الأشعة تحت الحمراء هي واحدة من العديد من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي التي تجدها في جميع أنحاء الطبيعة. لها طول موجي فريد يجعلها غير مرئية للعين البشرية ، ولكنها مفيدة جدًا عند استخدامها في العديد من المنتجات الاستهلاكية.
هناك مصطلحات مختلفة تستخدم عندما يتحدث الناس عن الأشعة تحت الحمراء ، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء ، الأشعة تحت الحمراء ، وموجات الأشعة تحت الحمراء. في هذه المقالة ، ستتعرف على كل هذه المصطلحات ، وكيف يتم استخدام التقنية في العديد من الأدوات التي تستخدمها في منزلك.
ما هو الأشعة تحت الحمراء؟
في كل الطبيعة ، كل كائن يعكس أو ينبعث الضوء عند طول موجة محدد. يحدد هذا الطول الموجي لون الكائن.
اللون الأحمر له أطول طول موجي مرئي للعين البشرية.
الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء أطول قليلاً من اللون الأحمر ، مما يجعله غير مرئي للعين البشرية.
السبب في أن طيف الأشعة تحت الحمراء مهم للغاية عندما يتعلق الأمر بتكنولوجيا الرؤية الليلية لأنه حتى عندما يكون الجسم غير ظاهر في غرفة مظلمة ، فإنه لا يزال بإمكانك "رؤية" هذا الكائن إذا كانت عيناك كبلات لرؤية الأشعة تحت الحمراء.
العلاقة بين الحرارة والأشعة تحت الحمراء
لفهم هذا المفهوم ، ضع في اعتبارك كيف ترى الأشياء. تحتاج العين البشرية إلى الفوتونات (الضوء) ليدخله ، حتى يمكننا رؤية شيء ما. خلال النهار ، تعكس الشمس ضوءها عن الأشياء ، وتلتقط أعيننا ذلك الضوء لتحديد شكله وحجمه ولونه.
في غرفة مظلمة بدون أي مصدر ضوئي آخر ، لا ينعكس الضوء على أعيننا لرؤية أي شيء.
ومع ذلك ، إذا كان الجسم يخزن الحرارة ، فإنه ينبعث الضوء الخاص به. هذه هي الطريقة التي تعمل بها الشمس.
لفهم هذا ، ضع شمعة في منتصف غرفة مظلمة.
يمكنك رؤية الشمعة لأنها تصدر الضوء الخاص بها عبر الأطوال الموجية المختلفة.
-
أزرق: هذا هو الجزء الأكثر سخونة من اللهب ، عند حوالي 1500 درجة مئوية.
-
أبيض: درجة الحرارة داخل الجزء الأبيض من اللهب هي 1300 و 1500 درجة مئوية.
-
البرتقالي: الجزء الخارجي من اللهب يظهر باللون البرتقالي لأنه يتراوح بين 1،100 و 1،300 درجة مئوية.
-
أحمر: أروع جزء من اللهب بين 525 و 1،100 درجة مئوية.
بعد أن يطفئ الشمع الأحمر الحار ، لا يمكنك رؤية الشمعة بعد الآن.
ومع ذلك ، مع كاميرا خاصة مجهزة لرؤية أطوال موجية أطول بقليل من الأحمر ، يمكنك رؤية الشمعة بسبب الحرارة التي تستمر في إعطائها.
كيف تعمل كاميرات الأشعة تحت الحمراء للرؤية الليلية
إذا كنت قد اشتريت كاميرا مربية أو كاميرا أمن منزلية في الهواء الطلق تتمتع بقدرات رؤية ليلية ، فربما لاحظت أن عدسة الكاميرا تحتوي على صف من المصابيح الصغيرة والصافية مرتبة في مكان ما على واجهة الكاميرا.
هذه المصابيح LED تنبعث شعاع من الفوتونات الموجودة في طيف الأشعة تحت الحمراء. يضيء هذا "الضوء" المنطقة بالكامل أمام الكاميرا.
نظرًا لأن البشر لا يمكنهم رؤية هذا الطول الموجي ، لا تزال المنطقة تظهر باللون الأسود على أي شخص يقف بالقرب من الكاميرا.
ومع ذلك ، فإن الكاميرا مجهزة بأجهزة استشعار خاصة بالسيليكون يمكنها الكشف عن ضوء الأشعة تحت الحمراء.
لذلك ، إلى الكاميرا (وأي شخص يشاهد لقطات الكاميرا) ، تظهر المنطقة وكأنه مصباح يدوي قيد التشغيل.
هذه التكنولوجيا هي السبب في القبض على العديد من اللصوص متلبسين. ليس لديهم أي فكرة أنه حتى في زقاق أسود في الملعب ، يمكن رؤيتهم بشكل واضح مثل النهار ، وذلك بفضل تقنية الأشعة تحت الحمراء.
كيف تعمل كاميرات التصوير الحراري
تقريبا كل كائن أو هيئة يعطي توقيع الأشعة تحت الحمراء. "التوقيع" هو كمية الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الكائن ، ويرتبط مباشرة إلى مدى البرد أو الدفء هذا الكائن.
تعمل كاميرات التصوير الحراري بنفس الطريقة التي تعمل بها كاميرات IR الأمنية. ومع ذلك ، يتم تعيين أجهزة الاستشعار في "مصفوفة" تسمح للكاميرا بالكشف عن الأشعة تحت الحمراء القادمة من الجسم ، وكذلك كثافة هذه الانبعاثات.
الأقمار الصناعية الطقس لها هذه المجسات.
هذه هي الطريقة التي يستطيع بها علماء الأرصاد الجوية تحديد درجة حرارة الرياح داخل الإعصار ، أو التنبؤ بتدفق الطقس عبر الأرض.
تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء هي مفيدة
أعطى إدخال تكنولوجيا الأشعة تحت الحمراء في المنتجات الاستهلاكية الناس القدرة على القيام بأشياء كثيرة لم تكن ممكنة من قبل.
يمكن للوالدين أن يروا طفلهم ينامون بهدوء في حضانة سوداء باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء. يمكن لمحقق الحريق التعرف على مصدر الحريق باستخدام كاميرا التصوير الحراري. يحتوي جهاز التحكم عن بُعد الخاص بالتلفزيون أيضًا على تقنية الأشعة تحت الحمراء التي تسمح لك بإرسال الأوامر إلى جهاز التلفزيون.
كل هذه التقنيات أصبحت ممكنة بفضل أجهزة الاستشعار التي تسمح للبشر برؤية الأشعة تحت الحمراء غير المرئية التي تحيط بنا جميعًا.
