تبلیغات
علمی - اشعه مادون قرمز
علمی
:..:علم را با ما یاد بگیرید:..:
گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من
درباره وبلاگ


بلاگ علمی بیشتر برای بالا بردن سطح علمی اطلاعات شما و به همراه چندین آموزش جدید.
ممنون میشم داخل نظر سنجی شرکت کنید.

نظر یادت نره!


مدیر وبلاگ : سید محمد صدر
نظرسنجی
از انتشار کدام مطلب علمی در وب سایت راضی هستید؟









برچسبها

اشعه مادون قرمز

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 .

تصویر یک درخت در نور فروسرخ


گرمایی كه ما از خورشید یا از یك محیط گرم احساس میكنیم، همان تشعشعات مادون قرمز یا به عبارتی انرژی گرمایی است. حتی اجسامی ‌كه فكر میكنیم خیلی سرد هستند، نیز از خود انرژی گرمایی منتشر میسازند (یخ و بدن انسان).

اشعه مادون قرمز بین طول موجهای 0.8 میکرومتر (که حد نور مرئی است) و 343 میکرومتر قرار دارد. 

در اشعه مادون قرمز طول موجهای کوتاهتر از 1.5 میکرومتر از پوست می‌گذرند و بقیه جذب شده و تولید حرارت می‌کنند. اشعه مادون قرمز را به دو قسمت تقسیم می‌کنند:

طول موجهای بین 0.8 میکرومتر تا 4 میکرومتر و طول موجهای بلندتر از 4 میکرومتر که اغلب بوسیله مواد جذب می‌شوند، بخصوص طول موجهای بلندتر از 10 میکرومتر بوسیله هوا کاملا جذب می‌شوند.

 

جذب کننده های مادون قرمز:


آب یکی از مواد خیلی جاذب اشعه مادون قرمز است. محلول نمک طعام در حدود 20 برابر آب خالص اشعه را جذب می‌کند.

شیشه معمولی برای اشعه مادون قرمز بلند به کلی غیر قابل نفوذ است و مورد استفاده آن در ساختن گلخانه‌ها برای حفظ گلها از سرما به سبب همین خاصیت است. 

منبع طبیعی اشعه مادون قرمز:

بزرگترین منبع طبیعی اشعه مادون قرمز ، خورشید است. مقداری از نور آفتاب که به ما می‌رسد، دارای اشعه مادون قرمز کوتاه است، زیرا پرتوهای مادون قرمز بلند آن در طبقات هوا جذب شده‌اند. 

منابع مصنوعی :

اجسام ملتهب 
بهترین منبع مصنوعی برای اشعه مادون قرمز ، اجسام ملتهب می‌باشند که طول موج آنها بر حسب درجه حرارت تغییر می‌کند. اگر بخواهیم اشعه مادون قرمز تنها داشته باشیم، باید نور این قبیل منابع مصنوعی را بوسیله شیشه‌هایی که در ترکیب آنها ید و یا اکسید منگنز دو (MnO) وجود دارد، صاف کنیم. این نوع صافیها طیف مرئی را جذب می‌کند و فقط اشعه مادون قرمز کوتاه را عبور می‌دهند.

عبور حریان الکتریکی از مقاومتها 
روش دیگر که سهل و عملی است، عبور جریان الکتریکی از مقاوتهای فلزی است، بطوری  این مقاوتها سرخ می‌شوند. این مقاومتها غالبا از آلیاژهای آهن و نیکل ساخته شده‌اند.

چراغ با مفتول زغال : چراغهایی که مفتول آنها از زغال چوب ساخته شده است، نیز به نسبت زیاد اشعه مادون قرمز دارند. در این چراغ نسبت اشعه کوتاه بین 1 میکرومتر و 7 میکرومتر خیلی کم ، ولی نسبت اشعه مادون قرمز بلند آن زیاد است.

