بانک مقالات علمی

پرتو فروسرخش

پرتو فروسرخش

بكار بردن گرما يكي از متداولترين روشهاي درمان فيزيكي است. از موارد استعمال درماني مادون قرمز موارد زير را ميتوان ذكر كرد. 

تفاوت عدسی عینکها در درصد پرتوهای فرابنفش وفروسرخی است که به چشم منتقل میکنند.عینکهای آفتابی پلاستیکی(مخصوص بچه ها)وعینکهای آفتابی پولاروید در مقایسه با شیشه های روشن یا عینکهای آفتابی تجارتی امریکا“نورفروسرخ بیشتری به چشم وارد میکند.

 

لامپهای گرمایی که درصد بیشتری ازنورفروسرخ را با طول موجهایnm2000-1000تولید میکنند معمولا در درمانهای فیزیکی بکار میروند.نور فروسرخ بیشتر از نور دیدگانی در بافتها نفوذ میکند بنابراین بافتهای عمقی را بهتر گرم مینماید

در روش عكس برداري با بازتاب از طول موجهای900-700نانومتربرای نشان دادن اشکال سیاهرگهای زیر پوست استفاده میشود.بعضی ازاین سیاهرگها با چشم قابل رویت اند.تفاوت چشمگیری دراشکال سیاهرگهای افراد طبیعی وجود دارد.حتی ممکن است شکل سیاهرگها در دوپستان فرد بسیارمتفاوت باشد.سرطان وسایر بیماریها نیز تغییراتی درشکل سیاهرگها ایجاد میکنند.اما ممکن است این تغییرات ازنظردور بمانند.همچنین وجود یک لایه چربی درزیر پوست می تواند تغییرشکل سیاهرگ را کمتر آشکار کند. 

امواج نزدیک فروسرخ بدون توجه به رنگ پوست تقریبا 3MM  در پوست نفوذ می کنند.انواع پوستهای رنگی مقداریکسانی ازنور فروسرخ را بازمیتابانند“بنابراین تصاویر فروسرخ سیاهپوستان وسفید پوستان تقریبا مشابه است.

 

پرتو فروسرخ را همچنین میتوان برای عکسبرداری از مردمک ”بدون تحریک واکنشی که آنرا تغییر میدهد“بکارگرفته شود.این عکسبرداری کاربرد بالینی چشمگیری ندارد.اما دربرخی پژوهشهای بینایی سودمند است.

 

در روش عكس برداري با گسيل امواج بلند گرمایی فروسرخ از بدن گسیل میشوند

که نشان دهنده دمای بدن است.وبه آن دما نگاری میگویند.

تلسکوپها و آشکارسازهایی که توسط ستاره شناسان مورد استفاده قرار میگیرند نیز از خودشان انرژی گرمایی منتشر میسازند. بنابراین برای به حداقل رساندن این تاثیرات نامطلوب و برای اینکه بتوان حتی تشعشعات ضعیف آسمانی را هم آشکار ساخت، اخترشناسان معمولا تلسکوپها و تجهیزات خود را به درجه حرارتی نزدیک به ۴۵۰فارنهاید، یعنی درجه حرارتی حدود صفر مطلق ، میرسانند. مثلا در یک ناحیه پرستاره ، نقاطی که توسط نور مرئی قابل رویت نیستند، با استفاده از تشعشعات مادون قرمز بخوبی نشان داده میشود. همچنین مادون قرمز میتواند چند کانون داغ و متراکم را همره با ابرهایی از گاز و غبار نشان دهد. این کانونها شامل مناطق پرستاره‌ای هستند که در واقع میتوان آنها را محل تولد ستاره‌ای جدید دانست. با وجود این ابرها ، رویت ستاره‌های جدید با استفاده از نور مرئی به سختی امکانپذیر است

 

گرمايي كه ما از خورشيد يا از يك محيط گرم احساس ميكنيم، همان تشعشعات مادون قرمز يا به عبارتي انرژي گرمايي است. حتي اجسامي ‌كه فكر ميكنيم 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 اينكه بيشترين جذب را در اتمسفر زمين دارند مشكل است. بنابراين بيشتر ستاره شناسان براي مطالعه انتشار گرما از اين اجرام از تلسكوپهاي فضايي استفاده ميكنند. 

انتشار گرما باعث آشكار شدن آنها در تصاوير مادون قرمز ميشود. اختر شناسان با استفاده از طول موجهاي بلند مادون قرمز ميتوانند به مطالعه توزيع غبار در مراكزي كه محل شكل گيري ستاره‌ها هستند، بپردازند. با استفاده از طول موجهاي كوتاه ميتوان شكافي در ميان گازها و غبارهاي تيره و تاريك ايجاد كرد تا بتوان نحوه شكل گيري ستاره‌هاي جديد را مورد مطالعه قرار داد. ابرهاي بين ستاره‌اي كه حاوي گاز و غبار هستند، در طول موجهاي بلند مادون قرمز خيلي بهتر آشكار ميشوند (100 برابر بيشتر از نور مرئي).

