الأشعة تحت الحمراء

الأشعة تحت الحمراء (أو إشعاع تحت الأحمر) هو الإشعاع الكهرومغناطيسي مع الطول الموجي بين 0.7 و300 ميكرومتر، وهو ما يعادل تقريبا نطاق الترددات بين 1 و400 تيراهيرتز.[1][2][3]

طول موجته أطول (وتردده أدنى) من الضوء المرئي، ولكن طول موجي أقصر (والتردد العالي) من تلك الموجات من الإشعاع التراهرتز. ضوء الشمس الساطع يوفر من حوالي 1 كيلو وات لكل متر مربع عند مستوى سطح البحر، ومن هذه الطاقة، 527 واط هو ضوء الأشعة تحت الحمراء، و445 واط من الضوء المرئي، و32 واط من الأشعة فوق البنفسجية.

Infrared dog
صورة بالأشعة تحت حمراء لكلب

نظرة عامة

إن التصوير بالأشعة تحت الحمراء يستخدم على نطاق واسع في الأغراض العسكرية والمدنية.

وتشمل التطبيقات العسكرية الاستحواذ على الأهداف، والمراقبة، للرؤية الليلية، وتعقب صاروخ موجه، أما الاستخدامات غير عسكرية فتشمل تحليل الكفاءة الحرارية، ودرجة الحرارة والاستشعار عن بعد، ولفترة قصيرة تراوحت الاتصالات اللاسلكية، والتحليل الطيفي، والتنبؤ بالأحوال الجوية.

في علم الفلك تستخدم الاشعة تحت الحمراء في المقاريب المزودة بأجهزة استشعار لاختراق مناطق الغبار في الفضاء، مثل السحب الجزيئية ؛ كشف أجسام باردة مثل الكواكب.

يشع الإنسان في درجة حرارة الجسم الطبيعي أساسا على طول موجي حوالي 10μm (ميكرومتر) على المستوى الذري، والاشعة تحت الحمراء تسبب في وسائط الذبذبات في جزيء من خلال إحداث تغيير في اللحظة ثنائي القطب، مما يجعلها مفيدة لطائفة وتردد دراسة هذه الدول الطاقة للجزيئات من التماثل السليم. مطياف الأشعة تحت الحمراء يدرس امتصاص ونقل فوتونات في مدى الأشعة تحت الحمراء والطاقة، وبناء على وتيرة وحدة

أصل مصطلح

معنى الاسم (تحت الحمراء باللغة اللاتينية) والأحمر له أطول طول موجى من بين الاشعة المرئية. والاشعة تحت الحمراء لها طول موجى أكبر (وتردد اقل) من الضوء الأحمر.

في مناطق مختلفة من الأشعة تحت الحمراء والكائنات عموما تنبعث منها الأشعة تحت الحمراء عبر طيف من الأطوال الموجية، ولكن فقط في منطقة معينة من الطيف هو من مصلحة لاستشعار عادة ما تكون مصممة فقط لجمع الإشعاع داخل النطاق الترددي محددة. نتيجة لذلك، حزمة الأشعة تحت الحمراء غالبا ما تنقسم إلى أقسام أصغر

مخطط تقسيم اللجنة الدولية للإضاءة

اللجنة الدولية للالإضاءة (CIE) أوصت بتقسيم الإشعاع الضوئي في المجموعات الثلاث التالية:

  • الأشعة تحت الحمراء، وقال: 700 نانومتر - 1400 نانومتر
  • الأشعة تحت الحمراء ب: 1400 نانومتر - 3000 نانومتر
  • الأشعة تحت الحمراء جيم: 3000 نانومتر - 1 ملم

فرعيا يستخدم عادة خطة التقسيم:

  • القريبة من تحت الحمراء: 0.75-1.4 ميكرومتر في الطول الموجي ،والتي يشيع استخدامها في الاتصالات السلكية واللاسلكية من الألياف البصرية منخفضة في الزجاج SiO2 (السيليكا) والمتوسط. المشددات صورة حساسة لهذا المجال من الطيف. وتشمل الأمثلة أجهزة رؤية ليلية مثل نظارات للرؤية الليلية.
  • الطول الموجي القصير الأشعة تحت الحمراء (SWIR): 1.4-3 ميكرومتر، امتصاص الماء يزيد بشكل ملحوظ في 1،450 نانومتر. نطاق 1،530 إلى 1،560 ميل بحري هو المهيمن في المنطقة الطيفية للاتصالات السلكية واللاسلكية لمسافات طويلة.
  • منتصف طول موجة الأشعة تحت الحمراء (MWIR،) وتسمى أيضا الوسيطة الأشعة تحت الحمراء (آي آي آر): 3-8 ميكرومتر. في تكنولوجيا الصواريخ الموجهة 3-5 سنوات ميكرومتر جزء من هذه الفرقة هي النافذة في الغلاف الجوي التي رؤساء صاروخ موجه من الأشعة تحت الحمراء السلبي 'الحرارة تسعى' صواريخ مصممة على العمل، رغبة في العودة إلى التوقيع على الأشعة تحت الحمراء من طائرات المستهدفة، وعادة ما تكون المحرك النفاث ريشة العادم.
  • الطول الموجي الطويل الأشعة تحت الحمراء (LWIR، اي ار سي الدين): 8-15 ميكرون. وهذا هو التصوير "الحرارية" المنطقة، وأجهزة الاستشعار التي يمكن الحصول على صورة سلبية تماما عن العالم الخارجي على أساس الانبعاثات الحرارية فقط، وتتطلب أي ضوء خارجي أو مصدر حراري مثل الشمس والقمر أو إضاءة الأشعة تحت الحمراء. تطلعي الأشعة تحت الحمراء (رادار الأشعة دون الحمراء) نظم استخدام هذا المجال من الطيف. الذي يسمى أيضا أحيانا "الآن الأشعة تحت الحمراء."
  • الأقصى الأشعة تحت الحمراء (منطقة معلومات الطيران): 15-1،000 ميكرومتر "تنعكس الأشعة تحت الحمراء" في حين MWIR وLWIR يشار إليه أحيانا ب "الأشعة تحت الحمراء الحرارية." نظرا لطبيعة منحنيات إشعاع الجسم الأسود، نموذجية 'ساخنة' الكائنات، مثل مواسير العادم، وغالبا ما تبدو أكثر اشراقا في ميغاواط مقارنة مع نفس الكائن ينظر في وزن شحمي.

