آشنايي با IR و UV -قسمت اول
اشعه مادون قرمز (infra red)
مادون در لغت به معناي زير دست و قرمز به معناي هر چه به رنگ خون باشد، است. پس ميتوان گفت که مادون قرمز اشعه بسيار ريز و قرمز رنگ است.
گسترده اشعه مادون قرمز
منطقه اشعه مادون قرمز بين طول موجهاي 0.8 ميکرومتر (که حد نور مرئي است) و 343 ميکرومتر قرار دارد.
در اشعه مادون قرمز طول موجهاي کوتاهتر از 1.5 ميکرومتر از پوست ميگذرند و بقيه جذب شده و توليد حرارت ميکنند. اشعه مادون قرمز را به دو قسمت تقسيم ميکنند:
• طول موجهاي بين 0.8 ميکرومتر تا 4 ميکرومتر.
• طول موجهاي بلندتر از 4 ميکرومتر که اغلب بوسيله مواد جذب ميشوند، بخصوص طول موجهاي بلندتر از 10 ميکرومتر بوسيله هوا کاملا جذب ميشوند.
جذب اشعه 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.
منابع اشعه مادون قرمز
منبع طبيعي
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.
منبع 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 که 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
•پزشکي
• نجوم
مادون قرمز در نجوم
تلسکوپها و آشکارسازهايي که توسط ستاره شناسان مورد استفاده قرار ميگيرند نيز از خودشان انرژي گرمايي منتشر ميسازند. بنابراين براي به حداقل رساندن اين تاثيرات نامطلوب و براي اينکه بتوان حتي تشعشعات ضعيف آسماني را هم آشکار ساخت، اخترشناسان معمولا تلسکوپها و تجهيزات خود را به درجه حرارتي نزديک به ????F ، يعني درجه حرارتي حدود صفر مطلق ، ميرسانند. مثلا در يک ناحيه پرستاره ، نقاطي که توسط نور مريي قابل رويت نيستند، با استفاده از تشعشعات مادون قرمز بخوبي نشان داده ميشود. همچنين مادون قرمز ميتواند چند کانون داغ و متراکم را همره با ابرهايي از گاز و غبار نشان دهد. اين کانونها شامل مناطق پرستارهاي هستند که در واقع ميتوان آنها را محل تولد ستارهاي جديد دانست. با وجود اين ابرها ، رويت ستارههاي جديد با استفاده از نور مريي به سختي امکانپذير است.
اما انتشار گرما باعث آشکار شدن آنها در تصاوير مادون قرمز ميشود. اختر شناسان با استفاده از طول موجهاي بلند مادون قرمز ميتوانند به مطالعه توزيع غبار در مراکزي که محل شکل گيري ستارهها هستند، بپردازند. با استفاده از طول موجهاي کوتاه ميتوان شکافي در ميان گازها و غبارهاي تيره و تاريک ايجاد کرد تا بتوان نحوه شکل گيري ستارههاي جديد را مورد مطالعه قرار داد. فضاي بين ستارهاي در کهکشان راه شيري ما نيز از تودههاي عظيم گاز و غبار تشکيل 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 شکل ميگيرند. ابرهاي بين ستارهاي که حاوي گاز و غبار هستند، در طول موجهاي بلند مادون قرمز خيلي بهتر آشکار مي شوند (??? برابر بيشتر از نور مريي).
اخترشناسان براي ديدن ستارههاي جديد که توسط اين ابرها احاطه شدهاند، معمولا از طول موجهاي کوتاه مادون قرمز براي نفوذ در ابرهاي تاريک استفاده ميکنند. اخترشناسان با استفاده از اطلاعات بدست آمده از ماهوارهاي نجومي مجهز به مادون قرمز صفحات ديسک مانندي از غبار را کشف کردند که اطراف ستارهها را احاطه کردهاند. اين صفحات احتمالا حاوي مواد خامي هستند که تشکيل دهنده منظومههاي شمسي هستند. وجود آنها خود گوياي اين است که سيارهها در حال گردش حول ستارهها هستند.
مادون قرمز در پزشکي
اگر نگاه دقيق و علمي به يک طيف الکترومغناطيسي بيندازيم، ميبينيم که از يک طرف طيف تا سوي ديگر آن ، انواع تشعشعات و پرتوها بر اساس طول موج و فرکانسهاي مختلف قرار دارند، از آن جمله ميتوان به تشعشعات گاما ، اشعه ايکس ، ماوراي بنفش ، نور مريي ، مادون قرمز و امواج راديويي اشاره کرد. هر کدام از اين پرتوها و تشعشعات همگام با پيشرفت بشر ، به نوبه خود چالشهايي را در زمينههاي علمي پديد آوردهاند که در اينجا علاوه بر کاربرد مادون قرمز در شاخه ستاره شناسي ، اشارهاي به کارآيي چشمگيري اين پرتو در رشته پزشکي خواهيم داشت.
کاربرد درماني مادون قرمز
بکار بردن گرما يکي از متداولترين روشهاي درمان فيزيکي است. از موارد استعمال درماني مادون قرمز موارد زير را ميتوان ذکر کرد.
تسکين درد
با وجود حرارت ملايم ، کاهش درد به احتمال زياد بواسطه اثر تسکيني بر روي پايانههاي عصبي ، حسي ، سطحي است. همچنين به علت بالا رفتن جريان خون و متعاقب آن متفرق ساختن متابوليتها و مواد دردزاي تجمع در بافتها ، درد کاهش مييابد.
استراحت ماهيچه
تابش اين اشعه راه مناسبي براي درمان اسپاسم و دستيابي به استراحت عضلاني ميباشد.
افزايش خون رساني
در درمان زخمهاي سطحي و عفونتهاي پوستي ، براي اينکه فرآيند ترميم به خوبي انجام گيرد، بايد به مقدار کافي خون به ناحيه مورد نظر برسد و در صورت وجود عفونت نيز افزايش گردش خون سبب افزايش تعداد گلبولهاي سفيد و کمک به نابودي باکتريها ميکند. از اين پرتو ميتوان براي درمان مفصل آرتوريتي و ضايعات التهابي نيز استفاده کرد.
تهيه کننده: مژده اصولي