگیرانه.اگر در طی اقدامات فوق سطح قرار گرفتن در معرض اشعه مادون قرمز روی بدن به اندازه کافی بالا بماند، باید یک رژیم کار و استراحت مناسب انتخاب شود.

فواید برای بدن انسان

تشعشعات مادون قرمز بر بدن انسان به دلیل گشاد شدن رگ های خونی، اشباع بهتر اندام ها و بافت ها با اکسیژن منجر به بهبود گردش خون می شود. علاوه بر این، افزایش دمای بدن به دلیل تأثیر اشعه بر انتهای عصبی در پوست، اثر ضد درد دارد.

اشاره شد که عملیات جراحی تحت تأثیر اشعه مادون قرمز چندین مزیت دارد:

تحمل درد بعد از جراحی تا حدودی راحت تر است.
بازسازی سلولی سریعتر اتفاق می افتد.
تأثیر اشعه مادون قرمز بر روی یک فرد به فرد اجازه می دهد تا هنگام انجام عمل جراحی بر روی حفره های باز از خنک شدن اندام های داخلی جلوگیری کند، که خطر ابتلا به شوک را کاهش می دهد.

در بیماران مبتلا به سوختگی، اشعه مادون قرمز حذف نکروز و همچنین انجام اتوپلاستی در مراحل اولیه را ممکن می کند. علاوه بر این، طول مدت تب کاهش می یابد، کم خونی و هیپوپروتئینمی کمتر مشخص می شود و فراوانی عوارض کاهش می یابد.

ثابت شده است که تشعشعات IR می تواند اثر برخی از آفت کش ها را با افزایش ایمنی غیراختصاصی تضعیف کند. بسیاری از ما در مورد درمان رینیت و برخی تظاهرات دیگر سرماخوردگی با لامپ های آبی IR می دانیم.

آسیب به انسان

شایان ذکر است که آسیب اشعه مادون قرمز به بدن انسان نیز می تواند بسیار قابل توجه باشد. بارزترین و شایع ترین موارد سوختگی پوست و درماتیت است. آنها می توانند یا در صورت قرار گرفتن در معرض امواج ضعیف طیف مادون قرمز برای مدت طولانی یا در هنگام تابش شدید رخ دهند. اگر در مورد اقدامات پزشکی صحبت کنیم، نادر است، اما با این وجود، اگر به درستی درمان نشود، گرمازدگی، آستنی و تشدید درد رخ می دهد.

یکی از مشکلات مدرنسوختگی چشم هستند خطرناک ترین برای آنها پرتوهای IR با طول موج در محدوده 0.76-1.5 میکرون است. تحت تأثیر آنها، عدسی و زلالیه گرم می شوند که می تواند منجر به اختلالات مختلف شود. یکی از شایع ترین عواقب آن فتوفوبیا است. کودکانی که با نشانگرهای لیزری بازی می کنند و جوشکارانی که از تجهیزات محافظ شخصی غافل می شوند باید این را به خاطر بسپارند.

اشعه IR در پزشکی

درمان با اشعه مادون قرمز می تواند موضعی یا عمومی باشد. در حالت اول، یک اثر موضعی در ناحیه خاصی از بدن انجام می شود و در حالت دوم، کل بدن در معرض اشعه قرار می گیرد. دوره درمان بستگی به بیماری دارد و می تواند بین 5 تا 20 جلسه 15 تا 30 دقیقه ای باشد. در طی مراحل پيش نيازاستفاده از تجهیزات حفاظتی است. برای حفظ سلامت چشم از روکش های مقوایی یا عینک مخصوص استفاده می شود.

پس از اولین عمل، قرمزی با مرزهای نامشخص در سطح پوست ظاهر می شود که پس از حدود یک ساعت از بین می رود.

عملکرد ساطع کننده های IR

با در دسترس بودن بسیاری از دستگاه های پزشکی، مردم آنها را برای استفاده فردی خریداری می کنند. با این حال، باید به خاطر داشت که چنین دستگاه هایی باید الزامات خاصی را داشته باشند و با رعایت مقررات ایمنی مورد استفاده قرار گیرند. اما نکته اصلی این است که درک این نکته مهم است که مانند هر وسیله پزشکی، ساطع کننده امواج مادون قرمز برای تعدادی از بیماری ها قابل استفاده نیست.

تاثیر اشعه مادون قرمز بر بدن انسان

طول موج، میکرومتر	اقدام مفید
9.5 میکرومتر	اثر اصلاح کننده ایمنی در حالت های نقص ایمنی ناشی از ناشتا، مسمومیت با تتراکلرید کربن و استفاده از سرکوب کننده های ایمنی. منجر به بازیابی سطوح طبیعی ایمنی سلولی می شود.
16.25 میکرومتر	عملکرد آنتی اکسیدانی این به دلیل تشکیل رادیکال های آزاد از سوپراکسیدها و هیدروپراکسیدها و ترکیب مجدد آنها انجام می شود.
8.2 و 6.4 میکرومتر	اثر ضد باکتریایی و عادی سازی میکرو فلور روده به دلیل تأثیر بر روند سنتز هورمون های پروستاگلاندین، که منجر به اثر ایمونومدلینگ می شود.
22.5 میکرومتر	منجر به انتقال بسیاری از ترکیبات نامحلول مانند لخته های خون و پلاک های آترواسکلروتیک به حالت محلول می شود و به آنها اجازه می دهد از بدن خارج شوند.

