# อินฟราเรด

ภาพถ่ายมนุษย์ในย่าน mid-infrared เป็นภาพที่เกิดจากรังสีความร้อนที่แผ่ออกมาจากคน
**รังสีอินฟราเรด** (อังกฤษ: *Infrared, IR*) มีชื่อเรียกอีกชื่อว่า **รังสีใต้แดง** หรือ**รังสีความร้อน** เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างคลื่นวิทยุและแสงมีความถี่ในช่วง 1011 – 1014 เฮิร์ตซ์หรือความยาวคลื่นตั้งแต่ 1-1000 ไมโครเมตร มีความถี่ในช่วงเดียวกับไมโครเวฟ มีความยาวคลื่นอยู่ระหว่างแสงสีแดงกับคลื่นวิทยุสสารทุกชนิดที่มีอุณหภูมิอยู่ระหว่าง -200 องศาเซลเซียสถึง 4,000 องศาเซลเซียส จะปล่อยรังสีอินฟราเรดออกมา คุณสมบัติเฉพาะตัวของรังสีอินฟราเรด เช่น ไม่เบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ที่แตกต่างกันก็คือ คุณสมบัติที่ขึ้นอยู่กับความถี่ คือยิ่งความถี่สูงมากขึ้น พลังงานก็สูงขึ้นด้วย

 ถูกค้นพบโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ คือ เซอร์ วิลเลียม เฮอร์เชล ซึ่งได้ค้นพบ รังสีอินฟราเรดสเปกตรัมในปี ค.ศ. 1800 จากการทดลองโดยทดสอบว่าในเลนส์แต่ละสี จะเปลี่ยนค่าแสดงความร้อนของดวงอาทิตย์หรือไม่ จึงประดิษฐ์อุปกรณ์การทดลองเพื่อหาคำตอบใช้ปริซึมแยกแสง แล้วให้แสงต่างๆมาตกที่เทอร์โมมิเตอร์ก็ตั้งเทอร์โมมิเตอร์ตัวหนึ่งนอกเหนือจากแสงสีต่าง ๆ นั้น เพื่อเป็นตัวควบคุมการทดลอง ปรากฏว่า แสงสีต่าง มีอุณหภูมิสูงกว่าแสงสีขาว และอุณหภูมิสูงขึ้นจาก สีม่วง ไปหาสีแดง ปรากฏว่า เทอร์โมมิเตอร์ ตัวที่อยู่นอกเหนือจากแสงสีแดงนั้น กลับวัดได้อุณหภูมิสูงกว่าทุกตัว พบว่า ส่วนของแสงที่มองไม่เห็นแต่ร้อนกว่าสีแดงนี้ มีคุณสมบัติทางกายภาพเช่นเดียวกับคลื่นแสงที่มองเห็นได้ทุกประการ เช่น การหักเห ดูดซับ ส่องผ่านหรือไม่ผ่านตัวกลาง รังสีที่ถูกค้นพบใหม่นี้ตั้งชื่อว่า **"รังสีอินฟราเรด"** (ขอบเขตที่ต่ำกว่าแถบสีแดงหรือรังสีใต้แดง)

ในการใช้ประโยชน์ ใช้ในการควบคุมเครื่องใช้ระบบไกล (remote control) สร้างกล้องอินฟราเรดที่สามารถมองเห็นวัตถุในความมืดได้ เช่น อเมริกาสามารถใช้กล้องอินฟราเรดมองเห็นเวียตกงได้ตั้งแต่สมัยสงครามเวียดนาม และสัตว์หลายชนิดมีนัยน์ตารับรู้รังสีชนิดนี้ได้ ทำให้มองเห็นหรือล่าเหยื่อได้ในเวลากลางคืน

เรามองไม่เห็นรังสีอินฟราเรด แต่เราก็รู้สึกถึงความร้อนได้ สัตว์บางชนิด เช่น งู มีประสาทสัมผัสรังสีอินฟราเรด มันสามารถทราบตำแหน่งของเหยื่อได้ โดยการสัมผัสรังสีอินฟราเรดซึ่งแผ่ออกมาจากร่างกายของเหยื่อ รังสีที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่าแสงสีม่วงเรียกว่า "รังสีอัลตราไวโอเลต"

