خصائص ضوء الأشعة تحت الحمراء

اكتشف ويليام هيرشل ضوء الأشعة تحت الحمراء لأول مرة في القرن الثامن عشر. أصبحت طبيعتها وخصائصها معروفة للعالم العلمي تدريجياً. ضوء الأشعة تحت الحمراء هو شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي ، مثل الأشعة السينية وموجات الراديو والموجات الدقيقة والضوء العادي الذي يمكن للعين البشرية اكتشافه. يمتلك ضوء الأشعة تحت الحمراء العديد من الخصائص المشتركة مع جميع الإشعاعات الكهرومغناطيسية الأخرى بالإضافة إلى خصائص خاصة فريدة خاصة به.

تنشأ جميع الإشعاعات الكهرومغناطيسية ، بما في ذلك الأشعة تحت الحمراء ، عندما يكون هناك بعض التغيير في حركة الإلكترونات. على سبيل المثال ، عندما ينتقل إلكترون من مدار أعلى أو مستوى طاقة إلى مستوى أدنى ، ينبعث من الإشعاع الكهرومغناطيسي.

يتكون ضوء الأشعة تحت الحمراء والإشعاع الكهرومغناطيسي الآخر من موجات عرضية. عندما يقع إزاحة أو تموج الموجة بزاوية قائمة على الاتجاه الذي تنتقل فيه طاقة الموجة ، تكون الموجة موجة عرضية ، وفقًا لـ "Serway’s College Physics".

موجات ضوء الأشعة تحت الحمراء لها أطوال موجية فريدة خاصة بها. يبلغ أقصر أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء حوالي 0.7 ميكرون ، وفقًا لقسم علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة شيكاغو. لكن لا يوجد اتفاق عام على الحد الأقصى. تبلغ أطول موجات الأشعة تحت الحمراء حوالي 350 ميكرون ، وفقًا لتقنيات بيئة الفضاء. وفقًا لـ RP Photonics ، يبلغ الحد الأعلى حوالي 1000 ميكرون. الميكرون هو واحد على مليون من المتر.

ينتقل ضوء الأشعة تحت الحمراء ، مثل جميع الإشعاعات الكهرومغناطيسية ، بسرعة 299،792،458 مترًا في الثانية ، وفقًا لـ "Serway’s College Physics".

إلى جانب خصائصه الموجية ، يُظهر ضوء الأشعة تحت الحمراء أيضًا خصائص مميزة للجسيمات. توفر نظرية الكم إطارًا يمكن أن يوجد فيه ضوء الأشعة تحت الحمراء كموجة وكجسيم في نفس الوقت ، وفقًا لـ "الكون الكمومي الجديد".

مثل إشعاع الضوء المرئي ، يمكن امتصاص الأشعة تحت الحمراء أو عكسها ، اعتمادًا على طبيعة المادة التي تصطدم بها. تمتص بخار الماء وثاني أكسيد الكربون والأوزون الأشعة تحت الحمراء بشكل فعال ، وفقًا لمؤسسة Oracle Education Foundation.

الحرارة هي نقل للطاقة. ضوء الأشعة تحت الحمراء هو أحد الوسائل التي يتم من خلالها نقل الطاقة ، وفقًا لـ "Serway’s College Physics". على سبيل المثال ، تشتمل الأشعة المنبعثة من الشمس على الأشعة تحت الحمراء. عندما يضرب هذا الإشعاع جزيئات الأكسجين أو النيتروجين في الهواء أو جزيئات الحديد في الصفيحة المعدنية ، فإنه يجعلها تهتز أو تتحرك بشكل أسرع. ستحصل الجزيئات بعد ذلك على طاقة أكثر من ذي قبل. بمعنى آخر ، يتسبب الإشعاع تحت الأحمر في زيادة سخونة المواد.

يعرض ضوء الأشعة تحت الحمراء خاصية الانكسار. هذا يعني أن الاتجاه الذي يتحرك فيه الضوء يعاني من تغير طفيف في الاتجاه عند الإشعاع يمر من وسط ، مثل الفضاء الخارجي ، إلى وسط آخر ذي كثافة مختلفة ، مثل الأرض أجواء.

إذا التقى شعاعان من الأشعة تحت الحمراء لهما نفس الطول الموجي ، فسوف يتداخلان مع بعضهما البعض. اعتمادًا على كيفية انضمامهم ، سوف يلغيون أو يعززون بعضهم البعض بدرجات متفاوتة.