بنابراین، یک متخصص واجد شرایط، یک پزشک با تجربه، باید یک دوره درمانی را انتخاب کند. بسته به طول امواج مادون قرمز ساطع شده، دستگاه ها را می توان برای اهداف مختلف استفاده کرد.

معرفی

تشعشعات مادون قرمز را تابش حرارتی می نامند زیرا تابش مادون قرمز از اجسام گرم شده توسط پوست انسان به عنوان احساس گرما درک می شود. در این مورد، طول موج های ساطع شده توسط بدن به دمای گرمایش بستگی دارد: هر چه دما بیشتر باشد، طول موج کوتاه تر و شدت تابش بیشتر می شود. طیف تابش یک جسم کاملاً سیاه در دمای نسبتاً پایین (تا چندین هزار کلوین) عمدتاً در این محدوده قرار دارد. تابش مادون قرمز توسط اتم ها یا یون های برانگیخته ساطع می شود. تابش مادون قرمز عملاً مانند نور معمولی است.

تنها تفاوت این است که وقتی به اجسام برخورد می کند، قسمت مرئی طیف تبدیل به روشنایی می شود و اشعه مادون قرمز توسط بدن جذب می شود و به انرژی گرمایی تبدیل می شود. بدون آن، زندگی در سیاره ما غیرقابل تصور است. هنگامی که تابش مادون قرمز در فضا منتشر می شود، عملاً هیچ اتلاف انرژی وجود ندارد. در واقع این روش طبیعی و پیشرفته ترین روش گرمایشی است. بنابراین برای مهندسی برق حرارتی موضوع استفاده از تابش مادون قرمز بسیار جالب است.

هدف از این کار بررسی ویژگی های تابش مادون قرمز و حفاظت در برابر اشعه مادون قرمز است. برای رسیدن به این هدف، حل وظایف زیر ضروری است:

1. ویژگی های تابش مادون قرمز را در نظر بگیرید.

2. تجزیه و تحلیل عوامل مخرب اشعه مادون قرمز.

3. روش های محافظت در برابر اثرات مضر اشعه مادون قرمز را مطالعه کنید.

ویژگی های تابش مادون قرمز و منابع

تشعشعات مادون قرمز توسط هر جسم گرم شده ای تولید می شود که دمای آن شدت و طیف انرژی الکترومغناطیسی ساطع شده را تعیین می کند. اجسام گرم شده با دمای بالای 100 درجه سانتیگراد منبع تشعشعات مادون قرمز موج کوتاه هستند. یکی از مشخصه های کمی تابش شدت تابش حرارتی است که می توان آن را به عنوان انرژی ساطع شده در واحد سطح در واحد زمان (kcal/(m2 h) یا W/m2 تعریف کرد. اندازه گیری شدت تابش حرارتی را در غیر این صورت اکتینومتری (از کلمات یونانی astinos - اشعه و متریو - I اندازه‌گیری می‌کنم) و دستگاهی که برای تعیین شدت تابش استفاده می‌شود، اکتینومتر نامیده می‌شود. بسته به طول موج، توانایی نفوذ تابش مادون قرمز تغییر می کند. تابش مادون قرمز موج کوتاه (0.76-1.4 میکرون) بیشترین قابلیت نفوذ را دارد که تا عمق چندین سانتی متری به بافت انسان نفوذ می کند. اشعه مادون قرمز موج بلند (9-420 میکرون) در لایه های سطحی پوست حفظ می شود.

منابع تابش مادون قرمز در شرایط صنعتی، تولید گرما از موارد زیر امکان پذیر است:

* کوره های ذوب، گرمایش و سایر دستگاه های حرارتی؛

*خنک کردن فلزات گرم شده یا مذاب؛

* گذار به گرما انرژی مکانیکی، صرف رانندگی تجهیزات تکنولوژیکی اصلی می شود.

*انتقال انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی و غیره

حدود 60 درصد انرژی حرارتی در ایران توزیع می شود محیطتوسط اشعه مادون قرمز انرژی تابشی که تقریباً بدون تلفات از فضا می گذرد، دوباره به گرما تبدیل می شود. تشعشعات حرارتی هیچ تاثیر مستقیمی بر هوای محیط، آزادانه در آن نفوذ می کند. منابع گرمای تابشی صنعتی را می توان با توجه به ماهیت تابش به چهار گروه تقسیم کرد:

* با دمای سطح تابشی تا 500 درجه سانتیگراد (سطح بیرونی کوره ها و غیره)؛ طیف آنها شامل پرتوهای مادون قرمز با طول موج 1.9-3.7 میکرون است.

* با دمای سطح از 500 تا 1300 درجه سانتیگراد (شعله باز، چدن مذاب و غیره). طیف آنها عمدتاً شامل پرتوهای مادون قرمز با طول موج 1.9-3.7 میکرون است.

