รังสีอินฟราเรดไกล คืออะไร? เกี่ยวอะไรกับถ่านไม้ไผ่?

รังสีอินฟราเรดไกล คืออะไร? 

พูดว่า “รังสี” หมายถึง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งมีอยู่ทุกหนแห่งในโลก ในจักรวาล  แยกออกเป็นประเภทได้มากมาย โดยใช้ความยาวของคลื่นเป็นเกณฑ์   … ดูรูป (ค้นภาพจาก google.com) ….  จากความยาวคลื่นสั้นไปยาว รังสีแกมมา รังสีเอ็กซ์ รังยูวี รังสีแสง รังสีอินฟราเรด ไมโครเวฟ และคลื่นวิทยุ … รังสีแสงคือ ช่วงรังสีที่เรามองเห็นด้วยตา (๔๐๐ - ๗๐๐ นาโนเมตร) ซึ่งเห็นเป็นสี ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง (สีรุ้งนั่นเอง) นอกนั้น ตามนุษย์มองไม่เห็น …

รังสีอินฟราเรด บางทีเรียกรังสีใต้แดง (เพราะอยู่ใต้สีแดง … ถ้าจับรู้ตั้งขึ้น เรียงลำดับตามพลังงานจากน้อยไปไม่) ตาคนเรามองไม่เห็น แต่เราอาจรู้สึกได้ถึงความอบอุ่น ที่เราสัมผัสได้บ้าง … จึงมักเรียก “รังสีความร้อน” .. ตามหลักฟิสิกส์ วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์องศาสัมบูรณ์ (-273.15 องศาเซลเซียส) จะแผ่รังสีความร้อนออกมา 

หากอยากสัมผัสความอบอุ่นนี้  ลองนอนห่มผ้าหนา ๆ จะอบอุ่นขึ้นมาได้ทันที … เนื่องจากร่างกายเรา แผ่รังสีความร้อนออกมาตลอดเวลา

 

รังสีอินฟราเรด มีช่วงความยาวคลื่นช่วงกว้าง ตั้งแต่  700 นาโนเมตร จนถึง 1000 ไมโครเมตร  ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงแบ่งออกเป็นช่วงย่อย อีก ๓ ช่วง คือ  อินฟราเรดใกล้ (near infrared) (0.75 -1.5 ไมโครเมตร)  อินฟราเรดกลาง (1.5-4 ไมโครเมตร) และ อินฟราเรดไกล (far infrafed) ความยาวคลื่น 5-1000 ไมโครเมตร 

รังสีอินฟราเรดไกล เกี่ยวอะไรกับถ่านไม้ไผ่

วัตถุทุกอย่างกำลังแผ่รังสีความร้อน แต่ปล่อยมาก ปล่อยน้อย แตกต่างไปตามสมบัติของวัตถุ  หากน้ำเสื้อสีดำและเสื้อสีขาว ที่ทำจากผ้าชนิดเดียวกัน ไปวางไว้กลางแดดสักครู่ แล้วไปสัมผัสดู …. จะพบว่า เสื้อสีดำร้อนกว่า … เนื่องจากสีดำดูดแสง ส่วนสีขาวสะท้อนแสง …. แสงคือพลังงาน …  ดูดแสงก็คือดูดพลังงาน สะท้อนแสงก็คือสะท้อนพลังงาน ….

ถ่าน …. ย่อมมีสีดำ … เหตุที่มีสีดำ ก็เพราะมันดูดแสง … ภาษาฟิสิกส์เราเรียกว่า  “วัตถุดำ” หรือ  Blackbody  รังสีแสงที่เรามองเห็น มันถูกดูดหายเข้าไปในตัวถ่าน …  พลังงานที่ถูกดูดเข้าไปย่อมไม่สูญหาย (ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน) เพียงแต่เปลี่ยนรูปไป คายออกมาเป็นรังสีความร้อน …. วัตถุที่มีสีดำ จะดูดความร้อนมาก จึงแผ่รังสีความร้อนออกมามาก … ถ่านจึงแผ่รังสีความร้อนมากกว่า นั่นเอง

ขั้นถัดไปในการทำความเข้าใจถ่านไม้ไผ่ … อยากให้ท่านพิจารณากราฟทฤษฎีการแผ่รังสีของวัตถุดำด้านบน … แกนตั้งคือความเข้มของรังสีที่แผ่ออกมา แกนนอนคือความยาวของคลื่นของรังสีอินฟราเรด  ….  อินฟราเรดไกลอยู่ในช่วงประมาณ 1-10 ไมโครเมตร ….  แล้วพิจารณาตามข้อต่อไปนี้ครับ 

• วัตถุดำ จะปล่อยรังสีอินฟราเรดไกล …  ที่อุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส (300K) … ความเข้าจะค่อนข้างต่ำ  …  ความเข้มสูงขึ้นบ้างก็ตอนพลังงานต่ำ คือความยาวคลื่นยาวมากกว่า 5 ไมโครเมตรแล้ว 
• เมื่อวัตถุดำ ในที่นี้คือ ถ่านไม้ไผ่คุณภาพสูง ได้รับความร้อน (ถ่านไม้ไผ่ติดไฟ)  จะดูเหมือนไหม้ไฟ กลายเป็นเหล็กแดง ๆ  ไม่มีเปลวจากแก๊ส (เนื่องจากความบริสุทธิ์จของคาร์บอนสูง) … ความร้อนที่แผ่ออกมา จะเป็นคลื่นความร้อนที่เรียกว่า คลื่นอินฟราเรดไกล … ดูกราฟจะเห็นความเข้มของคลื่นในช่วง 1-5 ไมโครเมตร มีความเข้มเพิ่มขึ้นสูงมาก …..   ที่อุณหภูมิประมาณ  700-800 (ซึ่งก็คืออุณหภูมิของถ่านขณะติดไฟ) …. 
• ดังนั้น ถ้านำถ่านไม้ไผ่คุณภาพสูงไปปื้่งย่าง  อาหารจะสูงด้วยความร้อนจากรังสีอินฟราเรดไกล นั่นเอง 

ครับ