เพราะเหตุใดจึงเรียกรังสีอินฟาเรดว่า รังสีใต้แดง

เหตุใดรังสีอินฟราเรดจึงถูกเรียกว่า “รังสีใต้แดง”? คำตอบที่ไม่ใช่แค่เรื่องตำแหน่งบนสเปกตรัม

คำถามที่ว่าทำไมรังสีอินฟราเรดถึงถูกเรียกว่า “รังสีใต้แดง” ดูเหมือนจะเป็นคำถามที่เรียบง่าย แต่เบื้องหลังคำตอบนั้นซ่อนกลไกทางฟิสิกส์ที่น่าสนใจ และความเข้าใจในธรรมชาติของแสงที่เรามองเห็นและมองไม่เห็น

คำตอบเบื้องต้นที่ว่า “เพราะมีความยาวคลื่นมากกว่าแสงสีแดงจึงอยู่ ‘ใต้’ แสงสีแดงในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า” นั้นถูกต้อง แต่ยังไม่ครบถ้วน เพื่อให้เข้าใจอย่างลึกซึ้ง เราจำเป็นต้องขยายความเพิ่มเติม:

1. สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าและการเรียงลำดับความยาวคลื่น:

สเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าคือช่วงทั้งหมดของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งรวมถึงรังสีแกมมา, รังสีเอ็กซ์, รังสีอัลตราไวโอเลต, แสงที่มองเห็นได้, รังสีอินฟราเรด, ไมโครเวฟ, และคลื่นวิทยุ รังสีเหล่านี้ถูกจัดเรียงตามความยาวคลื่นและความถี่ ความยาวคลื่นที่สั้นที่สุดคือรังสีแกมมา และความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดคือคลื่นวิทยุ

แสงที่มองเห็นได้เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของสเปกตรัมนี้ โดยมีสีต่างๆ ตั้งแต่ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด จนถึงแดง สีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุดในบรรดาสีที่มองเห็นได้ (ประมาณ 700 นาโนเมตร)

2. “ใต้” ไม่ได้หมายถึงแค่ตำแหน่ง:

คำว่า “ใต้” ใน “รังสีใต้แดง” ไม่ได้หมายถึงแค่การอยู่ด้านล่างของสีแดงในแผนภาพสเปกตรัมเท่านั้น มันบ่งบอกถึงความสัมพันธ์ของ ความยาวคลื่น ที่มากกว่า และ พลังงาน ที่ต่ำกว่า แสงสีแดงมีพลังงานน้อยที่สุดในบรรดาสีที่มองเห็นได้ และรังสีอินฟราเรดซึ่งมีความยาวคลื่นมากกว่าจึงมีพลังงานน้อยกว่าแสงสีแดง

3. การแผ่รังสีความร้อนและการตรวจจับรังสีอินฟราเรด:

วัตถุทุกชนิดที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์องศาสัมบูรณ์ (-273.15 องศาเซลเซียส) จะแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา โดยความยาวคลื่นหลักของรังสีที่แผ่ออกมานั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของวัตถุ วัตถุที่มีอุณหภูมิสูงจะแผ่รังสีที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า (เช่น แสงที่มองเห็นได้) ในขณะที่วัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจะแผ่รังสีที่มีความยาวคลื่นยาวกว่า (เช่น รังสีอินฟราเรด)

ดังนั้น รังสีอินฟราเรดจึงเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ ความร้อน เราจึงสามารถตรวจจับรังสีอินฟราเรดจากวัตถุต่างๆ ได้ แม้ว่าเราจะไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่าก็ตาม กล้องถ่ายภาพความร้อนใช้หลักการนี้ในการสร้างภาพโดยแสดงความแตกต่างของอุณหภูมิ

4. ความสำคัญและประโยชน์ของรังสีอินฟราเรด:

รังสีอินฟราเรดมีประโยชน์มากมายในการใช้งานต่างๆ เช่น:

• การสื่อสาร: ใช้ในรีโมทคอนโทรล อุปกรณ์ไร้สายระยะใกล้
• การแพทย์: ใช้ในการรักษาอาการปวดเมื่อยกล้ามเนื้อ การวินิจฉัยโรค
• อุตสาหกรรม: ใช้ในการอบสี การอบแห้ง การตรวจสอบคุณภาพ
• การทหารและความมั่นคง: ใช้ในกล้องมองกลางคืน ระบบตรวจจับความร้อน
• ดาราศาสตร์: ใช้ในการศึกษาวัตถุในอวกาศที่ถูกบดบังด้วยฝุ่น

สรุป:

การเรียกรังสีอินฟราเรดว่า “รังสีใต้แดง” ไม่ได้เป็นเพียงการบอกตำแหน่งบนสเปกตรัม แต่เป็นการบอกถึงคุณสมบัติที่สำคัญของรังสีชนิดนี้ นั่นคือ ความยาวคลื่นที่มากกว่า ความถี่และพลังงานที่น้อยกว่าแสงสีแดง ความสัมพันธ์กับความร้อน และการใช้งานที่หลากหลายในหลากหลายสาขา ทำให้การเรียกชื่อนี้เป็นสิ่งที่เหมาะสมและสื่อความหมายได้เป็นอย่างดี