* با دماهای 1300 تا 1800 درجه سانتیگراد (فولاد مذاب و غیره)؛ طیف آنها شامل پرتوهای مادون قرمز تا پرتوهای کوتاه با طول موج 1.2-1.9 میکرون و پرتوهای مرئی با روشنایی بالا است.

* با دمای بالاتر از 1800 درجه سانتیگراد (شعله کوره های قوس الکتریکی، دستگاه های جوش و غیره)؛ طیف تابش آنها، همراه با مادون قرمز و مرئی، پرتوهای فرابنفش است.

در همه حال، اشعه مادون قرمز انسان را احاطه کرده است. قبل از ظهور پیشرفت تکنولوژی، اشعه های خورشید بر بدن انسان تأثیر می گذاشت و با ظهور لوازم خانگی، اشعه مادون قرمز در خانه نیز تأثیر می گذارد. گرمایش درمانی بافت های بدن با موفقیت در پزشکی برای درمان فیزیوتراپی پاتولوژی های مختلف استفاده می شود.

خواص تشعشعات مادون قرمز مدتهاست که توسط فیزیکدانان مورد مطالعه قرار گرفته است و هدف آن به دست آوردن حداکثر فواید و فواید برای انسان است. تمام پارامترهای اثرات مضر در نظر گرفته شد و روش های حفاظت برای حفظ سلامت انسان توصیه شد.

پرتوهای مادون قرمز: آنها چیست؟

تابش الکترومغناطیسی نامرئی که یک اثر حرارتی قوی ایجاد می کند مادون قرمز نامیده می شود. طول پرتوها بین 0.74 تا 2000 میکرومتر است که بین تابش امواج رادیویی مایکروویو و پرتوهای قرمز مرئی است که طولانی‌ترین در طیف خورشید هستند.

در سال 1800، ستاره شناس بریتانیایی ویلیام هرشل تابش الکترومغناطیسی را کشف کرد. این اتفاق هنگام مطالعه پرتوهای خورشید رخ داد: دانشمند متوجه گرم شدن قابل توجه ابزارها شد و توانست تشعشعات نامرئی را متمایز کند.

تابش مادون قرمز نام دوم دارد - "حرارتی". گرما از اجسامی خارج می شود که می توانند دما را حفظ کنند. امواج مادون قرمز کوتاه با شدت بیشتری گرم می شوند و اگر گرما ضعیف احساس شود به این معنی است که امواج دوربرد از سطح ساطع می شوند. سه نوع طول موج تابش مادون قرمز وجود دارد:

کوتاه یا کوتاه تا 2.5 میکرون؛
میانگین حداکثر 50 میکرون؛
طولانی یا دور 50-2000 میکرومتر.

هر جسمی که قبلاً گرم شده باشد، اشعه مادون قرمز ساطع می کند و انرژی گرمایی آزاد می کند. معروف‌ترین منبع طبیعی گرما خورشید است و مصنوع‌ها شامل لامپ‌های برقی، لوازم خانگی و رادیاتورها هستند که کارکرد آنها گرما تولید می‌کند.

اشعه مادون قرمز در کجا استفاده می شود؟

هر کشف جدید با استخراج کاربرد خود را پیدا می کند بزرگترین سودبرای بشریت کشف اشعه مادون قرمز به حل بسیاری از مشکلات در زمینه های مختلف از پزشکی گرفته تا مقیاس صنعتی کمک کرد.

معروف ترین مناطقی که از خواص پرتوهای نامرئی استفاده می شود:

با کمک دستگاه های ویژه، تصویرگرهای حرارتی، می توانید یک شی را در فاصله دور با استفاده از خواص تابش مادون قرمز تشخیص دهید. هر جسمی که بتواند دما را روی سطح خود حفظ کند و در نتیجه اشعه مادون قرمز ساطع کند. یک دوربین ترموگرافی اشعه های گرما را تشخیص می دهد و تصویر دقیقی از جسم مورد شناسایی ایجاد می کند. این ملکمی تواند در صنعت و تمرین نظامی استفاده شود.
برای انجام روش ردیابی در تمرین نظامی، از دستگاه‌هایی با حسگرهایی استفاده می‌شود که می‌توانند هدفی را که گرما ساطع می‌کند شناسایی کنند. علاوه بر این، آنچه دقیقاً در محیط نزدیک وجود دارد به منظور محاسبه صحیح نه تنها مسیر، بلکه همچنین نیروی ضربه، اغلب یک موشک، منتقل می شود.
انتقال حرارت فعال همراه با پرتوها در شرایط خانگی با استفاده از خواص مفید برای گرم کردن اتاق در فصل سرد استفاده می شود. رادیاتورها از فلزی ساخته شده اند که قابلیت انتقال را دارد بزرگترین عددانرژی حرارتی. همین اثر در مورد بخاری ها نیز صدق می کند. برخی از لوازم خانگی: تلویزیون، جاروبرقی، اجاق گاز، اتو دارای همین خواص هستند.
در صنعت، فرآیند جوشکاری محصولات پلاستیکی و بازپخت با استفاده از اشعه مادون قرمز انجام می شود.
تابش مادون قرمز در عمل پزشکی برای درمان پاتولوژی های خاص با گرما و همچنین برای ضد عفونی هوای داخل خانه با استفاده از لامپ های کوارتز استفاده می شود.
تهیه نقشه های آب و هوا بدون ابزارهای ویژه با سنسورهای تشخیص حرارتی که به راحتی حرکت هوای گرم و سرد را تعیین می کنند غیرممکن است.
برای تحقیقات نجومی، تلسکوپ های ویژه ای ساخته می شود که به پرتوهای فروسرخ حساس هستند که قادر به تشخیص اجرام فضایی با دمای متفاوت در سطح هستند.
در صنایع غذایی برای عملیات حرارتی غلات.
برای بررسی اسکناس هادستگاه هایی با تشعشعات مادون قرمز استفاده می شود که با نور آنها می توان اسکناس های تقلبی را تشخیص داد.

