รังสีอินฟราเรด (Infrared) หรือแสงอินฟราเรดคือพลังงานรังสีประเภทหนึ่งที่ดวงตามนุษย์มองไม่เห็น แต่เราสัมผัสได้ถึงความร้อน วัตถุทั้งหมดในจักรวาลปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมาในระดับหนึ่ง แต่แหล่งกำเนิดที่ชัดเจนที่สุดสองแหล่งคือดวงอาทิตย์และไฟ
Infrared Ray (IR) เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประเภทหนึ่ง ซึ่งเป็นความถี่ต่อเนื่องที่เกิดขึ้นเมื่ออะตอมดูดซับแล้วปล่อยพลังงาน รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากความถี่สูงสุดไปต่ำสุด ได้แก่รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ รังสีอัลตราไวโอเลต แสงที่มองเห็นได้ รังสีอินฟราเรด ไมโครเวฟ และคลื่นวิทยุ การแผ่รังสีประเภทนี้รวมกันเป็นสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
ความหมายและความสัมพันธ์กับสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
ช่วงของรังสีอินฟราเรดไม่มีคำจำกัดความที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล โดยทั่วไป จะต้องขยายจากขอบสีแดงที่ระบุของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ที่ 700 นาโนเมตรเป็น 1 มิลลิเมตร. ช่วงความยาวคลื่นนี้สอดคล้องกับช่วงความถี่ประมาณ 430 THz ไปจนถึง 300 GHz
นอกเหนือจากอินฟราเรดแล้วคือส่วนไมโครเวฟของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า รังสีเทระเฮิร์ตซ์ถูกนับเป็นส่วนหนึ่งของแถบไมโครเวฟมากขึ้น ไม่ใช่อินฟราเรด โดยจะย้ายขอบของแถบอินฟราเรดไปที่ 0.1 มม. (3 THz)
ตารางเปรียบเทียบรังสีต่างๆ ในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า
| รังสี | ความยาวคลื่น | ความถี่ (Hz) | พลังงานโฟตอน (eV) |
|---|---|---|---|
| Gamma ray | less than 10 pm | more than 30 EHz | more than 124 keV |
| X-ray | 10 pm – 10 nm | 30 PHz – 30 EHz | 124 keV – 124 eV |
| Ultraviolet | 10 nm – 400 nm | 750 THz – 30 PHz | 124 eV – 3.3 eV |
| Visible | 400 nm – 700 nm | 430 THz – 750 THz | 3.3 eV – 1.7 eV |
| Infrared | 700 nm – 1 mm | 300 GHz – 430 THz | 1.7 eV – 1.24 meV |
| Microwave | 1 mm – 1 meter | 300 MHz – 300 GHz | 1.24 meV – 1.24 μeV |
| Radio | 1 meter and more | 300 MHz and below | 1.24 μeV and below |
การค้นพบอินฟราเรด
ในปี ค.ศ. 1800 วิลเลียม เฮอร์เชล (Sir Frederick William Herschel) ได้ทำการทดลองเพื่อวัดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสีต่างๆ ในสเปกตรัมที่มองเห็นได้ เขาวางเทอร์โมมิเตอร์ไว้ในแต่ละสีของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ ผลลัพธ์แสดงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจากสีน้ำเงินเป็นสีแดง เมื่อเขาสังเกตเห็นการวัดอุณหภูมิที่อุ่นกว่ามากเกินกว่าปลายสีแดงของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ เฮอร์เชลก็ได้ค้นพบแสงอินฟราเรด
การประยุกต์ใช้งานและตัวอย่างรังสีอินฟราเรด
รังสีอินฟราเรดมีการใช้งานที่หลากหลายในสาขาต่างๆ เนื่องมาจากความสามารถในการตรวจจับ วัด และส่งพลังงานความร้อน การใช้งานทั่วไปได้แก่:
การถ่ายภาพความร้อน: ใช้สำหรับการถ่ายภาพความร้อนในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การตรวจสอบอาคาร การบำรุงรักษาไฟฟ้า และการดับเพลิง โดยตรวจจับรังสี Infrared ที่ปล่อยออกมาจากวัตถุและสร้างภาพตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ช่วยให้สามารถระบุความผิดปกติและปัญหาที่อาจเกิดขึ้นได้
การวินิจฉัยทางการแพทย์: ใช้ในเทคนิคการถ่ายภาพทางการแพทย์ เช่นภาพความร้อน ซึ่งวัดอุณหภูมิพื้นผิวเพื่อตรวจจับความผิดปกติในการไหลเวียนของเลือดและสุขภาพของเนื้อเยื่อ นอกจากนี้ยังใช้ในสเปกโทรสโกปีเพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างทางชีววิทยาอีกด้วย
ความปลอดภัยและการเฝ้าระวัง: ถูกนำมาใช้ในระบบรักษาความปลอดภัยเพื่อวัตถุประสงค์ในการตรวจสอบและเฝ้าระวัง พวกเขาสามารถตรวจจับการเคลื่อนไหวและจับภาพได้แม้ในสภาพแสงน้อยหรือในเวลากลางคืน ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีคุณค่าสำหรับการรักษาความปลอดภัยปริมณฑลและการตรวจจับผู้บุกรุก
การสื่อสาร: เทคโนโลยีการสื่อสารเช่นการส่งข้อมูลอินฟราเรด (IrDA) และรีโมทคอนโทรล ส่งข้อมูลแบบไร้สายโดยใช้พัลส์ ระบบเหล่านี้มักใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค รวมถึงทีวี เครื่องเล่นดีวีดี และอุปกรณ์ควบคุมระยะไกล
การตรวจสอบสิ่งแวดล้อม: เซ็นเซอร์ IR บนดาวเทียมและเครื่องบินใช้สำหรับการตรวจจับระยะไกล เช่น การพยากรณ์อากาศ การวัดอุณหภูมิพื้นผิวพื้นดิน และการตรวจสอบสิ่งแวดล้อม โดยให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์สำหรับการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ สุขภาพพืชพรรณ และภัยพิบัติทางธรรมชาติ
กระบวนการทางอุตสาหกรรม: ถูกนำมาใช้ในกระบวนการทางอุตสาหกรรมต่างๆ สำหรับการอบแห้ง การบ่ม และการอบอ่อนของวัสดุ ให้ความร้อนที่มีประสิทธิภาพและสม่ำเสมอ ช่วยลดการใช้พลังงานและต้นทุนการผลิต
ดาราศาสตร์: ถูกนำมาใช้ในดาราศาสตร์เพื่อศึกษาวัตถุท้องฟ้าและปรากฏการณ์ที่ปล่อยรังสีอินฟราเรด เช่น ดวงดาว ดาวเคราะห์ และเมฆฝุ่นระหว่างดวงดาว การสังเกตการณ์ช่วยให้นักดาราศาสตร์สำรวจเอกภพได้นอกเหนือจากที่มองเห็นได้ในสเปกตรัมแสง
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค: มักพบในสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอื่นๆ สำหรับคุณสมบัติต่างๆ เช่น การตรวจจับบริเวณใกล้เคียง การจดจำท่าทาง และการจดจำใบหน้า ช่วยให้สามารถโต้ตอบกับอุปกรณ์ต่างๆ ได้อย่างง่ายดายและแบบแฮนด์ฟรี