مخطط تقسيم علماء الفلك للآشعة تحت الحمراء

يقسم علماء الفلك عادة طيف الأشعة تحت الحمراء على النحو التالي:

  • الأدنى: (0.7-1) إلى 5 ميكرومتر
  • المتوسط: من 5 إلى (25-40) ميكرومتر
  • الطويل: (25-40) إلى (200-350) ميكرون.

هذه الانقسامات ليست دقيقة، ويمكن أن تختلف تبعا للمنشور. المناطق الثلاث التي تستخدم لمراقبة تتراوح درجات الحرارة المختلفة، وبالتالي بيئات مختلفة في الفضاء.

نظام تقسيم حساسية التسجيل

تقسم حساسية التسجيل بحسب طول الموجة كالآتي:

  • الأشعة تحت الحمراء القصيرة جدا: من 0.7 إلى 1.0 ميكرومتر (من النهاية التقريبية لاستجابة العين البشرية إلى حساسية خلية السيليكون).
  • الموجة القصيرة الأشعة تحت الحمراء: 1.0 إلى 3 ميكرومتر (من قطع من السليكون لأنه من النافذة MWIR في الغلاف الجوي. InGaAs يغطي حوالي 1.8 ميكرومتر، وأقل حساسية أملاح الرصاص تغطي هذه المنطقة.
  • منتصف حيز الأشعة تحت الحمراء: من 3 إلى 5 ميكرومتر (التي حددتها نافذة في الغلاف الجوي والتي تغطيها إنديوم antimonide [InSb] وHgCdTe وجزئيا من قبل سيلينيد الرصاص (PbSe).
  • الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة: من 8 إلى 12، أو من 7 إلى 14 ميكرومتر: نافذة الغلاف الجوي (التي تغطيها HgCdTe وmicrobolometers).
  • الموجات تحت الحمراء الطويلة جدا (VLWIR): من 12 إلى حوالي 30 ميكرومتر، التي تغطيها السيليكون مشوب.

هذه التقسيمات تبررها استجابة الإنسان المختلفة لهذا الإشعاع: الأشعة تحت الحمراء بالقرب من المنطقة الأقرب في الطول الموجي للإشعاع للكشف عن طريق العين البشرية، وبعيد منتصف الأشعة تحت الحمراء هي تدريجيا المزيد من الطيف المرئي. تعاريف أخرى تتبع مختلف الآليات المادية (قمم الانبعاثات، مقابل العصابات، وامتصاص الماء)، ومتابعة أحدث أسباب فنية (وكواشف السيليكون المشتركة حساسة لحوالي 1،050 ميل بحري، في حين InGaAs 'الحساسية يبدأ حوالي 950 نانومترا وينتهي بين 1،700 و2،600 ميل بحري، اعتمادا على تكوين محددة). للأسف، والمعايير الدولية لهذه المواصفات غير متوفرة حاليا.

الحد الفاصل بين الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء ليست محددة بدقة. العين البشرية بشكل ملحوظ أقل حساسية للضوء فوق طول موجي 700 نانومتر، وذلك أقصر الترددات تقديم مساهمات ضئيلة لمشاهد مضيئة من مصادر الضوء المشتركة. ولكن لا سيما ضوء مكثفة (على سبيل المثال، من أشعة الليزر، أو من ضوء النهار الساطع مع الضوء المرئي عن طريق إزالة المواد الهلامية الملونة) يمكن الكشف عن ما يصل إلى حوالي 780 نانومتر، وسوف ينظر إليها على ضوء أحمر. بداية من الأشعة تحت الحمراء ويعرف (وفقا لمعايير مختلفة) في مختلف القيم عادة ما بين 700 نانومتر و800 نانومتر

التطبيقات

مرشحات الأشعة تحت الحمراء

الأشعة تحت الحمراء (يحيل / عابرة) المرشحات يمكن أن تكون مصنوعة من مواد مختلفة كثيرة. نوع واحد هو مصنوع من البلاستيك polysulfone الذي يمنع أكثر من 99 ٪ من طيف الضوء المرئي من "مصادر" الضوء الأبيض مثل المصابيح المتوهجة الفتيلية. مرشحات الأشعة تحت الحمراء يسمح بأقصى قدر من الإنتاج مع المحافظة على الأشعة تحت الحمراء covertness المدقع. حاليا قيد الاستخدام في جميع أنحاء العالم، ومرشحات الأشعة تحت الحمراء التي تستخدم في المعدات العسكرية وتنفيذ القوانين، التطبيقات الصناعية والتجارية. تشكيلة فريدة من البلاستيك تسمح لأقصى قدر من المتانة ومقاومة للحرارة. مرشحات الأشعة تحت الحمراء توفير أكثر فعالية من حيث التكلفة والزمن المستغرق في حل أكثر من معيار استبدال المصابيح البديلة. جميع أجيال من أجهزة رؤية ليلية ويعزز بدرجة كبيرة مع استخدام مرشحات الأشعة تحت الحمراء.