چراغ بخار جیوه : چراغ بخار جیوه نیز ، اشعه مادون قرمز با طول موج کوتاه بین 0.92 میکرومتر و 1.3 میکرومتر تولید می‌کند، ولی نسبت اشعه حاصله نسبت به سایر منابع کمتر است. 

اندازه گیری اشعه مادون قرمز 

برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز از جذب انرژی حرارتی آن استفاده می‌نمایند، یعنی این اشعه را به جسمی می‌تابانند که بتواند کلیه انرژی را جذب کند و سپس مقدار حرارتی را که در جسم مزبور تولید گشته ، اندازه می‌گیرند.

• پیل ترموالکتریکی : وسیله دقیق دیگر برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز ، استفاده از پیل ترموالکتریک می‌باشد که در آن انرژی حرارتی تبدیل به انرژی الکتریکی می‌شود و به سهولت قابل اندازه گیری است.

• سوزن ترموالکتریک : برای اندازه گیری درجه حرارت در داخل نسوج زنده از دستگاهی به نام سوزن ترموالکتریک استفاده می‌کنند. 

خواص فیزیولوژیکی اشعه مادون قرمز 

• اشعه مادون قرمز سبب گرم شدن پوست و نسج سلولی زیر جلدی می‌شود.

• اشعه مادون قرمز ممکن است در پوست سوختگی‌های نسبتا شدیدی ایجاد نماید.

• اگر اشعه مادون قرمز را به مقدار مناسب بکار برند، در نتیجه اتساع رگهای زیر پوست ، سبب تسهیل اعمال فیزیولوژیک پوست می‌شود و حتی از راه عکس‌العمل پوستی در بهبودی حال عمومی ‌نیز می‌تواند موثر واقع شود.
این اشعه خاصیت تسکین درد را نیز دارد که علت آن همان اتساع عروق و بهتر انجام گرفتن عمل رفع سموم و تغذیه 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.

در تلفن همراه

قابلیت تبادل اطلاعات از راه بیسیم به وسیلهٔ پرتوی نامرئی فروسرخ (INFRARED)؛ شما می‌توانید به وسیلهٔ این قابلیت اطلاعاتی مانند عکس، فیلم و یا دیگر موارد را به گوشی‌های تلفن همراه دیگر و یا رایانهٔ خود ارسال نمایید. البته باید توجه داشته باشید سرعت انتقال اطلاعات با فروسرخ بسیار پایین است و برای انتقال فایل‌ها با حجم بالا از نظر زمانی مناسب نیست.

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 تا 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 .

ابزار های دید در شب

این ابزارها بر اساس سنجش تابش فروسرخ که از حوزه دید انسان پنهان است طراحی شده‌است. عینک‌های دید در شب: کاری که عینک‌های دید در شب انجام می‌دهند این است که نور ضعیف محیط را که عملاً برای چشم غیرمسلح قابل رویت نیست تقویت نموده و پس از تبدیل به طیف قابل رویت آن را در یک صفحه دو بعدی در مقابل هریک از چشمان خلبان قرار می‌دهد در هر یک از لوله‌های عینک فوتونهای منعکس شده از یک شی از اپتیکهایی عبور می‌کنند اپتیکها تصویر آن شی را در قسمت پیشین یک فتو کاتد ارسنیوری گالیمی متمرکز می‌سازند این فتو کاتد الکترونهارا به نسبت میزان فوتو نهایی که از طرف ان شی به قسمت پیشین ان میایند به طرف بیرون پرتاب می‌کنند این فرایند توسط دو عدد باطری ای ای که در کلاه خلبان تعبیه شده با ایجاد یک حوزه مغناطیسی تشدید می‌گردد. الکترون‌های آزاد شده از داخل یک صفحه ریز کانالی (ریز مجرایی) که خود به شکل یک نان بستنی دایره‌ای شکل نازک به اندازه یک سکه ربع دلاری بوده و دارای ۱۰میلیون لوله شیشه‌ای نازک می‌باشد کمانه می‌کنند این لوله‌های شیشه‌ای نازک ۸درجه نسبت به الکترونهایی که به طرف آنها میایند انحراف دارند و داخل آنها از ماده‌ای پوشانده شده که با هر بار کمانه کردن الکترونهای بیشتری را آزاد کرده و سیگنالهای ورودی را هزاران برابر تشدید می‌کند این الکترون‌های افشان یک صفحه فسفری را در عدسی چشمی عینک (دوربین) روشن می‌کنند و تصویر ان شی را در فاصله یک اینچی چشم خلبان آشکار می‌سازند تصویری که به این طریق از صفحه بیرون در مقابل چشمان خلبان قرار می‌گیرد دارای زمینه سبز رنگ می‌باشد

