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
