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.
اطلاعات اوليه
کشف هرسل اولن گام در ايجاد پديده‌اي که ما آن را طيف الکترومغناطيسي ميناميم. نور مريي و پرتوهاي مادون قرمز دو نمونه اشکال فراواني از انرژي هستند که توسط تمام اجسام موجود در زمين و اجرام آسماني تابانده ميشوند. مادون قرمز در طيف الکترومغناطيسي داراي محدوده طول موجي بين 0.78 تا 1000 ميکرو متر است. تنها با مطالعه اين تشعشعات است که ميتوانيم اجرام آسماني را تشخيص و تميز دهيم و تصويري کامل از چگونگي ايجاد جهان و تغييرات آن بدست آوريم. در سال 1800 سر ويليام هرشل يک نمونه نامريي از تشعشعات را کشف کرد که اين نمونه دقيقا زير بخش قرمز طيف مريي قرار داشت. او اين شکل از تشعشعات را مادون قرمز ناميد.
سير تحولي و رشد
Greathouse و همکارانش طي مطالعه‌اي تاثير ليزر مادون قرمز را به انتقال عصبي ، عصب راديال بررسي کردند. زمان تاخير ، دامنه پتانسيل عمل و دما ، متغيرهاي مورد آزمايش مشاهده نشد.Lynn Snyder و همکارانش اثر ليزر کم توان هليوم - نيون را بر زمان تاخير شاخه حسي عصب راديال در دو گروه ليزر و پلاسبو بررسي نمودند و مشاهده کردند که در گروه ليزر ، افزايش معني دارا در زمان تاخير حسي پس از بکارگيري ليزر ايجاد گرديده است.
Bas Ford و همکارانش طي مطالعه‌اي اثر ليزر کم توان هليوم - نيون را بر شاخه حسي اعصاب راديال و مدين بررسي کردند. هيچ اختلاف معني داري در دامنه پتانسيل عمل ، زمان تاخير و دما ساعد بعد از بکارگيري ليزر مشاهده نشد.Baxter و همکارانش افزايش معني دار در زمان تاخير عصب مدين بعد از بکارگيري ليزر گرارش کردند. Low و همکارانش کاهش دما را به دنبال تابش ليزر کم توان مادون قرمز ديدند.
نتايج اشعه مادون قرمز
گرمايي که ما از خورشيد يا از يک محيط گرم احساس ميکنيم، همان تشعشعات مادون قرمز يا به عبارتي انرژي گرمايي است. حتي اجسامي که فکر ميکنيم خيلي سرد هستند، نيز از خود انرژي گرمايي منتشر ميسازند (يخ و بدن انسان). سنجش و ارزيابي انرژي مادون قرمز ساطع شده از اجرام نجومي به علت اينکه بيشترين جذب را در اتمسفر زمين دارند مشکل است. بنابراين بيشتر ستاره شناسان براي مطالعه انتشار گرما از اين اجرام از تلسکوپهاي فضايي استفاده ميکنند.
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 450?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 ميشوند (100 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.
کاربرد تشخيصي مادون قرمز
از مهمترين کابردهاي تشخيصي آن ميتوان توموگرافي را نام برد. اصطلاح ترموگرافي به عمل ثبت و تفسير تغييراتي که در درجه حرارت سطح پوست بدن رخ ميدهد، اطلاق ميشود. تصوير حاصل از اين روش که توموگرام ناميده ميشود، بخش الگوي حرارتي سطح بدن را نشان ميدهد. در توموگرافي ، آشکار ساز ، تشعشع حرارتي دريافت شده توسط دوربين را به يک سيگنال الکترونيکي تبديل ميکند و سپس آن را علاوه بر تقويت بيشتر ، پردازش ميکند تا اينکه يک صفحه کاتوديک مثل مونيتور تلويزيون آشکار شود.
تصاوير بدست آمده به صورت سايه‌هاي خاکستري رنگ ميباشند، بدين معني که سطوح سردتر به صورت سايه‌هاي خاکستري روشن ديده ميشوند و در نوع رنگي آن نيز نواحي گرم ، رنگ قرمز و نواحي سرد ، رنگ روشن خواهند داشت. درجه حرارت پوست بدن در نتيجه فرآيندهاي فيزيکي ، فيزيولوژيک طبيعي يا بيماري تغيير ميکند. از اين خاصيت تغيير گرمايي در عضوي خاص يا در سطح بدن براي آشکارسازي يک بيماري استفاده ميشود که مهمترين آنها به قرار زير است.
- بيماري پستان : وسيع ترين جنبه کاربردي توموگرافي در آشکار سازي سرطانهاي پستاني است.
زيرا روشي کاملا مطمين و بدون آزار است.
از پرتوهاي يونيزان استفاده نميشود.
روشي کاملا سريع ، راحت و ارزان است.
به دليل بي ضرر بودن از قابليت تکراري بسيار زيادي برخوردار است.
کاربرد ترموگرافي در مامايي
چون جفت از فعاليت بيولوژيکي زيادي برخوردار است. درجه حرارت حاصله در اين محل بطور قابل ملاحظه‌اي از بافتهاي اطراف بيشتر است. پس ميتوان از توموگرافي براي تعيين محل جفت استفاده کرد.
ضررهاي مادون قرمز
از طرف ديگر خطرهايي نيز در استفاده از مادون قرمز وجود دارد که ميتوان به سوختگي الکتريکي (در اثر اتصال بدن به مدارات الکتريکي دستگاه) سر درد ، توليد ضعيف در بيمار و آسيب به چشمها در اثر تابش مستقيم پرتو اشاره کرد.
منبع:http://www.academist.ir/خ