در حالت کلی بایستی چگونگی بازتابها و شکستها از مرزهای مختلف هادیها و عایقها و مواد قطبی و مواد غیر قطبی و .... ، و چگونگی عبور تابش از آزمایشهای مربوط به هوا و روشهای تمرکز پرتوها ، روشهای انتشار و چگونگی انتشار و ماهیت امواج الکترو مغناطیسی و چگونه تولید می‌شوند و قوانین حاکم بر آن را بدانیم. اما باید بدانیم در تمام ناحیه الکترومغناطیسی تمامی دستگاهها نمی‌توانند، کارآیی خوبی داشته باشند و اکثر سیستمهای کاربردی محدود به ناحیه خاصی از این گستره طول موجی می‌باشند. مثلا سیستم رادیو فقط ناحیه موج رادیویی را پوشش می‌دهد.

دوربینهای مادون قرمز برای این ناحیه ساخته شده‌اند و برخی ناسازگاریهایی از قبیل اینکه ناحیه پرتو ایکس هیج ماده‌ای با توان شکست ثابت برای ساختن عدسی وجود ندارد، زیرا اشعه ایکس از شیشه نمی‌تواند عبور کند، برخلاف نور مرئی که راحت عبور می‌کند. لذا برای هر نوع تمرکز و تصویر در گستره اشعه ایکس از آینه استفاده می‌کنند.

نحوه تولید امواج الکترو مغناطیسی

جسم سیاه که با نظریه مکانیک کوانتومی توضیح داده می‌شود، تمام ناحیه طول موجی بیناب الکترومغناطیسی را تولید می‌کند (نشر) و برعکس کلیه طول موجهایش را جذب می‌کند. اکثر لامپهای تخلیه الکتریکی ناحیه خاصی را ایجاد می‌کند. مواد رادیواکتیو با تشعشع هسته‌ای پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما را شامل هستند. تحریکات اتمی بیشتر ناحیه مرئی را شامل می‌شوند. تحریکات داخلی اتمی به پرتوهای ایکس منجر می‌شوند، رشته‌های تنگستن برای نورهای مرئی مناسبند. در تخلیه‌های الکتریکی در یک گاز ، نظیر لوله منور لامپهای نئونی ، یک سری از طول موجهای گسسته گسیل (نشر) می‌کند. وقتی نور حاصل از لامپ هیدروژن را به یک منشور منتقل نماییم خطوط طیفی اتم هیدروژن به طول موجهای اصلی خود تجزیه می‌گردد و با رنگهای مختلف نمایان می‌گردد. اصطلاح خط طیفی بخاطر پایداری طول موجهای خاص تولید آن طول موجهای اصلی در هر گستره طول موجی به نورهای آن سیستم استفاده شده است.

لامپ سدیم

چراغهای خیابان نیز از آن است طیف زرد رنگی دارد که گسیل اصلی آْن در دو طول موج 589 و 590 نانومتر صورت می‌گیرد، طیف اتم هیدروژن نه تنها از تحریک اتمی آن مشاهده شده که خطوط طیفی گسسته‌ای دارد و برخی رنگها از قبیل (نیلی و سبز و زرد و آبی و ...) را شامل می‌شود، بوسیله طیف خورشید نیز دیده می‌شود. این خطوط توسط دانشمندان خورشید شناسی از جمله جوزف فرانهوفر (Joseph Von Fraungofer) با حروف الفبا علامت گذاری شده‌اند، مثلا خط D سدیم و ... . با اختراع لیزر (Laser) ، اکنون وجود دارند که می‌توان خروجیهای قوی در یک طول موج منفرد تولید کنند. ما در طبیعت طیف گسسته ، منفرد نداریم مثلا برای نور زرد یک گستره طول موجی حدودآ 0.6 نانومتر داریم.

چشمه‌های طبیعی

• خورشید و ستارگان که ناحیه مرئی را پوشش می‌دهند.
  
• مواد رادیواکتیو طبیعی ( گسیلنده پرتوهای ایکس و گاما) مانند کبالت (Co- 60) و اورانیوم(U-137) و ... که ناحیه ایکس و گاما را شامل می‌شوند.
  
• پرتو های کیهانی که از فضای یونسفر خارج از جو زمین می‌آیند.
  
• پرتوهای مادون قرمز و فرو سرخ و ماورای بنفش که از خورشید و ستارگان ایجاد می‌کردند.
  
• برخی مولکولهای ویژه دو ساختاری یا چند ساختاری که ناحیه‌های لیزری و میزری را دارند، مانند آمونیاک ، یاقوت و ... .
  

