ইনফ্রারেড বিকিরণ এবং এর প্রয়োগ

0.74 মাইক্রন থেকে 2 মিমি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণকে পদার্থবিজ্ঞানে বলা হয় ইনফ্রারেড রেডিয়েশন বা ইনফ্রারেড রশ্মি, সংক্ষেপে "IR"। এটি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রামের সেই অংশটি দখল করে যা দৃশ্যমান অপটিক্যাল রেডিয়েশন (লাল অঞ্চলে উদ্ভূত) এবং শর্ট-ওয়েভ রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের মধ্যে অবস্থিত।

যদিও ইনফ্রারেড বিকিরণ কার্যত মানুষের চোখ দ্বারা আলো হিসাবে অনুভূত হয় না এবং এর কোন নির্দিষ্ট রঙ নেই, তবুও এটি অপটিক্যাল রেডিয়েশনের অন্তর্গত এবং আধুনিক প্রযুক্তিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

ইনফ্রারেড তরঙ্গ, যা বৈশিষ্ট্যযুক্ত, দেহের পৃষ্ঠকে উত্তপ্ত করে, এই কারণেই ইনফ্রারেড বিকিরণকে প্রায়শই তাপীয় বিকিরণও বলা হয়। সম্পূর্ণ ইনফ্রারেড অঞ্চল শর্তসাপেক্ষে তিনটি অংশে বিভক্ত:

• সুদূর অবলোহিত অঞ্চল — 50 থেকে 2000 মাইক্রন তরঙ্গদৈর্ঘ্য সহ;

• মধ্য-আইআর অঞ্চল — 2.5 থেকে 50 মাইক্রন পর্যন্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য সহ;

• ইনফ্রারেড অঞ্চলের কাছাকাছি - 0.74 থেকে 2.5 মাইক্রন পর্যন্ত।

1800 এর দশকে ইনফ্রারেড বিকিরণ আবিষ্কৃত হয়েছিল।ইংরেজ জ্যোতির্বিজ্ঞানী উইলিয়াম হার্শেল দ্বারা, এবং পরে, 1802 সালে, ইংরেজ বিজ্ঞানী উইলিয়াম ওলাস্টন দ্বারা স্বাধীনভাবে।

আইআর স্পেকট্রা

ইনফ্রারেড রশ্মির আকারে প্রাপ্ত পারমাণবিক বর্ণালী রৈখিক; ঘনীভূত পদার্থ বর্ণালী — ক্রমাগত; আণবিক বর্ণালী ব্যান্ড করা হয়. উপসংহার হল যে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বর্ণালীর দৃশ্যমান এবং অতিবেগুনী অঞ্চলের তুলনায় ইনফ্রারেড রশ্মির জন্য, পদার্থের অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য, যেমন প্রতিফলন, সংক্রমণ, প্রতিসরণ সহগ খুব আলাদা।

অনেক পদার্থ, যদিও তারা দৃশ্যমান আলো প্রেরণ করে, ইনফ্রারেড পরিসরের অংশে তরঙ্গের কাছে অস্বচ্ছ হতে দেখা যায়।

উদাহরণস্বরূপ, কয়েক সেন্টিমিটার পুরু জলের একটি স্তর 1 মাইক্রনের চেয়ে দীর্ঘ ইনফ্রারেড তরঙ্গের জন্য অস্বচ্ছ এবং কিছু শর্তে তাপ সুরক্ষা ফিল্টার হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এবং জার্মেনিয়াম বা সিলিকনের স্তরগুলি দৃশ্যমান আলো প্রেরণ করে না, তবে একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ভালভাবে ইনফ্রারেড রশ্মি প্রেরণ করে। দূরের ইনফ্রারেড রশ্মি কালো কাগজ দ্বারা সহজেই প্রেরণ করা হয় এবং তাদের বিচ্ছিন্নতার জন্য একটি ফিল্টার হিসাবে কাজ করতে পারে।

বেশিরভাগ ধাতু, যেমন অ্যালুমিনিয়াম, সোনা, রৌপ্য এবং তামা, দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে ইনফ্রারেড বিকিরণ প্রতিফলিত করে, উদাহরণস্বরূপ, 10 মাইক্রনের একটি ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যে, ধাতু থেকে প্রতিফলন 98% পর্যন্ত পৌঁছায়। একটি অধাতু প্রকৃতির কঠিন এবং তরল একটি নির্দিষ্ট পদার্থের রাসায়নিক গঠনের উপর নির্ভর করে IR পরিসরের শুধুমাত্র অংশ প্রতিফলিত করে। বিভিন্ন মাধ্যমের সাথে ইনফ্রারেড রশ্মির মিথস্ক্রিয়ার এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, তারা অনেক গবেষণায় সফলভাবে ব্যবহৃত হয়।