تاثیر اشعه مادون قرمز بر بدن انسان مبهم است. طول موج های مختلف می توانند واکنش های غیرقابل پیش بینی ایجاد کنند. باید توجه ویژه ای شود گرمای خورشیدی، که می تواند باعث آسیب شود و به عامل تحریک کننده ای برای راه اندازی فرآیندهای پاتولوژیک منفی در سلول ها تبدیل شود.

پرتوهای با طول موج بلند به پوست برخورد می کند و گیرنده های گرما را فعال می کند و گرمای دلپذیری را به آنها می بخشد. این محدوده فرکانس است که به طور فعال برای اثرات درمانی در پزشکی استفاده می شود. بیشتر گرما توسط پوست جذب می شود و روی سطح آن می افتد. ضربه کم، گرمای دلپذیر سطح پوست را بدون تأثیر بر اندام های داخلی تضمین می کند.

امواج با طول موج 9.6 میکرون باعث تجدید اپیدرم، تقویت سیستم ایمنی و التیام بدن می شود. فیزیوتراپی مبتنی بر استفاده از امواج مادون قرمز طولانی است که باعث ایجاد فرآیندهای زیر می شود:

هنگامی که عضلات صاف پس از انتقال اطلاعات به هیپوتالاموس هنگام تأثیر بر لایه سطحی پوست شل می شوند، گردش خون بهبود می یابد.
فشار خون پس از گشاد شدن عروق عادی می شود.
سلول های بدن بیشتر با مواد مغذی و اکسیژن تامین می شوند که وضعیت عمومی را بهبود می بخشد.
واکنش های بیوشیمیایی سریعتر انجام می شود که بر روند متابولیک تأثیر می گذارد.
ایمنی بهبود می یابد و مقاومت بدن در برابر میکروارگانیسم های بیماری زا افزایش می یابد.
تسریع متابولیسم به حذف مواد سمی و کاهش سرباره کمک می کند.

تأثیر پاتولوژیک

امواج با طول موج کوتاه اثر معکوس دارند. آسیب اشعه مادون قرمز به دلیل اثر حرارتی شدید ناشی از پرتوهای کوتاه است. یک اثر حرارتی قوی در اعماق بدن پخش می شود و باعث گرم شدن اندام های داخلی می شود. گرم شدن بیش از حد بافت ها منجر به کم آبی بدن و افزایش قابل توجه دمای بدن می شود.

پوست در محل تماس با اشعه مادون قرمز با طول کوتاه قرمز می شود و دچار سوختگی حرارتی می شود که گاهی اوقات شدت دوم با ظاهر تاول هایی با محتویات کدر می شود. مویرگ های محل ضایعه منبسط شده و می ترکند که منجر به خونریزی های کوچک می شود.

سلول ها رطوبت خود را از دست می دهند، بدن ضعیف و مستعد ابتلا به انواع مختلف عفونت ها می شود. اگر اشعه مادون قرمز وارد چشم شود، این واقعیت تأثیر مخربی بر بینایی دارد. غشای مخاطی چشم خشک می شود، شبکیه در معرض دید قرار می گیرد تاثیر منفی. عدسی خاصیت ارتجاعی و شفافیت خود را از دست می دهد که یکی از علائم آب مروارید است.

قرار گرفتن در معرض حرارت بیش از حد باعث افزایش فرآیندهای التهابی، در صورت وجود، می شود و همچنین به عنوان زمینه مناسبی برای بروز التهاب عمل می کند. پزشکان می گویند که افزایش دمای چند درجه می تواند باعث عفونت مننژیت شود.

افزایش کلی دمای بدن منجر به گرمازدگی می شود که در صورت عدم ارائه کمک می تواند منجر به عواقب جبران ناپذیری شود. علائم اصلی گرمازدگی:

ضعف عمومی؛
سردرد شدید؛
تاری دید؛
حالت تهوع؛
افزایش ضربان قلب؛
ظاهر عرق سرد در پشت؛
از دست دادن هوشیاری کوتاه مدت

اگر فرکانس قرار گرفتن در معرض اشعه مادون قرمز برای مدت طولانی ادامه یابد، یک عارضه جدی مرتبط با اختلال در تنظیم حرارت رخ می دهد. اگر کمک به موقع به فرد ارائه نشود، سلول های مغزی اصلاح می شوند و فعالیت سیستم گردش خون مهار می شود.