اخترشناسان براي ديدن ستاره‌هاي جديد كه توسط اين ابرها احاطه شده‌اند، معمولا از طول موجهاي كوتاه مادون قرمز براي نفوذ در ابرهاي تاريك استفاده ميكنند. اخترشناسان با استفاده از اطلاعات بدست آمده از ماهوارهاي نجومي ‌مجهز به مادون قرمز صفحات ديسك مانندي از غبار را كشف كردند كه اطراف ستاره‌ها را احاطه كرده‌اند. اين صفحات احتمالا حاوي مواد خامي ‌هستند كه تشكيل دهنده منظومه‌هاي شمسي هستند. وجود آنها خود گوياي اين است كه سياره‌ها در حال گردش حول ستاره‌ها هستند.

•اگر نگاه دقيق و علمي ‌به يك طيف الكترومغناطيسي بيندازيم، ميبينيم كه از يك طرف طيف تا سوي ديگر آن ، انواع تشعشعات و پرتوها بر اساس طول موج و فركانس‌هاي مختلف قرار دارند، از آن جمله ميتوان به تشعشعات گاما ، اشعه ايكس ، ماوراي بنفش ، نور مرئي ، مادون قرمز و امواج راديويي اشاره كرد. هر كدام از اين پرتوها و تشعشعات همگام با پيشرفت بشر ، به نوبه خود چالش‌هايي را در زمينه‌هاي علمي ‌پديد آورده‌اند كه در اينجا علاوه بر كاربرد مادون قرمز در شاخه ستاره شناسي ، اشاره‌اي به كارآيي چشمگيري اين پرتو در رشته پزشكي خواهيم داشت.

با وجود حرارت ملايم ، كاهش درد به احتمال زياد بواسطه اثر تسكيني 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 كاهش مييابد.



تابش اين اشعه راه مناسبي براي درمان اسپاسم و دستيابي به استراحت عضلاني ميباشد

از مهمترين كابردهاي تشخيصي آن ميتوان توموگرافي را نام برد. اصطلاح ترموگرافي به عمل ثبت و تفسير تغييراتي كه در درجه حرارت سطح پوست بدن رخ ميدهد، اطلاق ميشود. تصوير حاصل از اين روش كه توموگرام ناميده ميشود، بخش الگوي حرارتي سطح بدن را نشان ميدهد. در توموگرافي ، آشكار ساز ، تشعشع حرارتي دريافت شده توسط دوربين را به يك سيگنال الكترونيكي تبديل ميكند و سپس آن را علاوه بر تقويت بيشتر ، پردازش ميكند تا اينكه يك صفحه كاتوديك مثل مونيتور تلويزيون آشكار شود.


 

تصاوير بدست آمده به صورت سايه‌هاي خاكستري رنگ ميباشند، بدين معني كه سطوح سردتر به صورت سايه‌هاي خاكستري 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 فيزيكي ، فيزيولوژيك طبيعي يا بيماري تغيير ميكند. از اين خاصيت تغيير گرمايي در عضوي خاص يا در سطح بدن براي آشكارسازي يك بيماري استفاده ميشود كه مهمترين آنها به قرار زير است. 

از طرف ديگر خطرهايي نيز در استفاده از مادون قرمز وجود دارد كه ميتوان به سوختگي الكتريكي (در اثر اتصال بدن به مدارات الكتريكي دستگاه) سر درد ، توليد ضعيف در بيمار و آسيب به چشمها در اثر تابش مستقيم پرتو اشاره كرد. 

•منطقه اشعه مادون قرمز بین طول موجهای 0.8 میکرومتر (که حد نور مرئی است) و 343 میکرومتر قرار دارد.
در اشعه مادون قرمز طول موجهای کوتاهتر از 1.5 میکرومتر از پوست می‌گذرند و بقیه جذب شده و تولید حرارت می‌کنند.

 

+ نوشته شده در  شنبه هفتم تیر 1393ساعت 12:50  توسط   | 

پدیده سراب

پدیدهسراب

با شنيدن نام سراب معمولا اولين تصاويري كه به ذهن خطور مي كند ، همان صحنه هاي خيال انگيز ويژه ازآب و تاب كارتوني هستندكه همگي كمابيش با آنها آشنا هستيم . مناطق سرسبز و زمين هاي پوشيده از نخل گرمسيري همراه آبگير يا بركه اي زيبا با آب زلال كه البته تمامي به محض رسيدن قهرمان داستان يكباره نيست و ناپديد مي شوند . اما آنچه بخواهيد در واقعيت و به دور از اين خيال پردازي هاي سينياتوري و استادانه سراب را بررسي كنيم بايد پذيرفت كه اين پديده كاملا علمي تقريبا هيچ تناسبي با شكل نمايشي و كارتوني خود ندارد .

