အနီအောက်ရောင်ခြည် ဆွေးနွေးမှု မေးခွန်းများ ဥပမာ
Pendahuluan
အနီအောက်ရောင်ခြည်သည် မြင်နိုင်သောအလင်းထက် လှိုင်းအလျားပိုရှည်သော်လည်း ရေဒီယိုလှိုင်းများထက် လှိုင်းအလျားတိုသော လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းအမျိုးအစားတစ်ခုဖြစ်သည်။ အနီအောက်ရောင်ခြည်လှိုင်းများသည် နည်းပညာနှင့် ဆေးပညာမှသည် ဆက်သွယ်ရေးနှင့် လုံခြုံရေးအထိ ကျယ်ပြန့်သော အသုံးချမှုများရှိသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင်၊ ဤသဘောတရားကို ပိုမိုနက်ရှိုင်းစွာ နားလည်စေရန်အတွက် အနီအောက်ရောင်ခြည်နှင့် ဆက်စပ်သော ဥပမာပြဿနာများစွာနှင့် ၎င်းတို့၏ရှင်းလင်းချက်များကို ဆွေးနွေးပါမည်။
အခြေခံ အနီအောက်ရောင်ခြည် သီအိုရီ
အနီအောက်ရောင်ခြည်တွင် 700 နာနိုမီတာ (nm) မှ 1 မီလီမီတာ (mm) အထိ လှိုင်းအလျားရှိသည်။ ဤလှိုင်းအလျားကို William Herschel မှ အလင်းရောင်စဉ်ရှိ အရောင်အမျိုးမျိုး၏ အပူချိန်ကို တိုင်းတာရန် စမ်းသပ်မှုများ ပြုလုပ်နေစဉ် 1800 ခုနှစ်တွင် ရှာဖွေတွေ့ရှိခဲ့သည်။ လူ့မျက်စိဖြင့် မမြင်နိုင်သော အနီရောင်ရောင်စဉ်ပြင်ပရှိ နေရာများတွင် အမှန်တကယ်တွင် အပူချိန်ပိုမိုမြင့်မားကြောင်း သူတွေ့ရှိခဲ့ပါသည်။
အနီအောက်ရောင်ခြည်ကို ၎င်း၏ လှိုင်းအလျားပေါ် မူတည်၍ အမျိုးအစားများစွာ ခွဲခြားထားသည်-
၁။ အနီအောက်ရောင်ခြည်အနီး (NIR): 700 nm – 1.4 µm
၂။ အလတ်စား အနီအောက်ရောင်ခြည် (အလတ်စား အနီအောက်ရောင်ခြည်၊ MIR): ၁.၄ မိုက်ခရိုမီတာ – ၃ မိုက်ခရိုမီတာ
၃။ အနီအောက်ရောင်ခြည် (FIR): ၃ မိုက်ခရိုမီတာ – ၁ မီလီမီတာ
အနီအောက်ရောင်ခြည်ကင်မရာများ သို့မဟုတ် သာမိုဂရပ်ဖီ၊ အဝေးထိန်းကိရိယာများနှင့် ဖိုက်ဘာအော့ပတစ်ဆက်သွယ်ရေးကဲ့သို့သော ကိရိယာများသည် အနီအောက်ရောင်ခြည်နည်းပညာကို ရည်ရွယ်ချက်အမျိုးမျိုးအတွက် အသုံးပြုကြသည်။ အနီအောက်ရောင်ခြည်အလင်းကို အနီအောက်ရောင်ခြည်ရောင်စဉ်တန်းမှတစ်ဆင့် ပစ္စည်းများ၏ပါဝင်မှုကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန်လည်း အသုံးပြုနိုင်သည်။
နမူနာမေးခွန်းများနှင့် ဆွေးနွေးချက်
မေးခွန်း ၃
မေးခွန်း:
တီဗီရီမုတ်သည် တီဗီသို့ အချက်ပြမှုများ ထုတ်လွှင့်ရန် အနီအောက်ရောင်ခြည်ကို အသုံးပြုသည်။ အသုံးပြုထားသော အနီအောက်ရောင်ခြည်၏ လှိုင်းအလျားသည် 950 nm ဖြစ်ပြီး အလင်း၏အလျင်သည် \(3 \x10^8 \) m/s ဖြစ်ပါက အနီအောက်ရောင်ခြည်လှိုင်း၏ ကြိမ်နှုန်းကား အဘယ်နည်း။
ဆွေးနွေးချက်:
လျှပ်စစ်သံလိုက်လှိုင်းများ၏ ကြိမ်နှုန်းကို လှိုင်းအလျား (\(\lambda\)) နှင့် ကြိမ်နှုန်း (f) အကြား ဆက်နွယ်မှု၏ အခြေခံဖော်မြူလာကို အသုံးပြု၍ တွက်ချက်နိုင်သည်-
\[ f = \frac{c}{\lambda} \]
နှင့်အတူ:
–\( f\) = ကြိမ်နှုန်း (Hz)