لیست فعالیت ها در اولین دقایق پس از شروع علائم هشدار دهنده:

منبع تابش مادون قرمز را از قربانی خارج کنید: فرد را به سایه یا مکانی دور از منبع گرمای مضر منتقل کنید.
هر لباسی را که ممکن است در تنفس عمیق و آزاد اختلال ایجاد کند، باز کنید یا بردارید.
پنجره را باز کنید تا هوای تازه آزادانه جریان یابد.
با آب خنک پاک کنید یا در یک ورقه مرطوب بپیچید.
سرد را در مکان هایی که شریان های بزرگ قرار دارند (گیجگاهی، کشاله ران، پیشانی، زیر بغل) بمالید.
اگر فرد هوشیار است باید به او آب خنک و تمیز داده شود تا دمای بدن را کاهش دهد.
در صورت از دست دادن هوشیاری باید یک مجموعه احیا شامل تنفس مصنوعی و فشرده سازی قفسه سینه انجام شود.
برای دریافت مراقبت های پزشکی واجد شرایط با آمبولانس تماس بگیرید.

نشانه ها

برای اهداف درمانی، استفاده از امواج حرارتی طولانی به طور گسترده ای در عمل پزشکی استفاده می شود. لیست بیماری ها بسیار طولانی است:

فشار خون بالا؛
سندرم درد؛
به شما کمک می کند تا پوندهای اضافی را کاهش دهید؛
بیماری های معده و دوازدهه؛
حالت های افسردگی؛
بیماری های تنفسی؛
آسیب شناسی پوست؛
رینیت، اوتیت بدون عارضه.

موارد منع استفاده از اشعه مادون قرمز

مزایای پرتوهای مادون قرمز در غیاب آسیب شناسی یا علائم فردی که در آن قرار گرفتن در معرض اشعه مادون قرمز غیرقابل قبول است برای انسان ارزشمند است:

بیماری های سیستمیک خون، تمایل به خونریزی مکرر؛
بیماری های التهابی حاد و مزمن؛
وجود عفونت چرکی در بدن؛
نئوپلاسم های بدخیم؛
نارسایی قلبی در مرحله جبران؛
بارداری؛
صرع و سایر اختلالات عصبی شدید؛
کودکان تا سه سال.

اقدامات حفاظتی در برابر اشعه های مضر

کسانی که در معرض خطر دریافت امواج مادون قرمز موج کوتاه هستند، کسانی هستند که دوست دارند مدت زمان طولانی را زیر آفتاب سوزان بگذرانند و کارگران در کارگاه هایی که از خواص پرتوهای گرما استفاده می شود. برای محافظت از خود، باید توصیه های ساده را دنبال کنید:

کسانی که به برنزه شدن زیبا علاقه دارند، باید زمان خود را در معرض نور خورشید کاهش دهند و قبل از بیرون رفتن، پوست در معرض آفتاب را با یک کرم محافظ چرب کنند.
اگر منبع گرمای شدید در این نزدیکی وجود دارد، شدت گرما را کاهش دهید.
هنگام کار در کارگاه هایی با درجه حرارت بالا، کارگران باید به تجهیزات حفاظت فردی مجهز شوند: لباس مخصوص، کلاه.
زمان صرف شده در اتاق هایی با دمای بالا باید به شدت تنظیم شود.
هنگام انجام روش ها، برای حفظ سلامت چشم از عینک محافظ استفاده کنید.
فقط لوازم خانگی با کیفیت بالا را در اتاق ها نصب کنید.

انواع مختلفی از تشعشعات انسان را در فضای باز و داخل خانه احاطه می کند. آگاهی از پیامدهای منفی احتمالی به شما کمک می کند در آینده سالم بمانید. ارزش تابش مادون قرمز برای بهبود زندگی انسان غیرقابل انکار است، اما یک اثر پاتولوژیک نیز وجود دارد که باید با پیروی از توصیه های ساده از بین برود.

اشعه مادون قرمز- تابش الکترومغناطیسی، اشغال منطقه طیفی بین انتهای قرمز نور مرئی (با طول موج λ = 0.74 میکرومتر و فرکانس 430 THz) و تابش رادیویی مایکروویو (λ ~ 1-2 میلی متر، فرکانس 300 گیگاهرتز).

کل محدوده تابش مادون قرمز به طور معمول به سه ناحیه تقسیم می شود:

لبه طول موج بلند این محدوده گاهی اوقات به یک محدوده جداگانه از امواج الکترومغناطیسی - تابش تراهرتز (تابش زیر میلی متر) جدا می شود.

تابش مادون قرمز را "تابش حرارتی" نیز می نامند، زیرا تابش مادون قرمز از اجسام گرم شده توسط پوست انسان به عنوان احساس گرما درک می شود. در این مورد، طول موج های ساطع شده توسط بدن به دمای گرمایش بستگی دارد: هر چه دما بیشتر باشد، طول موج کوتاه تر و شدت تابش بیشتر می شود. طیف تابش یک جسم سیاه مطلق در دمای نسبتاً پایین (تا چند هزار کلوین) عمدتاً در این محدوده قرار دارد. تابش مادون قرمز توسط اتم ها یا یون های برانگیخته ساطع می شود.