رؤية ليلية

الأشعة تحت الحمراء وتستخدم في معدات الرؤية الليلية عندما يكون هناك عدم كفاية الضوء المرئي لنرى. أجهزة للرؤية الليلية يعمل من خلال عملية تنطوي على تحويل فوتونات الضوء المحيط في الالكترونات التي يتم تضخيمها من قبل الكيميائية والكهربائية وعملية ثم تحويلها إلى الضوء المرئي. مصادر الأشعة تحت الحمراء ضوء يمكن أن تستخدم لزيادة الضوء المحيطة المتاحة للتحويل عن طريق أجهزة للرؤية الليلية، وزيادة وضوح، في الظلام دون فعليا باستخدام مصدر الضوء المرئي. وينبغي استخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء وأجهزة رؤية ليلية لا يمكن الخلط بينه وبين التصوير الحراري التي تخلق صورا على أساس الاختلافات في درجة الحرارة السطحية عن طريق الكشف عن الأشعة تحت الحمراء (الحرارة) التي تنبعث من الأجسام والبيئة المحيطة بها.

الاتصالات

الاشعة تحت الحمراء وهي من أول التقنيات التي تم استخدامها في التواصل اللاسلكي و انتشرت فيما بين الريموت كونترول و التلفريون او المسجل كما استخدمت فيما بين الفأرة او لوحة المفاتيح مع الحاسب الآلي ، الا ان السرعة التي كانت تقدمها هذه التقنية بطيئة مقارنة بالتقنيات اللاسلكية الاخرى ، في عام 2012 تم تطوير هذه التقنية لتوفر سرعات عالية ، من خلال تطوير ما يسمى ب Multi-Gigabit Communication Module و الذي يمكنه نقل البيانات بسرعات تصل إلى 46 ضعف سرعة الواي فاي او نقل البيانات بسرعات تصل إلى 1430 ضعف سرعة البلوتوث هذه التقنية تم تطويرها من قبل باحث ألماني يدعى Frank Deicke حيث قام بتسريع هذه التقنية لتصل من 1 إلى 3 جيجابيت بالثانية ، مما يجعلة مناسب لنقل البيانات بسرعات تفوق البلوتوث او الواي فاي ، كما قام deicke و زملائة بتطوير هذه التقنية بشكل خاص كي تقوم بتحويل الملفات الكبيرة للفيديو بين الاجهزة علما ان قطعة ال infrared لا تتجاوز ظفر اصبع الطفل

كما تم اضافة برمجيات تقوم بتصحيح الاخطاء الناتجة عن ضعف الإشارة اثناء التنقل عبر الاثير بين الاجهزة هذا ويقوم نفس الفريق بتطويرها لتصل إلى 10 جيجابيت .

اقرأ أيضا

روابط الخارجية

تجربة منزليّة – الأشعّة تحت الحمراء في المنزل

مراجع

  1. ^ Hargate، G (2006). "A randomised double-blind study comparing the effect of 1072-nm light against placebo for the treatment of herpes labialis". Clinical and Experimental Dermatology. 31 (5): 638–41. PMID 16780494. doi:10.1111/j.1365-2230.2006.02191.x.
  2. ^ Meuthen، Denis؛ Rick، Ingolf P.؛ Thünken، Timo؛ Baldauf، Sebastian A. (2012). "Visual prey detection by near-infrared cues in a fish". Naturwissenschaften. 99 (12): 1063–6. Bibcode:2012NW.....99.1063M. PMID 23086394. doi:10.1007/s00114-012-0980-7.
  3. ^ Thermische Hyperspektralbildgebung im langwelligen Infrarotنسخة محفوظة 2011-07-26 على موقع واي باك مشين., Photonik

4. معهد ابحاث Fraunhofer

  • بوابة الفيزياء
احتمالية حدوث احترار عالمي

احتمالية الاحترار العالمي هو مقياس نسبي للحرارة التي تحدثها غازات الدفيئة في الغلاف الجوي. إذ تقارن كمية الحرارة المحصورة بكتلة محددة من غاز بالحرارة المحصورة بنفس الكتلة من ثاني أكسيد الكربون. تُحسب احتمالية حدوث الاحترار خلال فترة زمنية محددة، غالباً ما تكون 20 أو 100 أو 500 عام. ويتم التعبير عنها كمعامل من ثاني أكسيد الكربون (حيث المعيار المعتمد لاحتمالية الاحترار العالمي هو 1). في تقرير التقييم الخامس الذي أصدره الفريق الحكومي الدولي عن تغيّر المناخ، تحدد أن عمر غاز الميثان حوالي 12.4 أعوام مع إرجاع كربوني للجو ذو احتمالية 86 خلال 20 عام واحتمالية 34 خلال 100 عام كاستجابة للانبعاتات. بتغيّر الأفق الزمني من 20 إلى 100 عام، فإن احتمالية الاحترار العالمي للميثان تنخفض بمعامل مقداره 3.

المواد التي تخضع لقيود اتفاقية كيوتو إما أن تراكيزها تزداد في غلاف الأرض الجوي أو أن لها احتمالية عالية لإحداث احترار.