- \( c \) = အလင်း၏အလျင် (\(3 x 10^8 \) m/s)
– \( \lambda \) = လှိုင်းအလျား (m)
ဤမေးခွန်းတွင်၊ လှိုင်းအလျား (\(\lambda\)) ကို နာနိုမီတာ (nm) ဖြင့် ပေးထားသောကြောင့်၊ မီတာ (m) သို့ ပြောင်းလဲရန် လိုအပ်ပါသည်။
\[ ၉၅၀ nm = ၉၅၀ x ၁၀^{-၉} \, m \]
ယခုကျွန်ုပ်တို့သည်ဤတန်ဖိုးများကိုဖော်မြူလာထဲသို့အစားထိုးလိုက်သည်-
\[ f = \frac{3 \times 10^8 \, m/s}{950 \times 10^{-9} \, m} = 3.16 \times 10^{14} Hz \]
ထို့ကြောင့် အနီအောက်ရောင်ခြည်လှိုင်း၏ ကြိမ်နှုန်းမှာ \(3.16 x 10^{14} \) Hz ဖြစ်သည်။
မေးခွန်း ၃
မေးခွန်း:
အနီအောက်ရောင်ခြည်ကင်မရာကို အရာဝတ္ထုတစ်ခုမှ အပူရောင်ခြည်ကို ထောက်လှမ်းရန် အသုံးပြုသည်။ ကင်မရာတွင် 8 မိုက်ခရိုမီတာ (µm) မှ 14 µm အကြားရှိ လှိုင်းအလျားများကို အာရုံခံနိုင်သော ထောက်လှမ်းကိရိယာတစ်ခု ပါရှိသည်။ ကင်မရာသည် ရောင်ခြည်ကြိမ်နှုန်းမည်မျှကို ထောက်လှမ်းနိုင်သနည်း။
ဆွေးနွေးချက်:
အမြင့်ဆုံးနှင့် အနိမ့်ဆုံးကြိမ်နှုန်းများကို တွက်ချက်ရန်အတွက်၊ ယခင်မေးခွန်းတွင်ကဲ့သို့ ဖော်မြူလာတစ်ခုတည်းကို အသုံးပြုပါသည်။
\[ f = \frac{c}{\lambda} \]
ပထမဦးစွာ လှိုင်းအလျားကို မိုက်ခရိုမီတာ (µm) မှ မီတာ (m) သို့ ပြောင်းပါ-
\[ ၁၄ \, µm = ၁၄ \x၁၀^{-၆} \, m \]
\[ ၁၄ \, µm = ၁၄ \x၁၀^{-၆} \, m \]
ယခု အမြင့်ဆုံးကြိမ်နှုန်း (\( f_{max} \)) နှင့် အနိမ့်ဆုံးကြိမ်နှုန်း (\( f_{min} \)) ကို တွက်ချက်ပါ-
\[ f_{max} = \frac{3 \times 10^8 \, m/s}{8 \times 10^{-6} \, m} = 3.75 \times 10^{13} Hz \]
\[ f_{min} = \frac{3 \times 10^8 \, m/s}{14 \times 10^{-6} \, m} = 2.14 \times 10^{13} Hz \]
ထို့ကြောင့် အနီအောက်ရောင်ခြည် ကင်မရာဖြင့် ရှာဖွေတွေ့ရှိနိုင်သော ကြိမ်နှုန်းအပိုင်းအခြားမှာ (၂.၁၄ x ၁၀ Hz) မှ (၃.၇၅ x ၁၀ Hz) အထိ ဖြစ်သည်။
မေးခွန်း ၃
မေးခွန်း:
အရာဝတ္ထုတစ်ခုသည် 10 µm လှိုင်းအလျားတွင် အမြင့်ဆုံးပြင်းထန်မှုရှိသော အနီအောက်ရောင်ခြည်ကို ထုတ်လွှတ်သည်။ Wien ၏ ရွေ့လျားမှုဥပဒေအပေါ် အခြေခံ၍ အရာဝတ္ထု၏ အပူချိန်ကို ဆုံးဖြတ်ပါ။ \(2.898 \times 10^{-3} \, m \cdot K\) ရှိ Wien ၏ ကိန်းသေ (\(b\)) ကို အသုံးပြုပါ။
ဆွေးနွေးချက်:
Wien ရဲ့ ရွှေ့ပြောင်းမှု နိယာမအရ အမြင့်ဆုံး ရောင်ခြည် ပြင်းအား ဖြစ်ပေါ်တဲ့ လှိုင်းအလျား (\(\lambda_{max}\)) နဲ့ အရာဝတ္ထုရဲ့ ပကတိ အပူချိန် (T) ရဲ့ မြှောက်လဒ်ဟာ ကိန်းသေ ဖြစ်တယ်လို့ ဖော်ပြထားပါတယ်။
\[ \lambda_{max} \cdot T = b \]
နှင့်အတူ:
– \(\lambda_{max}\) = အမြင့်ဆုံးပြင်းထန်မှု၏ လှိုင်းအလျား (m)
– T = အရာဝတ္ထု အပူချိန် (K)
– \(b\) = ဝီယန်၏ ကိန်းသေ (\(၂.၈၉၈ \x ၁၀^{-၃} \, m \cdot K\))