کاربرد در شناسایی الیاف

یکی از روش‌های بررسی ساختمان الیاف استفاده از جذب پرتو فرو سرخ (FTIR) می‌باشد. پرتو فرو سرخ در درجه اول برای پی بردن به وجود گروه‌های و عوامل مختلف در ساختمان مولکولی ماده مورد استفاده قرار می‌گیرد که این خود منتهی به یافتن فرمول مولکولی لیف می‌شود. همچنین روشی برای اندازه‌گیری مقدار مواد مختلف موجود در الیاف می‌باشد. مثلاً با این روش می‌توان آب در الیاف را اندازه‌گیری کرد. یکی از مزایای این روش این است که این پرتو تحت تأثیر تمام مولکول‌هایی که در ساختمان پلیمر یا لیف شرکت کرده‌اند چه کریستالی چه غیر آن قرار می‌گیرد در حالیکه پرتو ایکس تنها اطلاعات در مورد مناطق کریستالی دارد. مزیت دیگر این روش سرعت بالای آن است. در برخی از الیاف و پلیمرها به علت تأثیر مولکول‌هایی که در همسایگی هم قرار دارند عمل جذب پرتو فرو سرخ فقط در قسمت‌های کریستالی انجام می‌شود و وجود یک پیک مضاعف دلیل بر کریستالی بودن جسم است و پدیدار شدن یک پیک نشانی از آمورف بودن جسم دارد. از مقایسه پیک‌های مختلف می‌توان درجه کریستالی بودن جسم را اندازه‌گیری کرد. (از مقایسه شدت و دامنه پیک‌های مضاعف و غیر مضاعف) لذا تخمین درجه کریستالی پلیمر با تشخیص نوع طیف پلیمر آمورف و کریستالی امکان‌پذیر است.

مادون قرمز در نجوم

سنجش و ارزیابی انرژی مادون قرمز ساطع شده از اجرام نجومی ‌به علت اینكه بیشترین جذب را در اتمسفر زمین دارند مشكل است. بنابراین بیشتر ستاره شناسان برای مطالعه انتشار گرما از این اجرام از تلسكوپهای فضایی استفاده میكنند.

تلسكوپها و آشكارسازهایی كه توسط ستاره شناسان مورد استفاده قرار میگیرند نیز از خودشان انرژی گرمایی منتشر میسازند. بنابراین برای به حداقل رساندن این تاثیرات نامطلوب و برای اینكه بتوان حتی تشعشعات ضعیف آسمانی را هم آشكار ساخت، اخترشناسان معمولا تلسكوپها و تجهیزات خود را به درجه حرارتی نزدیك به 450?F ، یعنی درجه حرارتی حدود صفر مطلق ، میرسانند. مثلا در یك ناحیه پرستاره ، نقاطی كه توسط نور مرئی قابل رویت نیستند، با استفاده از تشعشعات مادون قرمز بخوبی نشان داده میشود. همچنین مادون قرمز میتواند چند كانون داغ و متراكم را همره با ابرهایی از گاز و غبار نشان دهد. این كانونها شامل مناطق پرستاره‌ای هستند كه در واقع میتوان آنها را محل تولد ستاره‌ای جدید دانست. با وجود این ابرها ، رویت ستاره‌های جدید با استفاده از نور مرئی به سختی امكانپذیر است. 