یوتیوب دایره المعارفی

1 / 3

✪ 36 مقیاس امواج الکترومغناطیسی اشعه مادون قرمز و فرابنفش

✪ آزمایشات فیزیک بازتاب مادون قرمز

✪ آزمایشات فیزیک انکسار و جذب اشعه مادون قرمز

زیرنویس

تاریخچه کشف و ویژگی های کلی

تشعشعات فروسرخ در سال 1800 توسط ستاره شناس انگلیسی W. Herschel کشف شد. هرشل در حین مطالعه خورشید به دنبال راهی برای کاهش گرمایش ابزاری بود که با آن مشاهدات انجام می شد. هرشل با استفاده از دماسنج‌ها برای تعیین اثرات بخش‌های مختلف طیف مرئی، دریافت که «حداکثر گرما» در پشت رنگ قرمز اشباع شده و احتمالاً «فراتر از شکست مرئی» قرار دارد. این مطالعه آغاز مطالعه اشعه مادون قرمز بود.

پیش از این، منابع آزمایشگاهی تشعشعات مادون قرمز منحصراً اجسام داغ یا تخلیه الکتریکی در گازها بودند. امروزه بر اساس لیزرهای گازی حالت جامد و مولکولی، منابع مدرنتابش مادون قرمز با فرکانس قابل تنظیم یا ثابت. برای ثبت تشعشعات در ناحیه مادون قرمز نزدیک (تا 1.3 میکرومتر)، از صفحات عکاسی ویژه استفاده می شود. آشکارسازهای فوتوالکتریک و مقاومت نوری دامنه حساسیت بیشتری دارند (تا حدود 25 میکرون). تابش در ناحیه مادون قرمز دور توسط بولومترها ثبت می شود - آشکارسازهایی که به گرمایش توسط اشعه مادون قرمز حساس هستند.

تجهیزات مادون قرمز به طور گسترده هم در فناوری نظامی (مثلاً برای هدایت موشک) و هم در فناوری غیرنظامی (مثلاً در سیستم های ارتباطی فیبر نوری) استفاده می شود. طیف‌سنج‌های مادون قرمز از لنزها و منشورها یا توری‌های پراش و آینه‌ها به عنوان عناصر نوری استفاده می‌کنند. برای حذف جذب تشعشع در هوا، طیف‌سنج‌هایی برای منطقه دور-IR در یک نسخه خلاء ساخته می‌شوند.

از آنجایی که طیف های مادون قرمز با حرکات چرخشی و ارتعاشی در مولکول و همچنین با انتقال های الکترونیکی در اتم ها و مولکول ها مرتبط است، طیف سنجی IR به فرد اجازه می دهد تا اطلاعات مهمی در مورد ساختار اتم ها و مولکول ها و همچنین ساختار نواری کریستال ها به دست آورد.

محدوده تابش مادون قرمز

اشیاء به طور معمول تشعشعات مادون قرمز را در سراسر طیف طول موج ساطع می کنند، اما گاهی اوقات فقط یک ناحیه محدود از طیف مورد توجه است زیرا سنسورها معمولاً فقط تشعشعات را در یک پهنای باند مشخص جمع آوری می کنند. بنابراین، محدوده مادون قرمز اغلب به باندهای کوچکتر تقسیم می شود.

طرح تقسیم متعارف

اغلب، تقسیم به محدوده های کوچکتر به شرح زیر انجام می شود:

مخفف	طول موج	انرژی فوتون	مشخصه
مادون قرمز نزدیک، NIR	0.75-1.4 میکرون	0.9-1.7 eV	نزدیک به IR، از یک طرف توسط نور مرئی محدود شده است، از طرف دیگر توسط شفافیت آب، که به طور قابل توجهی در 1.45 میکرومتر بدتر می شود. LED های مادون قرمز گسترده و لیزرهای فیبر و سیستم های ارتباطی نوری هوابرد در این محدوده عمل می کنند. دوربین های ویدئویی و دستگاه های دید در شب مبتنی بر لوله های تقویت کننده تصویر نیز در این محدوده حساس هستند.
مادون قرمز با طول موج کوتاه، SWIR	1.4-3 میکرون	0.4-0.9 eV	جذب تابش الکترومغناطیسی توسط آب در 1450 نانومتر به طور قابل توجهی افزایش می یابد. محدوده 1530-1560 نانومتر در منطقه ارتباطی از راه دور غالب است.
مادون قرمز با طول موج میانی، MWIR	3-8 میکرون	150-400 مگا ولت	در این محدوده، اجسامی که تا چند صد درجه سانتیگراد گرم شده اند شروع به انتشار می کنند. در این محدوده سرهای حرارتی سیستم های پدافند هوایی و تصویرگرهای حرارتی فنی حساس هستند.
مادون قرمز با طول موج بلند، LWIR	8-15 میکرون	80-150 مگا ولت	در این محدوده، اجسامی با دمای حدود صفر درجه سانتیگراد شروع به تابش می کنند. تصویرگرهای حرارتی برای دستگاه های دید در شب در این محدوده حساس هستند.
مادون قرمز دور، FIR	15 - 1000 میکرومتر	1.2-80 مگا ولت