تعتمد احتمالية حدوث الاحترار العالمي على العوامل التالية:

امتصاص الأشعة تحت الحمراء من نوع معين

الموقع الطيفي للأطوال الموجية المستحوذة عليه

غازات دفيئة من نوع معينوهكذا فإن احتمالية الاحترار العالمي ترتبط بامتصاص الأشعة تحت الحمراء وطول عمر الجو. اعتمادية احتمالية الاحترار العالمي على طول موجة الامتصاص أمر أكثر تعقيداً. حتى لو امتصّ الغاز الإشعاع بكفاءة عند طول موجي معين، فإن هذا قد لا يؤثر على احتمالية الاحترار المرتبطة به كثيراً إذا كان الجو يمتص معظم الإشعاع عند ذلك الطول الموجي. يكون للغاز أكبر تأثير إذا امتص في طائفة من الأطوال الموجية عندما يكون الجو شفافاً. تم تحديد اعتمادية حدوث الاحترار العالمي كإحدى وظائف الطول الموجي تجريبياً ونشرت كرسم بيانينظرأ لأن احتمالية حدوث احترار نتيجة غازات الدفيئة يعتمد مباشرةً على طيف الأشعة تحت الحمراء، فإنه من المهم استخدام مطيافية الأشعة تحت الحمراء لدراسة الغازات المسببة للاحتباس الحراري في محاولة فهم تأثير الأنشطة البشرية على تغير المناخ عالمياً.

برنامج دعم الدفاع

برنامج دعم الدفاع هو برنامج تابع للقوات الجوية الأمريكية، يقوم هذا البرنامج باستعمال أقمار الاستطلاع التي تشغل المكون الرئيسي "لنظام الإنذار المبكر عبر الأقمار الصناعية" والذي تستخدمه الولايات المتحدة حالياً.

تكشف الأقمار الصناعية –التابعة لبرنامج دعم الدفاع والتي تشغلها قيادة القوات الجوية– باستخدام أجهزة استشعار تكتشف انبعاثات الأشعة تحت الحمراء من مصادر الحرارة الشديدة وبالتالي تكشف جميع عمليات إطلاق الصواريخ أو المركبات الفضائية بالإضافة للانفجارات النووية والكوارث الطبيعية، على سبيل المثال: تمكنت هذه المنظومة من اكتشاف إطلاق صواريخ سكود العراقية أثناء عاصفة الصحراء، وقامت بالتالي بارسال التحذيرات للمدنيين والقوات العسكرية في إسرائيل والمملكة العربية السعودية في الوقت المناسب.تتواجد هذه الأقمار الصناعية في مدارات أرضية تزامنية، وتكون مزودة بأجهزة استشعار تعمل بالأشعة تحت الحمراء من خلال كاميرا "شميدت" (تلسكوب تصويري عاكس) ذات زاوية كبيرة. يدور القمر الصناعي بأكمله كي يتم المسح من قبل المستشعر الطولي في المستوى البؤري للأرض، تكرر العملية ست مرات في الدقيقة.يتم عادة إطلاق الأقمار الصناعية الخاصة ببرنامج دعم الدفاع على معززات تيتان آي في بي مع منصة قصور ذاتي عليا، ولكن ومع ذلك أُطلق على الأقل قمر صناعي واحد باستخدام مكوك فضائي (أتلانتس في مهمة س.ت.س-44 في 24 نوفمبر 1991 كمثال).

في عام 2007 أطلق آخر قمر صناعي تابع لبرنامج دعم الدفاع والذي حمل الرقم 23 في ترتيب الأقمار الصناعية التابعة للبرنامج عن طريق أول رحلة تشغيلية لصاروخ "دلتا 4 هيفي" حيث تم الانتهاء من استخدام نظام تيتان 4 في عام 2005. جميع الأقمار الصناعية ال23 تم بناؤها بواسطة المقاول الرئيسي شركة نورثروب غرومان إيروسبيس سيستمز في ريدوندو بيتش في كاليفورنيا.

يحتوي الجناح الفضائي 460 والذي يقع في قاعدة باكلي للقوات الجوية في كولورادو على عدة وحدات، بشكل أساسي وحدة الإنذار الفضائي ثنائي الأعاد والتي تقوم بتشغيل الأقمار الصناعية التابعة لبرنامج دعم الدفاع وتقوم بتبليغ التحذيرات لمراكز الإنذار المبكر (نوراد و يو اس اس راتكوم) في جبل شايان في كولورادو عن طريق وسائل الاتصالات المختلفة لتقوم هذه المراكز بإرسال البيانات على الفور لمختلف الوكالات ومناطق العمليات في جميع أنحاء العالم.

جناح "سبيرز" التابعة لقيادة القوات الجوية في مركز أنظمة الفضاء والصواريخ في لوس أنجلوس بكاليفورنيا هو المسؤول عن تطوير وامتلاك الأقمار الصناعية.

تصوير بالأشعة تحت الحمراء

التصوير بالأشعة تحت الحمراء (بالإنجليزية: Infrared photography)، هو الفيلم أو السطح المُستعمل لالتقاط الصورة التي تكون لها حساسية كافية للأشعة تحت الحمراء. وهو فن من فنون التصوير الذي يلتقط الجمال الغير مرئي للطبيعة والذي أصبح ممكناً بفضل التقنية.