\(\lambda_{max}\) သည် 10 µm ဖြစ်သည်ဟု သိရှိရပြီး ၎င်းကို မီတာအဖြစ် ပြောင်းလဲရန် လိုအပ်ပါသည်။
\[ ၁၄ \, µm = ၁၄ \x၁၀^{-၆} \, m \]
ယခု ဤတန်ဖိုးများကို ဖော်မြူလာထဲသို့ အစားထိုးပါ-
\[ ၁၀ x ၁၀^{-၆} \, m \cdot T = ၂,၈၉၈ x ၁၀^{-၃} \, m \cdot K \]
T အတွက် ဖြေရှင်းချက်ကတော့ -
\[ T = \frac{2.898 \, 10^{-3} \, m \cdot K}{10 \, 10^{-6} \, m} = 289.8 \, K \]
ဒါကြောင့် အရာဝတ္ထုရဲ့ အပူချိန်က ၂၈၉.၈ ကေလ် ဖြစ်ပါတယ်။
မေးခွန်း ၃
မေးခွန်း:
အော်ဂဲနစ်ဓာတုဒြပ်ပေါင်းတစ်ခု၏ အနီအောက်ရောင်ခြည်ရောင်စဉ်ကို သင်လေ့လာပြီး 3 µm တွင် absorbance peak ကိုတွေ့ရှိလိမ့်မည်။ အနီအောက်ရောင်ခြည်ရောင်စဉ်ကို အသုံးပြုနေပါက ဤ peak အတွက် မည်သည့်ဓာတုနှောင်ကြိုးအမျိုးအစားက တာဝန်ရှိနိုင်သနည်း။
ဆွေးနွေးချက်:
အနီအောက်ရောင်ခြည်ရောင်စဉ်တန်းသည် ဓာတုမော်လီကျူးများသည် မော်လီကျူးများ၏ အတွင်းပိုင်းတုန်ခါမှုကြိမ်နှုန်းများနှင့် ကိုက်ညီသော သတ်မှတ်ထားသော လှိုင်းအလျားများတွင် အနီအောက်ရောင်ခြည်လှိုင်းများကို စုပ်ယူသည့်အချက်ကို အသုံးချသည်။ သတ်မှတ်ထားသော အနီအောက်ရောင်ခြည်လှိုင်းအလျားများသည် သတ်မှတ်ထားသော ဓာတုနှောင်ကြိုးအမျိုးအစားများနှင့် ဆက်စပ်နိုင်သည်-
– အော်ဂဲနစ်ဒြပ်ပေါင်းများရှိ CH ချည်နှောင်မှုများသည် ပုံမှန်အားဖြင့် 3 µm ဝန်းကျင်ရှိ လှိုင်းအလျားများတွင် စုပ်ယူလေ့ရှိသည်။
– အယ်လ်ကိုဟောနှင့် ကာဘောက်ဆီလစ်အက်ဆစ်များရှိ OH ချည်နှောင်မှုများသည် ပုံမှန်အားဖြင့် 2.7-3.5 µm ခန့်တွင် စုပ်ယူသည်။
– အမိုင်းများရှိ NH ချည်နှောင်မှုများသည် ပုံမှန်အားဖြင့် 3.1-3.3 µm ဝန်းကျင်တွင် စုပ်ယူသည်။
ပေးထားသော အချက်အလက်များအရ 3 µm ရှိ absorbance peak သည် CH တုန်ခါမှုများကြောင့် ဖြစ်နိုင်ခြေအများဆုံးဖြစ်သည်။
ဒါကြောင့် 3 µm မှာ absorbance peak အတွက် တာဝန်ရှိတာက organic chemical compound ထဲက CH bond ဖြစ်နိုင်ပါတယ်။
နိဂုံး
ဤဆောင်းပါးတွင်၊ အနီအောက်ရောင်ခြည်လှိုင်းများနှင့် ဆက်စပ်သော ဥပမာပြဿနာများနှင့် ဆွေးနွေးမှုများစွာကို ကျွန်ုပ်တို့ ဆွေးနွေးခဲ့ပါသည်။ ဤဥပမာများမှတစ်ဆင့်၊ အနီအောက်ရောင်ခြည်နှင့် ဆက်စပ်၍ ကြိမ်နှုန်း၊ လှိုင်းအလျားနှင့် အပူချိန်၏ အခြေခံသဘောတရားများအပြင် ရောင်စဉ်တန်းတွင် ၎င်းတို့၏ အသုံးချမှုများကို ပိုမိုနားလည်နိုင်ပါသည်။ အနီအောက်ရောင်ခြည်သည် လျှပ်စစ်သံလိုက်ရောင်စဉ်၏ အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး နယ်ပယ်အသီးသီးတွင် အသုံးချမှုများစွာရှိသောကြောင့် ၎င်းကို လေ့လာခြင်းဖြင့် သဘာဝဖြစ်စဉ်များနှင့် နည်းပညာဆိုင်ရာ အသုံးဝင်သော ထိုးထွင်းသိမြင်မှုများကို ပေးစွမ်းနိုင်ပါသည်။