اما انتشار گرما باعث آشكار شدن آنها در تصاویر مادون قرمز میشود. اختر شناسان با استفاده از طول موجهای بلند مادون قرمز میتوانند به مطالعه توزیع غبار در مراكزی كه محل شكل گیری ستاره‌ها هستند، بپردازند. با استفاده از طول موجهای كوتاه میتوان شكافی در میان گازها و غبارهای تیره و تاریك ایجاد كرد تا بتوان نحوه شكل گیری ستاره‌های جدید را مورد مطالعه قرار داد. فضای بین ستاره‌ای در كهكشان راه شیری ما نیز از توده‌های عظیم گاز و غبار تشكیل شده است. این فضاهای بین ستاره‌ای یا از انفجارهای شدید نواخترها ناشی شده‌اند و یا از متلاشی شدن تدریجی لایه‌های خارجی ستاره‌هایی جدید از آن شكل میگیرند. ابرهای بین ستاره‌ای كه حاوی گاز و غبار هستند، در طول موجهای بلند مادون قرمز خیلی بهتر آشكار میشوند (100 برابر بیشتر از نور مرئی). 

اخترشناسان برای دیدن ستاره‌های جدید كه توسط این ابرها احاطه شده‌اند، معمولا از طول موجهای كوتاه مادون قرمز برای نفوذ در ابرهای تاریك استفاده میكنند. اخترشناسان با استفاده از اطلاعات بدست آمده از ماهوارهای نجومی ‌مجهز به مادون قرمز صفحات دیسك مانندی از غبار را كشف كردند كه اطراف ستاره‌ها را احاطه كرده‌اند. این صفحات احتمالا حاوی مواد خامی ‌هستند كه تشكیل دهنده منظومه‌های شمسی هستند. وجود آنها خود گویای این است كه سیاره‌ها در حال گردش حول ستاره‌ها هستند.


منبع: www.iranbargh.org و fa.wikipedia.org و 
daneshnameh.roshd.ir



  
                  




نوع مطلب : سیستم، تصویر، امنیتی، دوربین، ستاره شناسی، 
برچسب ها : اشعه مادون قرمز،
لینک های مرتبط :
سید محمد صدر
یکشنبه 18 مرداد 1394
سه شنبه 17 مرداد 1396 01:03 بعد از ظهر
I do consider all of the ideas you have introduced in your post.

They are really convincing and will definitely work.
Nonetheless, the posts are very short for newbies.

May just you please extend them a bit from subsequent time?
Thank you for the post.
دوشنبه 16 مرداد 1396 07:20 قبل از ظهر
Hi there exceptional website! Does running a blog such
as this take a massive amount work? I have no understanding
of computer programming but I was hoping to start my
own blog in the near future. Anyways, if you have any recommendations or techniques for new blog owners please share.
I know this is off topic but I simply had to ask. Thanks!
شنبه 19 فروردین 1396 04:05 بعد از ظهر
Hi there, for all time i used to check blog posts here early in the break of day, for the reason that i like
to find out more and more.
جمعه 11 فروردین 1396 09:30 بعد از ظهر
It is the best time to make some plans for
the future and it is time to be happy. I've read this post and if I could I desire to suggest
you few interesting things or suggestions. Perhaps you can write next articles referring
to this article. I desire to read more things about it!
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر




موضوعات
صفحات جانبی
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی
علمی | علم را با ما یاد بگیرید

علمی | علم را باما یاد بگیرید





Powered by WebGozar

به سایت ما خوش آمدید
نام و نام خانوادگی      
آدرس ایمیل      
کلیه حقوق این وبلاگ برای علمی محفوظ است