أطوال الموجة المستخدمة للتصوير الفوتوغرافي تتراوح من حوالي 700 نانومتر إلى حوالي 900 نانومتر. الفيلم عادة ما يكون حساساً للضوء المرئي جداً، لذلك يتم استخدام فلتر الأشعة تحت الحمراء؛ وهذا يتيح ضوء تمرير الأشعة تحت الحمراء من خلال الكاميرا.

تُصَوّر الكاميرات العادية الأضواء المرئية كتلك التي تراها عيوننا، أما فن التصوير بالأشعة تحت الحمراء فهو تقنية تعني استخدام فلاتر وتجهيزات معينة للكاميرا بحيث تستطيع تصوير المدى الذي لا تستطيع عيوننا أن تراه. وعندها تكون النتائج غير مألوفة بالنسبة إلى التصوير العادي، فالسماء التي نراها زرقاء مثلاً تكون غامقةن والأشجار والعناصر ذات المكونات الغامقة تكون فاتحة، وقد يضفي المُصوِّر بعض التعديلات على الصور لإضفاء مزيد من الإضافات.

تلسكوب جيمس ويب الفضائي

تلسكوب جيمس ويب الفضائي أو مرصد جيمس ويب الفضائي أو مقراب جيمس ويب الفضائي (بالإنجليزية: James Webb Space Telescope (JWST))، كان يُعرف سابقًا بـالجيل القادم من التلسكوبات الفضائية (بالإنجليزية: Next Generation Space Telescope (NGST)) هو مرصد فضائي تحت الإنشاء بناءً على مشروع مشترك بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالة الفضاء الكندية، وهو جزء من مشروع ناسا الجاري برنامج فلاج شيب. من المقرر إطلاقه في مايو عام 2020. المقراب سيوفر قدرة رصد لا مثيل لها ودقة غير مسبوقة، وحساسية عالية للأشعة تحت الحمراء، وهو خليفة المقراب هابل و المقراب سبيتزر والمقراب تشاندرا. وهو مزود بمرآة مكونة من 18 من الأجزاء ذات قطر اجمالي 6.5 متر كمرآة رئيسة (بالمقارنة بمرآة تلسكوب هابل الفضائي البالغ قطرها نحو 2.4 متر فقط)، وسيرسل المقراب ليكون على بعد 1.8 مليون كيلومتر من الأرض في نقطة L2 من نقاط لاغرانج بين الشمس والأرض. وسيكون مزوداً بحاجز كبير واقي من أشعة الشمس لإبقاء المرآة ومعداته العلمية الأربع الأخرى في درجة الحرارة المطلوبة لعملها وهي أقل من 50 كلفن (220 C° تحت الصفر)، بهذا يصبح في إمكانه تسجيل صور واضحة للأشعة تحت الحمراء القادمة من أعماق الكون. وتم تسميته عام 2002 تكريما لجيمس ويب المدير الثاني لوكالة ناسا.

للمقراب تاريخ كبير في التكاليف الغير متوقعة، حيث في عام 2011 قام مجلس النواب في الولايات المتحدة بالتصويت لإنهاء التمويل بعدما وصلت التكاليف المدفوعة ثلاثة مليارات دولار على الرغم من أن 75% من الأدوات كانت في طور الانتاج، تمت استعادة التمويل بعد تسوية قانونية مع مجلس الشيوخ الأمريكي، وارتفع سقف التكاليف حتى 8 مليارات دولار، في نهاية العام 2014 المقراب كان لا يزال وفق الجدول والميزانية المحددة، لكن تحت احتمالية التأخير. سيوضع في نقطة تبعد عن الأرض 1.8 مليون كيلومتر في الفضاء. يعتبر التلسكوب "ويب" الأول ضمن جيل جديد من المراصد الفضائية المقرر وضعها في مدارات بعيدة عن الأرض تسمح للعلماء بمشاهدة البعد العميق للكون حيث يمكن لمقراب ويب رؤية أجزاء الكون بعد نحو 200 مليون سنة فقط من بعد الانفجار العظيم. أي أنه سيرى ويرينا الكون عند بدء نشأة أول النجوم و أول المجرات، بدقة تفوق كثيرا إمكانيات تلسكوب هابل الفضائي من دون شوشرة من الأرض أو من كواكب أخرى. والميزة من قياس الأشعة تحت الحمراء هي أن تلك الأشعة تستطيع التخلل في الغبار الذي يحجب ما ورائه من نجوم ومجرات، وبذلك يسجل لها صورا واضحة، هذا بعكس تلسكوب هابل الفضائي الذي يلتقط الضوء المرئي، ويصعب عليه تصوير نجوم ومجرات تحجبها عنا سحب غبارية على حافة الكون.

للحفاظ على درجة حرارة التلسكوب منخفضة لدقة النتائج سيتم وضع التلسكوب في مدار حول الشمس بحيث يقع في نقطة لاغرانج L2 بين الشمس والأرض. كما يحتوى التلسكوب على خمس رقائق يبلغ عرضها نحو 22 مترا (69 قدم) تعمل كدرع لمنع وصول أشعة الشمس إلى المقراب وأجهزته، حيث تحجبه تلك الرقائق عن أشعة الشمس وحرارتها، أما المرآة نفسها فتكون موجهة بعيدا عن الشمس، وتصل درجة حرارتها بذلك إلى نحو 220 درجة مئوية تحت الصفر. يقوم المقراب بفتح مرآة أساسية تبلغ مساحتها 25 متراً مربعاً مطلية بالذهب وسيتم بسطها لتقوم بالتقاط الأشعة تحت الحمراء.