ইনফ্রারেড বিক্ষিপ্তকরণ

পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলের মধ্য দিয়ে যাওয়া সূর্য দ্বারা নির্গত ইনফ্রারেড তরঙ্গগুলি আংশিকভাবে বিক্ষিপ্ত এবং বায়ুর অণু এবং পরমাণু দ্বারা ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেন এবং নাইট্রোজেন ইনফ্রারেড রশ্মিকে আংশিকভাবে দুর্বল করে, তাদের বিক্ষিপ্ত করে, কিন্তু সম্পূর্ণরূপে শোষণ করে না, কারণ তারা দৃশ্যমান বর্ণালীর রশ্মির অংশ শোষণ করে।

বায়ুমণ্ডলে থাকা জল, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং ওজোন আংশিকভাবে ইনফ্রারেড রশ্মি শোষণ করে এবং জল তাদের সবচেয়ে বেশি শোষণ করে কারণ এর ইনফ্রারেড শোষণ বর্ণালী ইনফ্রারেড বর্ণালীর সমগ্র অঞ্চলে পড়ে এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের শোষণ বর্ণালী শুধুমাত্র মধ্য অঞ্চলে পড়ে। .

পৃথিবীর পৃষ্ঠের কাছাকাছি বায়ুমণ্ডলের স্তরগুলি ইনফ্রারেড বিকিরণ খুব কম প্রেরণ করে, কারণ ধোঁয়া, ধূলিকণা এবং জল এটিকে আরও কমিয়ে দেয়, তাদের কণাগুলিতে শক্তি ছড়িয়ে দেয়। কম IR বিক্ষিপ্ত এবং আরো দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্য বিক্ষিপ্ত. এই প্রভাব ইনফ্রারেড ফটোগ্রাফিতে ব্যবহৃত হয়।

ইনফ্রারেড বিকিরণের উত্স

পৃথিবীতে বসবাসকারী আমাদের জন্য, সূর্য হল ইনফ্রারেড বিকিরণের একটি অত্যন্ত শক্তিশালী প্রাকৃতিক উৎস কারণ এর ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বর্ণালীর অর্ধেক ইনফ্রারেড রেঞ্জের মধ্যে রয়েছে। ভাস্বর আলো, ইনফ্রারেড বর্ণালী বিকিরণ শক্তির 80% পর্যন্ত।

এছাড়াও, ইনফ্রারেড বিকিরণের কৃত্রিম উত্সগুলির মধ্যে রয়েছে: বৈদ্যুতিক আর্ক, গ্যাস ডিসচার্জ ল্যাম্প এবং অবশ্যই, গরম করার উপাদানগুলির গৃহস্থালী হিটার।বিজ্ঞানে, ইনফ্রারেড তরঙ্গ পেতে, নার্নস্ট পিন, টাংস্টেন ফিলামেন্ট, সেইসাথে উচ্চ-চাপের পারদ ল্যাম্প এবং এমনকি বিশেষ আইআর লেজার ব্যবহার করা হয় (নিওডিয়ামিয়াম গ্লাস 1.06 মাইক্রন তরঙ্গদৈর্ঘ্য দেয় এবং একটি হিলিয়াম-নিয়ন লেজার - 1.15 এবং 3.39 মাইক্রন, কার্বন ডাই অক্সাইড — 10.6 মাইক্রন)।

আইআর রিসিভার

ইনফ্রারেড ওয়েভ রিসিভারগুলির অপারেশনের নীতিটি পরিমাপ এবং ব্যবহারের জন্য উপলব্ধ শক্তির অন্যান্য রূপগুলিতে ঘটনা বিকিরণ শক্তির রূপান্তরের উপর ভিত্তি করে। রিসিভারে শোষিত ইনফ্রারেড বিকিরণ থার্মোসেনসিটিভ উপাদানকে উত্তপ্ত করে এবং তাপমাত্রা বৃদ্ধি রেকর্ড করা হয়।

ফটোইলেকট্রিক আইআর রিসিভারগুলি আইআর স্পেকট্রামের একটি নির্দিষ্ট সংকীর্ণ অংশের প্রতিক্রিয়া হিসাবে বৈদ্যুতিক ভোল্টেজ এবং কারেন্ট তৈরি করে যার জন্য তারা কাজ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, অর্থাৎ আইআর ফটোইলেকট্রিক রিসিভারগুলি নির্বাচনী। 1.2 μm পর্যন্ত পরিসরে IR তরঙ্গের জন্য, বিশেষ ফটোগ্রাফিক ইমালশন ব্যবহার করে ফটোগ্রাফিক নিবন্ধন করা হয়।

