Kızılötesi ışınlar; Kızılötesi ışık, elektromanyetik spektrumun bir parçasıdır. Sıcak cisimler tarafından üretilen dalgadır. Kızılötesi (kızılaltı, lR veya infrared) ışınım, dalga boyu görünür ışıktan uzundur. İnsanlar her gün Kızılötesi ışınlarla karşılaşır, insan gözü onu göremez, ancak insanlar onu ısı olarak algılayabilir.
Teknolojide kabul edilen ismi infrared’ dır. Latince’de aşağı anlamına gelen infra ve İngilizce kırmızı anlamına gelen red kelimelerinden oluşur. Böylece kırmızı altı anlamına gelir.
Farklı renklerde kendini gösterir. Bu renkler; mavi, mor, yeşil, turuncu, sarı ve kırmızıdır. Dalga boyu kırmızıdan mora doğru azalma gösterir. Bütün bu renkler bir araya geldiği zaman dalga boylarının toplamı görünür ışık meydana getirir. Laxor ışınları, söz konusu ışınların belirli odaklamalarıyla elde edilir.
- Kırmızı renk, görünür ışığın en uzun dalda boyuna sahiptir.
- Normal sıcaklığındaki insan vücudu on mikrometre civarında ışıma yapar.
- Doğrudan alınan Güneş ışığı; %47 kızılötesi, %46 görünür ışık ve %7 morötesi ışınımdan oluşur.
İnfrared, enfraruj, kızılötesi ışın infrared radyasyon. Görünen ışıktan daha uzun dalga boyuna sahip elektromanyetik radyasyondur, bu yüzden çıplak gözle görünmez.
Dalga boyu 750 nanometre ile 1 milyon nanometre arasında, frekansı 400THz-300GHz arasındadır. Termal radyasyonun çoğu infrared radyasyondur. Tüm elektromanyetik radyasyonlar gibi, infrared radyasyon da hem dalga hem de parçacık (foton) özelliği taşır.
Kızılötesi, 1800 yılında astronom Sir William Herschel tarafından keşfedildi. Herschel, kırmızı ışıktan daha düşük enerjili ışınların termometredeki sıcaklığı artırdığını fark etti. Güneş’ten dünyaya ulaşan toplam enerjinin yarıdan fazlası, infrared’dir.
İnfrared, vücut dokularının 1 cm derinliğine kadar nüfuz edebilir. Kızılötesi ışın, güneş, ısı lambaları (ufo), sıcak su şişeleri, buhar radyatörleri ve akkor ampulleri dahil ısı veren hemen tüm materyallerden yayılır. Kızılötesi ışınlar kas gevşemesini arttırmak, inflamasyonu hızlandırmak ve ışın uygulanan bölgede dolaşımı arttırmak için terapötik olarak kullanılır (tedavi amaçlı).
Güneş’ten gelen enerjinin büyük kısmı kızılötesi radyasyon şeklinde Dünya’ya gelir. Bu enerjinin 527 watt’ı kızılötesi radyasyon (%53), 445 watt’ı görünür ışık (%44) ve 32 watt’ı ise ultraviyole radyasyonudur (%0.3). Emilen ve yayılan kızılötesi radyasyon arasındaki denge, dünya iklimi üzerinde kritik bir etkiye sahiptir. İnfrared ışık endüstriyel, bilimsel, askeri ve tıbbi uygulamalarda kullanılır.
Kızılötesi radyasyon (IR) veya kızılötesi ışık, insan gözüyle görülemeyen ancak ısı olarak hissedebildiğimiz bir enerji türüdür. Evrendeki tüm nesneler bir düzeyde IR radyasyonu yayar, ancak en bariz kaynaklardan ikisi güneş ve ateştir.
Kızılötesinin Tarihçesi
Kızılötesi ışın, 1800’de Alman doğumlu İngiliz gökbilimci Sir William Herschel tarafından keşfedildi. Herschel, ilettikleri ısı miktarının renge bağlı olduğunu fark ettiği için gözlemlediği renkli filtrelerden ne kadar ısı geçtiğini öğrenmekle ilgileniyordu.
Herschel, renklerin farklı miktarlarda ısıyı filtreleyebileceğini düşündü. Bu yüzden hipotezini test etmek için çok orijinal bir deney tasarladı. Her rengin yaydığı ısıyı ölçmek için cam prizma tarafından elde edilen spektrumda bir cıva termometresi oluşturdu.
Daha sonra ışığın olmadığını gözlemlemesine rağmen, sıcaklığın spektrumun kırmızı şeridinin yanında daha güçlü olduğunu keşfetti. Bu, ısının görünmez bir ışık biçimiyle aktarılabileceğini gösteren ilk deneyimiydi.