توجيه بالأشعة تحت الحمراء

التوجيه بالأشعة تحت الحمراء هو أحد طرق توجيه الصواريخ. يطلق على الصواريخ التي تستخدم هذه الطريقة في توجيهها أحيانا صواريخ حرارية.

نظام توجيه الصواريخ الموجهة بالأشعة تحت الحمراء هو نظام توجيه سلبي حيث يستخدم الانبعاثات الكهرومغناطيسية في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف التي يصدرها الهدف ليتبعها. أطلق على الصواريخ التي تستخدم هذه الطريقة صواريخ حرارية لأن الأشعة تحت الحمراء تقع في المنطقة أسفل الطيف المرئي للضوء مباشرة في التردد وتشعها الأجسام الساخنة. العديد من الأجسام مثل البشر ومحركات الطائرات ومحركات المركبات تصدر هذه الحرارة ويظهر هذا بوضوح في منطقة الأشعة تحت الحمراء حيث تكون الحرارة مضيئة جدا مقارنة بالمناطق الأكثر برودة.

حساس غاز ثاني أكسيد الكربون

حساس غاز ثاني أكسيد الكربون هو مكشاف يقوم بقياس نسبة غاز ثاني أكسيد الكربون في الهواء . ويعتمد هذا الجهاز على مجسات الأشعة تحت الحمراء كأي حساس غاز آخر . ويهدف هذا الجهاز إلى معرفة نوعية الهواء الداخلي والتي تساعد في فهم مصادر تلوث الهواء .

سحابة داكنة تحت حمراء

في الفلك السحابة الداكنة تحت حمراء هي منطقة باردة وكثيفة من سحابة جزيئية عملاقة. يمكن رؤيتها على شكل صورة مظللة في مقابل انتشار سطوع انبعاث الأشعة تحت الحمراء-الوسطى من المستوى المجري. اكتشفت السحب الداكنة تحت الحمراء مؤخرا في عام 1996 باستخدام مرصد الأشعة تحت الحمراء الفضائي .وبالتالي فهي في حاجة إلى مزيد من البحث.

سديم الحلقة

السديم الحلقي أو مسييه 57 (بالإنجليزية: Ring Nebula ) ويسمى أيضا Messier 57 أو NGC 6720 هو سديم في شكل الحلقة ويوجد في كوكبة القيثارة . وهو واحد من أشهر سدم السماء ويسمى أحيانا بالإنجليزية planetary nebula.

علم فلك الأشعة تحت الحمراء

علم فلك الأشعة تحت الحمراء (بالإنجليزية: Infrared Astronomy) هو فرع علم الفلك التجريبي الذي يقوم برصد الأشعة تحت الحمراء القادمة من أجرام سماوية وتفسيرها . الأشعة تحت الحمراء هي حيز من الأشعة الكهرومغناطيسية ، وبينما يمكن للعين البشرية رؤية جزء من الأشعة الكهرومغناطيسية ونسميها ضوء مرئي ، ولكن لا يمكن للعين رؤية الاشعة تحت الحمراء .

مجرات تحت الحمراء ساطعة

مجرات تحت الحمراء ساطعة وهي مجرات أشعة تحت حمراء ساطعة (Luminous Infrared Galaxies (LIRGs)). حيث يبلغ ضياء هذة المجرات و قياس السطوع، فوق L☉ 1011 ضياء شمسي

المجرات تحت الحمراء الساطعة أكثر وفرة في الكون من مجرات زايفرت و مجرات الأنفجار النجمي و النجوم الزائفة وبالمقارنة المجرات تحت الحمراء الساطعة تصدر المزيد من الطاقة في الأشعة تحت الحمراء أكثر من جميع الأطوال الموجية الأخرى مجتمعة. مع لمعان يعادل 100 مليار مرة لمعان الشمس.

المجرات التي لها ضياء فوق

L☉ 1012

يطلق عليها مجرات الأشعة تحت الحمراء -الفائقة (ULIRGs) العديد من مجرات LIRGs وULIRGs تظهر تفاعلات واضطرابات. و العديد من هذه من المجرات تنتج حوالي 100 نجم جديد سنويا مقارنة مع مجرتنا التي تنتج نجم واحد في السنة. وهذا يخلق مستوى عال من اللمعان.

المجرات ألأكثر ضياء من مجرات ULIRGs هي مجرات يطلق عليها مجرات مفرطة الضياء للأشعة تحت الحمراء HLIRG.و أكثر هذة المجرات سطوعاً، والتي اكتشفها "مستكشف الأشعة تحت الحمراء عريض المجال" – المجرات تحت الحمراء شديدة السطوع (Extremely Luminous Infrared Galaxies – ELIRGs).حيث اكتشف وايز المجرة المتألقة، والتي تدعى وايز J224607.57-052635.0 وتم تقدير سطوع هذه المجرة البعيدة أكثر من 300 تريليون شمس

مرصد الأشعة تحت الحمراء الفضائي

مرصد الأشعة تحت الحمراء الفضائي (بالإنجليزية: Infrared Space Observatory) إختصارًا إسو (ISO) كان تلسكوپ فضائي لضوء الأشعة تحت الحمراء صممته وشغلته وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، بالتعاون من (ISAS) (جزء من منظمة استكشاف الفضاء اليابانية JAXA في 2003) وناسا. تم تصميم الإسو لدراسة ضوء الأشعة تحت الحمراء في أطوال موجية من 2.5 إلى 240 ميكرومتر.