چشمه‌های مصنوعی

• انواع لامپها که مکانیزمهای قوسهای الکتریکی و تخلیه‌های الکتریکی و ... را دارند مانند لامپ فلاش ، لامپ سدیم و ...
• کاواکهای جسم سیاه: شاید تا به حال دیده باشید که وقتی آهن را گرم می‌کنیم ازخود نور تابش می‌کند.
  
• لیزرها که از مواد فعالی مانند یاقوت (نئودنیوم یق ND:YAG) و ... که در طیفهای گسترده یا طول موجهای منفرد بصورت پالسی یا گسترده ساخته می‌شوند.
  
• میزرها (Masers) که ناحیه طول موجی ماکروویو را می‌پوشانند. مانند میزرهای آمونیاک و ...

گسترده اشعه مادون قرمز

جذب اشعه مادون قرمز

منابع اشعه مادون قرمز

منبع طبیعی

بزرگترین منبع طبیعی اشعه مادون قرمز ، خورشید است. مقداری از نور آفتاب که به ما می‌رسد، دارای اشعه مادون قرمز کوتاه است، زیرا پرتوهای مادون قرمز بلند آن در طبقات هوا جذب شده‌اند.

منبع مصنوعی

• اجسام ملتهب
  
  بهترین منبع مصنوعی برای اشعه مادون قرمز ، اجسام ملتهب می‌باشند که طول موج آنها بر حسب درجه حرارت تغییر می‌کند. اگر بخواهیم اشعه مادون قرمز تنها داشته باشیم، باید نور این قبیل منابع مصنوعی را بوسیله شیشه‌هایی که در ترکیب آنها ید و یا اکسید منگنز دو (MnO) وجود دارد، صاف کنیم. این نوع صافیها طیف مرئی را جذب می‌کند و فقط اشعه مادون قرمز کوتاه را عبور می‌دهند.
  
  
• عبور حریان الکتریکی از مقاومتها
  
  روش دیگر که سهل و عملی است، عبور جریان الکتریکی از مقاوتهای فلزی است، بطوری که این مقاوتها سرخ می‌شوند. این مقاومتها غالبا از آلیاژهای آهن و نیکل ساخته شده‌اند.
  
  
• چراغ با مفتول زغال چراغهایی که مفتول آنها از زغال چوب ساخته شده است، نیز به نسبت زیاد اشعه مادون قرمز دارند. در این چراغ نسبت اشعه کوتاه بین 1 میکرومتر و 7 میکرومتر خیلی کم ، ولی نسبت اشعه مادون قرمز بلند آن زیاد است.
  
  
• چراغ بخار جیوه چراغ بخار جیوه نیز ، اشعه مادون قرمز با طول موج کوتاه بین 0.92 میکرومتر و 1.3 میکرومتر تولید می‌کند، ولی نسبت اشعه حاصله نسبت به سایر منابع کمتر است.

اندازه گیری اشعه مادون قرمز

برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز از جذب انرژی حرارتی آن استفاده می‌نمایند، یعنی این اشعه را به جسمی می‌تابانند که بتواند کلیه انرژی را جذب کند و سپس مقدار حرارتی را که در جسم مزبور تولید گشته ، اندازه می‌گیرند.

• پیل ترموالکتریکی : وسیله دقیق دیگر برای اندازه گیری اشعه مادون قرمز ، استفاده از پیل ترموالکتریک می‌باشد که در آن انرژی حرارتی تبدیل به انرژی الکتریکی می‌شود و به سهولت قابل اندازه گیری است.
  
  
• سوزن ترموالکتریک : برای اندازه گیری درجه حرارت در داخل نسوج زنده از دستگاهی به نام سوزن ترموالکتریک استفاده می‌کنند.

خواص فیزیولوژیکی اشعه مادون قرمز

• اشعه مادون قرمز سبب گرم شدن پوست و نسج سلولی زیر جلدی می‌شود.
  
• اشعه مادون قرمز ممکن است در پوست سوختگی‌های نسبتا شدیدی ایجاد نماید.
  
• اگر اشعه مادون قرمز را به مقدار مناسب بکار برند، در نتیجه اتساع رگهای زیر پوست ، سبب تسهیل اعمال فیزیولوژیک پوست می‌شود و حتی از راه عکس‌العمل پوستی در بهبودی حال عمومی ‌نیز می‌تواند موثر واقع شود.
  
• این اشعه خاصیت تسکین درد را نیز دارد که علت آن همان اتساع عروق و بهتر انجام گرفتن عمل رفع سموم و تغذیه بافتها است.