Herschel, bu kalori ışınlarını 19. yüzyıl boyunca oldukça popüler bir isim olarak kullandı ve sonunda en modern kızılötesi ışını olarak adlandırdı.
İlk kızılötesi ışın dedektörü, bir emici dedektörde üretilen sıcaklık artışından dolayı ışını yakalayan bir alet olan bolometreydi.
Ultraviyole (UV) ve Kızılötesi (IR) Arasındaki Fark Nedir?
Kızılötesi, güneşte hissettiğiniz ısıdır. UV, güneşte aldığınız yanıktır. Ultraviyole radyasyon kızılötesinden daha enerjiktir. Ancak “daha sıcak” biraz gayri resmi bir terimdir. Bir UV radyasyon fotonu, bir IR fotonundan çok daha fazla enerjiye sahiptir. Ancak toplam enerji, foton sayısını da hesaba katmalıdır.
Ateş gibi sıcak bir kaynağa yaklaştığımızda, sıcaklık olarak bir kızılötesi ışık seli hissederiz. Sera gibi sıcak bir odaya girdiğimizde, ılık havadaki ısı yine sıcaklık olarak algılanarak vücudumuza aktarılır. Ancak ultraviyole radyasyonu doğrudan algılamıyoruz. Vücudumuza çarpar ve bazen molekülleri parçalar ama çok azı ısıya dönüşür. Güneş ışığından hissettiğimiz ısı kızılötesidir. Kızılötesi sıcak hissettirir çünkü onu ısı olarak algılarız. Genellikle daha az bulunan ultraviyole radyasyon güneş yanığı olana kadar hissetmeyiz.
Bazı bulutlu koşullarda, güneşten gelen ultraviyole ışığın oranı, görünür veya kızılötesi ışıktan daha yüksektir. Çünkü UV’nin daha fazlası bulutların içinden veya çevresinden geçer. Bu, aşırı parlak görünmese de gözlerimizi kısmamıza neden olabilir. Yani ultraviyole radyasyonu doğrudan algılayamasak da, genel seviyeyi bir şekilde hissedebiliriz.
Kızılötesinin (infraredin) ne olduğunu anlamak için elektromanyetik spektrumun ne olduğunu anlamak gerekir. Gözümüzle gördüğümüz ve görsel bölge olarak adlandırdığımız görünür ışık dahil olmak üzere; gama ışını, X-ışını, moröte, kızılötesi, mikrodalga ve radyo dalgaları temelde yalnızca fotonlardır. Tek fark bu fotonların enerjisi, dolayısıyla frekansıdır.
Bazen radyo dalgaları, gibi elektromanyetik spektrumun bazı bölgeleri, ses dalgası veya başka bir şeymiş gibi düşünülebiliyor. Fakat bu yanlıştır ve hepsi fotonlardan oluşan elektromanyetik dalgalardır. Ses dalgası gibi mekanik dalgalar değil. Dolayısıyla hepsi boşlukta yayılabilir.
Kızılötesi ışınların dalga boyu 750 nanometre ile 1 milimetre arasındadır. Bu aralık kabaca 400 THz ile 300 GHz aralığına yani 1.7 eV ile 1.24 meV aralığına denk düşer.
Kızılötesinin Özellikleri ve Uygulamaları
Her cisim sıcaklığından ötürü bir ışıma yapar. Isınan bir sobanın önce kızarması bu nedenledir. Cisim daha fazla ısınırsa beyaza çalan, daha da ısınırsa maviye çalan bir renge bürünür. Bu nedenle çok sıcak olan yıldırımlar mavidir. Kara cisim ışımasının doğası gereğince, gündelik hayatta tecrübe ettiğimiz 30°C gibi sıcaklıklar en çok kızılötesi bölgede ışıma yapar.
Bazı gece görüş gözlükleri ve termal kameralar bu ışımayı ayırt edecek şekilde dizayn edilmişlerdir. Bu nedenle insanlar, vücut sıcaklıkları dolayısıyla yaydıkları kızılötesi ışıma sayesinde, termal bir kamerada soğuk bir arka plana göre ayırt edici bir şekilde görünebilir. Bu kameralardaki renklendirme tamamen yapay bir renklendirmedir. Aşağıdaki termal kamera görselinde soğuk bölgelere keyfi olarak mavi renk atanmış, sıcaklara ise kırmızı-beyaz renk atanmıştır. Bunu başka kameralarda başka şekillerde görebilirsiniz, bazıları tamamen siyah tonlama olduğu gibi bazıları mor tonlarını tercih edebilir.