مستكشف الأشعة تحت الحمراء عريض المجال

مستكشف الأشعة الحمراء عريض المجال (بالإنكليزية: Wide-field Infrared Survey Explorer، أو اختصاراً: WISE) هو تلسكوب فضائي يلتقط الأشعة تحت الحمراء أطلقته وكالة ناسا في شهر ديسمبر سنة 2009، لكنَّه موضوع في حالة سبات منذ شهر فبراير سنة 2011 بعد تعطل جهاز الإرسال فيه. اكتشف تلسكوب وايس أول قزم من فئة Y الطيفية في تاريخ علم الفلك، كما اكتشف أول طروادي أرضي، وعشرات آلاف كويكبات الحزام الرئيسي وجوار الأرض، فضلاً عن عدد كبير من العناقيد النجميَّة الجديدة.أجرى تلسكوب وايس - أثناء عمله - مسحاً فلكياً لكامل سماء الأرض بالأشعة تحت الحمراء، ضمن الأطوال الموجيَّة (μm) 3.4 و4.6 و12 و22، استغرق إجراء المسح عشرة شهورٍ متتالية باستعمال تلسكوب أشعة تحت حمراء قطره 40 سنتيمتراً في مدار أرضي. بعد فترة من الزَّمن، نفذ مخزون تلسكوب وايس من هيدروجين التبريد، فلجأ الفلكيون إلى استعماله لتنفيذ برنامج طوله أربعة شهورٍ يدعى NEOWISE (اختصارٌ لـ: وايس الأجرام القريبة من الأرض)، كان الهدف من هذا البرنامج هو البحث عن أجرام النظام الشمسي الصَّغيرة الواقعة حول الأرض والتي يمكن أن تشكّل خطراً مستقبلياً عليها، واستنفذ هذا البرنامج معظم إمكانات التلسكوب المتبقّية.نشرت بيانات مسح وايس الفلكي للسَّماء بالأشعة تحت الحمراء (التي تتضمَّن بيانات صرفة إضافةً إلى فهارس مصدرية) لتصبح بمتناول عامَّة الناس في 14 مارس سنة 2012، وهي متاحةٌ الآن على ما يُعرَف باسم أرشيف الأشعة تحت الحمراء العلمي (Infrared Science Archive). في شهر أغسطس سنة 2013، أعلنت ناسا أنَّها ستعيد تشغيل تلسكوب وايس لإجراء مهمَّة تمتدُّ ثلاث سنوات للبحث عن الكويكبات الخطرة على الأرض.

مسح ميكروي ثنائي لكامل السماء

المسح الميكروي الثنائي لكامل السماء (بالإنجليزية: Two Micron All-Sky Survey) وإختصارا 2MASS هو مسح فلكي للسماء كلها في طيف الأشعة تحت الحمراء و آحد أكثر المشاريع طموحا للقيام بذلك.وقد تم بين عامي 1997 و 2001، في موقعين مختلفين في مرصد فريد لورانس ويبل الولايات المتحدة على جبل هوبكنز، أريزون اكود (G91)، و مرصد كرو تولولو في لا سيرينا، تشيلي كود (I02),

كل مرصد يستخدم تلسكوب 1.3 متر لنصفي الكرة الأرضية الشمالي والجنوبي على التوالي.,وقد أجريت في الطول الموجي القصير الأشعة تحت الحمراء في نطاقات التردد القريبة 2 ميكرومتر (أو ميكرون)،ومنها استمد المسح اسمة.

انتج المسح فهرس فلكي لأكثر من 300 مليون جرم ، بما في ذلك الكواكب الصغيرة في النظام الشمسي، الأقزام البنية، والنجوم ذات الكتل المنخفضة،و السدم، عناقيد النجوم والمجرات، وبالإضافة إلى ذلك تم تصنيف مليون جرم في كتالوج 2MASS المصدر الموسع.

مسييه 77

م77 أو مسييه 77 (بالإنجليزية: Messier 77 أو NGC 1068) هي مجرة حلزونية تبعد نحو 47 مليون سنة ضوئية عن مجرتنا في كوكبة قيطس. وتحوي مجرة مسييه 77 نواة مركزية نشطة يخفيها الغبار الكوني في مجال الضوء المرئي. ويتكون الغبار من جزيئات وبلازما ساخنة.

ونظراً لأن الغبار الكوني معتم بالنسبة للضوء المرئي ويمتصه، إلا أن الأشعة تحت الحمراء ذات الموجات الطويلة نسبيا تعتبر شفافة لها. وقد عُرفت تفاصيل النواة المخفية عن طريق قياس الأشعة تحت الحمراء والأشعة الراديوية بالمرصد تلسكوب بالغ الكبر VLT. ويوجد ثقب أسود فائق الضخامة سريع النمو في هذه المجرة. وتندفع رياح قوية من مركز هذه المجرة بسرعة ملايين الكيلومترات في الساعة، وهذه الرياح تُشكل دوامة حول الثقب الأسود ذي الكتلة الهائلة الذي يقع في المجرة.

مطيافية الأشعة تحت الحمراء

مطيافية الأشعة تحت الحمراء أو علم الأطياف ما تحت الحمراء (بالإنجليزية: Infrared spectroscopy): هو أحد فروع علم الأطياف الذي يتعامل مع المنطقة تحت الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي. ويشمل مجموعة من التقنيات، وأشهرها مطيافية الامتصاص (بالإنجليزية: Absorption spectroscopy). وتستعمل هذه المطيافية في تعيين العناصر الكيميائية في المركبات قيد الدراسة. وهي تستخدم بصفة رئيسية في علم الفلك لمعرفة عناصر المواد الموجودة في مناطق معينة من الكون ، كما لها استخدامات أخرى في نطاق التحليل الكيميائي. فبواسطة مطيافية الأشعة تحت الحمراء يمكم التعرف على ، مثلا الميثيلين والتفرقة بين الألكينات و المواد العضوية العطرية . ويمكن الاطلاع على جدول الارتباط لمطيافية الأشعة تحت الحمراء الذي يبين خصائص مواد عديدة يمكنها إصدار وامتصاص أشعة تحت الحمراء تميزها ، مثل بصمة الإصبع للإنسان.