به طور كلي در بيشتر انواع اين پديده شيئي چنان بازتاب مي يابد كه گويي بركه اي از آب در آن مكان و زير اين شيئ وجود دارد . در واقع اگر در جستجوي يك سراب واقعي و طبيعي هستند ، بايد سري به مناطق گرمسيري بزنيد و معمول ترين آنها را در بزرگراه ها ودر سطح جاده هاي آسفالته مشاهده كنيد .

سراب از ديدگاه علمي چگونه توجيه مي شود ؟
 اصل و ريشه ي اين پديده را بايد در شيوه ي حركت نور در محيط هاي مختلف و به تبع آن پديده ي شكست و انكسار نور بررسي كرد . همان طور كه مي دانيد پرتوهاي نور در عبور از محيط هايي با غلظت هاي متفاوت تغيير جهت داده و به عبارتي مي شكنند ، مثل عبورنور از هوا به آب و يا از هواي گرمتر به هواي سردتر و علت هم به تغيير سرعت نور در محيط هاي متفاوت بر مي گردد . سراب دقيقاً زماني رخ مي دهد كه شاهد يك جابجايي و تغيير بسيار سريع در چگالي هوا و اتمسفر جو هستيم : يعني زماني كه يك لايه هوا به مقدار نسبتا زيادي گرمتر از سطح مجاورش باشد . اين اتفاق معمولا در روزهاي گرم تابستان روي مي دهد ، به شكلي كه سطح يك جاده آسفالته كه زير تابش مستقيم خورشيد به شدت داغ شده است .لايه هوايي را كه دربالاي آن قرار دارد ، كاملا گرم مي كند و در نتيجه سبب ايجاد تفاوتي فاحش ميان چگالي هواي اين لايه و لايه هاي بالايي آن مي شود . بدين ترتيب با عبور نور از اين سطوح متفاوت جهت آن به سمت بالا تغيير مي يابد و سراب ايجاد مي شود .

براي بارزتر شدن قضيه به اين نكته توجه كنيد كه به طور معمول پرتوهاي بازتابي از يك شيئ مثلا يك خودرو در جهت هاي متعددي درفضا حركت مي كنند و يك جسم تنها در زماني قابل رويت خواهد بود كه گوشه اي از اين پرتوها با مردمك چشم برخورد كنند دريك روز كاملا ابري ، شما تنها همان نوري را مي بينيد كه به طور مستقيم از جسم به سوي چشمانشان بازتاب مي يابد ، اما در روزهاي آفتابي شرايط كمي متفاوت است در اينجا آن پرتوهايي كه به طور مستقيم از شيئي به سوي چشم ها حركت مي كنند همان وضعيت قبلي تكرار مي كنند . اما علاوه بر اين پرتوهايي نيز وجود دارند كه به سمت زمين حركت مي كنند اين پرتوها در عبور از لايه سردتر و چگالي تر بالايي به لايه گرمتر و سبك تر پائيني شكسته و به طرف چشمانش باز مي تابنددر نتيجه اين فرآيند ، شما شاهد 2 تصوير يكسان از شيئ خواهيد بود ، يكي روي جاده و ديگري در سطح آن .

مغز انسان تنها قادر به درك حركت نور در مسير مستقيم است ، بنابراين چنين به نظر مي آيد كه در سطح جاده چاله اي پر از آب وجود دارد كه تصوير دوم حاصل از انعكاس تصوير اول در داخل اين آب است . از اين نوع سراب به عنوان سراب پائيني و يا فرعي ياد مي شود چرا كه شكل گيري آن در زير خط افق است .

سرابهاي بالاتر و اصلي انواعي هستند كه در بالاي خط افق ظاهر مي شوند . اين نوع سراب در چشم اندازهاي پوشيده از يخ و يا آبهاي بسيار سرد روي مي دهد .

جايي كه يك لايه بسيار سردتر از هوا زير لايه نسبتاً گرمتر قرار گرفته است و همين باعث مي شود سراب خيلي بالاتر از سطح معمول آن ظاهر شود .

مشاهده ي قايق هايي كه در هوا شناورند بر اثر همين شكل سراب است . در اين نوع معمولاً شيئ بازتابي از اندازه هاي اوليه ي خود خارج شده و تصويري غير واقعي و بسيار بزرگتر را به نمايش مي گذارد.

+ نوشته شده در  شنبه هفتم تیر 1393ساعت 12:49  توسط   |