طرح CIE

کمیسیون بین المللی روشنایی کمیسیون بین المللی روشنایی ) تقسیم اشعه مادون قرمز را به سه گروه زیر توصیه می کند:

IR-A: 700 نانومتر - 1400 نانومتر (0.7 میکرومتر - 1.4 میکرومتر)
IR-B: 1400 نانومتر - 3000 نانومتر (1.4 میکرومتر - 3 میکرومتر)
IR-C: 3000 نانومتر - 1 میلی متر (3 میکرومتر - 1000 میکرومتر)

نمودار ISO 20473

تابش حرارتی

تابش حرارتی یا تابش عبارت است از انتقال انرژی از جسمی به جسم دیگر به صورت امواج الکترومغناطیسی که اجسام به دلیل انرژی درونی آنها ساطع می کنند. تشعشعات حرارتی عمدتاً در ناحیه مادون قرمز طیف از 0.74 میکرون تا 1000 میکرون می افتد. یکی از ویژگی های متمایز تبادل حرارت تابشی این است که می توان آن را بین اجسامی که نه تنها در هر محیطی، بلکه در خلاء نیز قرار دارند انجام داد. نمونه ای از تابش حرارتی نور ناشی از لامپ رشته ای است. قدرت تابش حرارتی جسمی که معیارهای جسم سیاه مطلق را برآورده می کند توسط قانون استفان بولتزمن توصیف می شود. رابطه بین توانایی های گسیلی و جذبی اجسام توسط قانون تشعشع کیرشهوف توصیف شده است. تابش حرارتی یکی از سه نوع اصلی انتقال انرژی حرارتی (علاوه بر هدایت حرارتی و همرفت) است. تابش تعادلی تابش حرارتی است که با ماده در تعادل ترمودینامیکی است.

دید مادون قرمز

کاربرد

دستگاه دید در شب

چندین راه برای تجسم یک تصویر مادون قرمز نامرئی وجود دارد:

دوربین های ویدئویی نیمه هادی مدرن در مادون قرمز نزدیک حساس هستند. برای جلوگیری از خطاهای رندر رنگ، دوربین های فیلمبرداری خانگی معمولی مجهز به فیلتر مخصوصی هستند که تصویر IR را قطع می کند. دوربین های سیستم های امنیتی، به عنوان یک قاعده، چنین فیلتری ندارند. با این حال، در تاریکی هیچ منبع طبیعی نور مادون قرمز نزدیک وجود ندارد، بنابراین بدون نور مصنوعی (به عنوان مثال، LED های مادون قرمز)، چنین دوربین هایی چیزی را نشان نمی دهند.
مبدل الکترون نوری یک دستگاه فوتوالکترونیک خلاء است که نور را در طیف مرئی و نزدیک به IR تقویت می کند. حساسیت بالایی دارد و در شرایط نوری بسیار کم قادر به تولید تصاویر است. آنها از نظر تاریخی اولین دستگاه های دید در شب هستند و هنوز هم امروزه به طور گسترده در دستگاه های دید در شب ارزان استفاده می شوند. از آنجایی که آنها فقط در نزدیک به IR کار می کنند، مانند دوربین های ویدئویی نیمه هادی، به نور نیاز دارند.
بلومتر - سنسور حرارتی. بلومترها برای سیستم‌های بینایی فنی و دستگاه‌های دید در شب در محدوده طول موج 3..14 میکرون (mid-IR) حساس هستند که مربوط به تابش اجسامی است که از 500 تا 50- درجه سانتی‌گراد گرم می‌شوند. بنابراین، دستگاه های بولومتریک نیازی به نور خارجی ندارند، تابش خود اشیاء را ثبت می کنند و تصویری از اختلاف دما ایجاد می کنند.

ترموگرافی

ترموگرافی مادون قرمز، تصویربرداری حرارتی یا فیلم حرارتی است روش علمیبه دست آوردن یک ترموگرام - تصویری در پرتوهای مادون قرمز که توزیع میدان های دما را نشان می دهد. دوربین‌های ترموگرافی یا تصویرگرهای حرارتی تشعشعات را در محدوده مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی (تقریباً 900-14000 نانومتر یا 0.9-14 میکرومتر) تشخیص می‌دهند و از این تابش برای ایجاد تصاویری استفاده می‌کنند که به شناسایی مناطق بیش از حد گرم یا سرد شده کمک می‌کند. از آنجایی که تشعشعات فروسرخ از تمام اجسامی که دارای دما هستند ساطع می شود، طبق فرمول پلانک برای تابش جسم سیاه، ترموگرافی به فرد اجازه می دهد که محیط را با یا بدون نور مرئی "دید" کند. مقدار تابش ساطع شده توسط یک جسم با افزایش دمای آن افزایش می یابد، بنابراین ترموگرافی به ما امکان می دهد تفاوت دما را ببینیم. هنگامی که از طریق یک تصویرگر حرارتی نگاه می کنیم، اجسام گرم بهتر از آنهایی که تا دمای محیط سرد شده اند، قابل مشاهده هستند. افراد و حیوانات خونگرم چه در روز و چه در شب به راحتی در محیط قابل مشاهده هستند. در نتیجه، پیشرفت استفاده از ترموگرافی را می توان به خدمات نظامی و امنیتی نسبت داد.