ويدرس علم الأطياف ما تحت الحمراء تفاعل المادة نتيجة الأشعة تحت الحمراء. تستخدم الموجات الكهرومغناطيسية ذات طول الموجة بين الحدود المرئية للضوء وهي في حيز أطوال الموجة بين 800 نانومتر حتى أقصر الموجات الدقيقة حوالي 1 مليمتر (أنظر الشكل) .

مقراب سبيتزر الفضائي

مقراب سبيتزر الفضائي هو مرصد فضائي يلتقط الأشعة تحت الحمراء، والرابع والأخير من بين المراصد العظمى التي أطلقتها ناسا إلى الفضاء. تم إطلاقه في 25 أغسطس 2003 من مركز كينيدي للفضاء في قاعدة كاب كانافيرال للقوات الجوية.

اطلقت الوكالة على المقراب اسم "سبيتزر" تكريما لذكرى ليمان سبيتزر، أحد علماء الفلك المشهورين، عالم الفلك في جامعة برنستون الذي اقترح في العام 1946 تطوير أول صاروخ مداري يطلق تلسكوبات إلى الفضاء فوق الغيوم الحاجبة لطبقات الجو العليا وقد كان سبيتزر أحد رواد الجهود الهادفة إلى اقناع الكونغرس بتخصيص أموال لإطلاق أسطول من التلسكوبات المدارية. كلف المشروع 670 مليون دولار.

ومن المسبارات التي أطلقتها ناسا من قبل وتقوم بقياس أشعة غير مرئية من الفضاء تلسكوب شاندرا الفضائي للأشعة السينية. وكل من تلك المسبارات التي تقيس الضوء غير المرئي تفصح عن خواص وظواهر للأجرام السماوية وما يحيط بها من غبار كوني لا يمكن للتلسكوبات العادية رؤيتها. فبعضها مثل تلسكوب سبيتز يقيس الاشعة تحت الحمراء وهي تتميز بأن الغبار الكوني لا يمتصها وبذلك تصل إلينا ويمكننا بذلك رؤية النجوم المختفية وراء الغبار الكوني.

مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء

مقياس الحرارة بالأشعة تحت الحمراء هو مقياس حرارة (محرار) يقوم بقياس الحرارة عبر جزء من الاشعاع الحراري الذي يدعى اشعاع الجسم الأسود والذي يشع عبر الجسم المُراد قياس درجة حرارته. تُسمى احياناً محارير الليزر اذا ما استخدم الليزر فيها لمساعدة المحرار او مسدس درجة الحرارة، لوصف قدرة الجهاز على قياس الحرار عن بعد. من خلال معرفة مقدار الاشعة تحت الحمراء التي تشع من بعد.

يتكون المحرار من عدسة للتركيز على اشعاع الاشعة تحت الحمراء نحو الكاشف الذي يحول قدرة الاشعاع إلى إشارة كهربائية تعرض بوحدات قياس الحرارة. ويستخدم المحرار في الظروف حيث يكون المزدوج الحراري اوالحساسات الحرارية لا يمكن استخدامها او لا تعطي قراءة صحيحة لاسباب عديدة.

موجة ميكروية

الموجات الصُغْرِيّة أو أشعة ميكروويف (بالإنجليزية: Microwave) هي موجات كهرومغناطيسية ذات طول موجة قصير بين الموجات الراديوية و الأشعة تحت الحمراء. أي أنها تشمل نطاق الأشعة بطول موجة من 1 سنتيمتر إلى الأشعة المليمترية ، ويحدها الموجات الراديوية من أسفل (ذات طول موجة أكبر)، كما تحدها الأشعة تحت الحمراء التي تحد طيف الضوء المرئي من أعلى (ذات طول موجة أصغر).

هذا معناه أن اسم تلك الاشعة بالميكروويف يدل على صغر طول موجتها . ونلاحظ أن طول الموجة يتناسب عكسيا مع ترددها ، وثابت التناسب هو سرعة الضوء.

تتميز هذه الموجات بأنها تعطي حرارة عند اختراقها لنسيج خلوي، ولذلك تم استخدام هذه الأشعة لصناعة الأفران سريعة التسخين والتي تسمى بأفران المايكروويف.

اضطرابات متعلقة بالإشعاع
الأشعة فوق البنفسجية/إشعاع مؤين
إشعاع غير مؤين
أخرى
الصوتية، الصوت، الاهتزاز
السيارات والنقل
المواد الكيميائية
الكهربائية والمغناطيسية والراديو
البيئة، الطقس، رطوبة
التدفق ، سرعة السوائل
الإشعاعات المؤينة، الجسيمات دون الذرية
أدوات الملاحة
الموقف، الزاوية، الإزاحة
بصري، ضوء، التصوير
الظغط
القوة، الكثافة، المستوى
الحرارية، الحرارة، درجة الحرارة
القرب ، الوجود
تقانة الاستشعار
ذات صلة
طيف مرئي
موجات صغرية
تردد عال
طول الموجة

لغات

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.