ইনফ্রারেড বিকিরণ বিজ্ঞান ও প্রযুক্তিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে ব্যবহারিক গবেষণা সমস্যা সমাধানের জন্য। অণু এবং কঠিন পদার্থের শোষণ এবং নির্গমন বর্ণালী যা কেবল ইনফ্রারেড অঞ্চলে পড়ে তা অধ্যয়ন করা হয়।

গবেষণার এই পদ্ধতিটিকে ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি বলা হয়, যা পরিমাণগত এবং গুণগত বর্ণালী বিশ্লেষণ সম্পাদন করে কাঠামোগত সমস্যাগুলি সমাধান করতে দেয়। দূর অবলোহিত অঞ্চলে পারমাণবিক সাবপ্লেনগুলির মধ্যে পরিবর্তনের কারণে নির্গমন ঘটে। আইআর স্পেকট্রাকে ধন্যবাদ, আপনি পরমাণুর ইলেক্ট্রন শেলগুলির গঠন অধ্যয়ন করতে পারেন।

এবং এটি ফটোগ্রাফির উল্লেখ করার মতো নয়, যখন একই বস্তুর ফটোগ্রাফ প্রথমে দৃশ্যমান এবং তারপরে ইনফ্রারেড পরিসরে আলাদা দেখাবে, কারণ ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বর্ণালীর বিভিন্ন ক্ষেত্রে সংক্রমণ, বিক্ষিপ্তকরণ এবং প্রতিফলনের পার্থক্যের কারণে কিছু উপাদান এবং বিবরণ একটি অস্বাভাবিক ফটো শ্যুটিং মোডে সম্পূর্ণ অনুপস্থিত হতে পারে: একটি সাধারণ ফটোতে, কিছু অনুপস্থিত থাকবে এবং একটি ইনফ্রারেড ফটোতে এটি দৃশ্যমান হবে।

ইনফ্রারেড বিকিরণের শিল্প এবং ভোক্তাদের ব্যবহারকে অবমূল্যায়ন করা যায় না। এটি শিল্পে বিভিন্ন পণ্য এবং উপকরণ শুকানোর এবং গরম করার জন্য ব্যবহৃত হয়। বাড়িতে, চত্বর উত্তপ্ত হয়.

ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল ট্রান্সডুসারগুলি ফটোক্যাথোড ব্যবহার করে যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্পেকট্রামের ইনফ্রারেড অঞ্চলে সংবেদনশীল, যা আপনাকে খালি চোখে কী অদৃশ্য তা দেখতে দেয়।

নাইট ভিশন ডিভাইসগুলি আপনাকে ইনফ্রারেড রশ্মি, ইনফ্রারেড বাইনোকুলার - রাত্রি পর্যবেক্ষণের জন্য, ইনফ্রারেড দর্শনীয় স্থানগুলি - সম্পূর্ণ অন্ধকারে লক্ষ্য করার জন্য, ইত্যাদির সাথে বস্তুর বিকিরণের কারণে অন্ধকারে দেখতে দেয়৷ যাইহোক, ইনফ্রারেড বিকিরণের সাহায্যে, আপনি সঠিক মিটার মান পুনরুত্পাদন করতে পারেন.

IR তরঙ্গের অত্যন্ত সংবেদনশীল রিসিভারগুলি তাদের তাপীয় বিকিরণ দ্বারা বিভিন্ন বস্তুর দিক নির্ণয় করার অনুমতি দেয়, উদাহরণস্বরূপ, ক্ষেপণাস্ত্র নির্দেশিকা সিস্টেমগুলি কাজ করে, যা অতিরিক্তভাবে তাদের নিজস্ব IR বিকিরণ তৈরি করে।

ইনফ্রারেড রশ্মির উপর ভিত্তি করে রেঞ্জফাইন্ডার এবং লোকেটারগুলি অন্ধকারে কিছু বস্তু পর্যবেক্ষণ করতে এবং উচ্চ নির্ভুলতার সাথে তাদের দূরত্ব পরিমাপ করতে দেয়। আইআর লেজারগুলি বৈজ্ঞানিক গবেষণায়, বায়ুমণ্ডল অনুসন্ধানের জন্য, মহাকাশ যোগাযোগের জন্য এবং আরও অনেক কিছুতে ব্যবহৃত হয়।