خانه مادون قرمز

هد فروسرخ فروسرخ - یک هد هومینگ که بر اساس اصل گرفتن امواج مادون قرمز ساطع شده از هدف مورد نظر کار می کند. این یک دستگاه نوری-الکترونیکی است که برای شناسایی هدف در پس زمینه اطراف و صدور سیگنال قفل به دستگاه هدف گیری خودکار (ADU) و همچنین اندازه گیری و ارسال سیگنال سرعت زاویه ای خط دید به خلبان خودکار طراحی شده است.

بخاری مادون قرمز

انتقال اطلاعات

گسترش LED های مادون قرمز، لیزرها و فتودیودها امکان ایجاد یک روش نوری بی سیم برای انتقال داده ها را بر اساس آنها ممکن ساخته است. که در فناوری رایانهمعمولاً برای اتصال رایانه ها با دستگاه های جانبی (رابط IrDA) استفاده می شود. برخلاف کانال رادیویی، کانال مادون قرمز به تداخل الکترومغناطیسی حساس نیست و این امکان استفاده از آن را در محیط های صنعتی فراهم می کند. از معایب کانال مادون قرمز می توان به نیاز به پنجره های نوری روی تجهیزات، جهت گیری نسبی صحیح دستگاه ها، سرعت انتقال پایین (معمولاً از 5-10 مگابیت بر ثانیه تجاوز نمی کند، اما هنگام استفاده از لیزرهای مادون قرمز، سرعت های قابل توجهی بالاتر ممکن است) اشاره کرد. علاوه بر این، محرمانه بودن انتقال اطلاعات تضمین نمی شود. در شرایط دید مستقیم، کانال مادون قرمز می تواند ارتباط را در فواصل چند کیلومتری فراهم کند، اما برای اتصال کامپیوترهای واقع در همان اتاق، جایی که انعکاس از دیوارهای اتاق ارتباط پایدار و قابل اعتمادی را فراهم می کند، راحت تر است. طبیعی ترین نوع توپولوژی در اینجا "اتوبوس" است (یعنی سیگنال ارسالی به طور همزمان توسط همه مشترکین دریافت می شود). کانال مادون قرمز نمی توانست گسترده شود، کانال رادیویی جایگزین آن شد.

تابش حرارتی نیز برای دریافت سیگنال های هشدار استفاده می شود.

کنترل از راه دور

دیودهای مادون قرمز و فتودیودها در پنل های کنترل از راه دور، سیستم های اتوماسیون، سیستم های امنیتی، برخی از تلفن های همراه (درگاه مادون قرمز) و ... کاربرد زیادی دارند.

جالب اینجاست که اشعه مادون قرمز یک کنترل از راه دور خانگی به راحتی با استفاده از دوربین دیجیتال ضبط می شود.

دارو

رایج ترین کاربردهای اشعه مادون قرمز در پزشکی در سنسورهای مختلف جریان خون (PPG) یافت می شود.

مترهای ضربان قلب (HR - Heart Rate) و اشباع اکسیژن خون (Sp02) که به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، از LED های سبز (برای نبض) و قرمز و مادون قرمز (برای SpO2) استفاده می کنند.

تابش لیزر مادون قرمز در تکنیک DLS (پراکندگی نور دیجیتال) برای تعیین ضربان قلب و ویژگی های جریان خون استفاده می شود.

از اشعه مادون قرمز در فیزیوتراپی استفاده می شود.

اثر تابش امواج مادون قرمز طولانی:

تحریک و بهبود گردش خون وقتی در معرض امواج بلند مادون قرمز بر روی پوست قرار می گیرند گیرنده های پوست تحریک می شوند و در اثر واکنش هیپوتالاموس ماهیچه های صاف رگ های خونی شل می شوند و در نتیجه رگ ها گشاد می شوند. .
بهبود فرآیندهای متابولیک. هنگامی که در معرض گرما قرار می گیرد، تابش مادون قرمز فعالیت در سطح سلولی را تحریک می کند و فرآیندهای تنظیم عصبی و متابولیسم را بهبود می بخشد.

استریلیزاسیون مواد غذایی

اشعه مادون قرمز برای استریل کردن محصولات غذایی برای ضد عفونی استفاده می شود.

صنایع غذایی

از ویژگی های خاص استفاده از تابش IR در صنایع غذایی امکان نفوذ موج الکترومغناطیسی به محصولات متخلخل مویرگی مانند غلات، غلات، آرد و ... تا عمق 7 میلی متر است. این مقدار به ماهیت سطح، ساختار، خواص مواد و ویژگی های فرکانس تابش بستگی دارد. یک موج الکترومغناطیسی با یک محدوده فرکانس مشخص نه تنها یک اثر حرارتی، بلکه همچنین یک اثر بیولوژیکی روی محصول دارد و به تسریع تحولات بیوشیمیایی در پلیمرهای بیولوژیکی کمک می کند.