โลกและสิ่งมีชีวิตแผ่รังสีอินฟราเรดออกมา เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ และไอน้ำ ในบรรยากาศดูดซับรังสีนี้ไว้ ทำให้โลกมีความอบอุ่น เหมาะกับการดำรงชีวิตของเรา

## รังสีอินฟราเรดสามารถแบ่งช่วงความยาวคลื่นได้เป็น 3 ช่วงคือ

* ช่วงที่ 1 รังสีอินฟราเรดช่วงคลื่นสั้น (NIR) ช่วงคลื่นสั้นของรังสีอินฟราเรดจะมีความยาวคลื่นประมาณ 0.7 ไมโครเมตรจนถึง 1.5 ไมโครเมตรรังสีอินฟราเรดช่วงคลื่นสั้นมักจะประยุกต์ใช้ในงานถ่ายภาพความร้อน
* ช่วงที่ 2 รังสีอินฟราเรดช่วงคลื่นกลาง (MIR) ช่วงคลื่นกลางของรังสีอินฟราเรดจะมีความยาวคลื่นประมาณ 1.5 ไมโครเมตรจนถึง 5.6 ไมโครเมตร อินฟราเรดระยะกลางมักประยุกต์ใช้กับระบบนำวิถีของจรวด Missile
* ช่วงที่ 3 รังสีอินฟราเรดช่วงคลื่นยาว (FIR) ช่วงคลื่นยาวของรังสีอินฟราเรดจะมีความยาวคลื่นประมาณ 5.6 ไมโครเมตรขึ้นไป รังสีประเภทนี้เป็นช่วงคลื่นยาวจึงมีพลังงานความร้อนไม่มากนักจึงนิยมใช้ในการบำบัดผู้ป่วย เช่น อาการปวดเมื่อยเรื้อรัง และผู้ป่วยด้วยโรคความดันโลหิต รวมถึงการควบคุมน้ำหนัก เป็นต้

### การประยุกต์ใช้อินฟราเรดในชีวิตประจำวัน

* กล้องถ่ายรูปใช้กลางคืน และกล้องส่องทางไกลที่ใช้ในเวลากลางคืน แสดงภาพความร้อน เพิ่มความปลอดภัยเวลาขับรถในเวลากลางคืน
* รีโมทคอนโทรลในเครื่องใช้ไฟฟ้าก็เป็นอินฟราเรดอีกชนิดหนึ่ง
* การไล่ล่าทางทหาร มิสไซล์ ที่ใช้ไล่ล่าเครื่องบินก็เป็นอินฟราเรดอีกชนิดหนึ่ง
* เครื่องกำเนิดความร้อนทั่วไป เช่นเตาแก๊สอินฟราเรดในครัวเรือน เครื่องกำเนิดความร้อนในห้องซาวด์น่า
* แผ่นกายภาพบำบัด มีเป็นประคบร้อนอินฟราเรด ปัจจุบันเป็นวิธีการ กายภาพบำบัดที่ปลอดภัยชนิดหนึ่ง

เช่น ความร้อนอุณหภูมิต่ำมาจากอินฟราเรด สามารถซึมเข้าลึกถึงผิวหนัง 1-1.5 นิ้ว ลดอาการปวดหัวเข่า หรือทำให้แผลเรื้อรัง โลหิตหมุนเวียนดีขึ้นจึงทำให้แผลหายเร็ว

**ข้อดี**

1. สามารถเคลื่อนย้ายอุปกรณ์ได้ง่าย
2. ไม่ต้องติดตั้งสัญญาณ

**ข้อเสีย**

1. ต้องไม่มีสิ่งใดมากีดขวางเส้นสายตาของทั้งเครื่องรับและเครื่องส่ง
2. ระยะทางในการส่งข้อมูลสั้น

## ประวัติ

เซอร์ วิลเลียม เฮอร์เชล นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้ค้นพบ อินฟราเรดสเปกตรัม ในปี 1800 โดยเขาได้ทำการทดลองวัดอุณหภูมิของแถบสีต่าง ๆ ที่เปล่งออกมาเป็นสีรุ้งจากปริซึม พบว่าอุณหภูมิความร้อนจะเพิ่มขึ้นตามลำดับจากสีม่วงและสูงสุดที่แถบสีสีแดง ซึ่งขอบเขตนี้เรียกว่า "อินฟราเรด" (ของเขตที่ต่ำกว่าแถบสีแดง)

## อ้างอิง