Kızılöte görüş özelliği olan kameralar ile termal kameralar karıştırılmamalıdır. Bu tür kameralar çoğunlukla önlerinde kızılötesi bir ışık barındırır ve nesneden yansıyan kızılötesi ışımayı gözler. Dolayısıyla karanlıkta görebilirsiniz. Çünkü aslında kızılötesi için karanlık değil, gözlerimiz için karanlıktır ve kamera bunu görebilir.
Infrared Işınların Kullanım Alanları
- Gece Görüş Sistemleri:Kızılötesi aydınlatma kullanan gece görüş cihazları, gözlemci saptanmadan insanların veya hayvanların gözlemlenmesine izin verir. Termografi ile karıştırılmamalıdır.
- Termografi:Kızılötesi görüntüleme kameraları, yalıtımlı sistemlerde ısı kaybını tespit etmek, cildin değişen kan akışını izlemek ve elektrikli cihazın aşırı ısınmasını tespit etmek için kullanılır.
- İnfrared Takip (Güdüm) Sistemleri:Sıcak cisimler kızılötesi ışın yayar, ısı güdümlü füze sistemleri bu ışınları takip ederler.
- Isıtma:Bazı elektrikli sobalar (ufo tipi). Işının dalga boyu ve frekansı sobanın verimliliğini etkiler.
- İletişim:Uzaktan kumandalar (IR kumanda) ve bilgisayar sistemleri (infrared LED’ler kullanılır).
- İnfrared Spektroskopi:Atomlar arasındaki bağların titreşim özelliklerinden yararlanılarak moleküllerin tanınması ve saflığı anlaşılması sağlanır.
- Meteoroloji:Meteoroloji uydularının çektiği termal fotoğraflar ile hava tahminleri yapılabilir.
- Klimatoloji:Dünyada uzun vadede gelişebilecek iklim değişiklikleri tahmin edilebilir.
- Astronomi:Kızıl ötesi dalga boylarında görüntüleme, yıldızlararası tozla gizlenmiş nesnelerin gözlemlenmesini sağlar.
- Sanat Tarihi:Infrared reflektogramlar ile resmin altındaki başka resimler tespit edilebilir.
- Biyoloj:Bazı organizmaların kızılötesi (ısı) algılayıcılara sahip olduğu düşünülmektedir. Örneğin, çıngıraklı yılan, piton yılanı, boa yılanı, vampir yarasa, bazı böcekler ve kelebekler, kan emici böcekler.
- İyileştirme Amaçlı Kullanım:Kemoterapiye bağlı ağızda oluşan aftlarda, herpes (uçuk) tedavisinde, merkezi sinir sistemi tedavisinde yaralı olduğunu gösteren çalışmalar mevcuttur.
- Kozmetik Amaçla Kullanım:Kızılötesi ışınlar cilde 3-4 mm’ye kadar nüfuz eder, kan dolaşımını artırır. Cildin derin olarak ısınmasıyla ter salgılanması artar, sonucunda ölü hücrelerin atılması sağlanır. Cilt gözenekleri açılır ve cilt esnekliği, pürüzsüzlüğü sağlanır. Kepek, akne, siyah nokta azalır.
Özetle; “Kızılötesi” çok geniş kullanım alanına sahip olup, ülkemizin ekonomisine katkı sağlanması için ciddi yatırımlar yapılması, erz görülmektedir. Bu sürecin iyi yönetilmesiyle ciddi pazarlar yaratılabileceği aşikârdır.
Kaynakça:
1- Kızılötesi Isıtma Kanunu
https://www.ceramicx.com/tr/information/support/why-infrared-laws-of-infrared-heating/
2- İnfrered
https://www.turkcerrahi.com/tip-sozlugu/infrared/
3- Kızılötesi Radyasyon (IR) Nedir?
https://www.rayzeek.com/tr/glossary/kizilotesi-radyasyon-ir-nedir?srsltid=AfmBOoq0R90yHBlnB-Y9v1DF2_t96zGjSsqT1fvKr91_GUdlzQLp54XD
4- Kızılötesi Işınlar
https://www.elektrikrehberiniz.com/elektrik/kizilotesi-isinlar-126996/
5- Kızılötesi (İnfrared) Nedir? Ne İşe Yarar?
https://evrimagaci.org/kizilotesi-infrared-nedir-ne-ise-yarar-12890?srsltid=AfmBOop2EIY52rA9iDwMa3XHpFJYuBWx4-xUpvJPWJ5Kw27Mz-AuVGMP
6- Kızılötesi Enerji Nedir?
https://www.ceyrekmuhendis.com/kizilotesi-enerji-nedir/
