الرؤيه الحراريه
 

الرؤيه الحراريه

من المعروف أن العين البشرية، عند الرؤية العادية، ترى الأشياء نتيجة سقوط الأشعة الضوئية،الصادرة من أي مصدر طبيعي أو صناعي، على الأجسام وارتدادها من على سطحها. وإذا كانت هذه الأشعة المرتدة ضعيفة، فيمكن استخدام أجهزة تكبير خاصة للضوء، مثل ما سبق ذكره من أجهزة التكثيف الضوئي. وبديهي أن تُعدَم الرؤية إذا عُدِم مصدر الأشعة الضوئية الساقطة تماماً.

ومن هنا، جاءت فكرة استغلال الإشعاع الحراري الذاتي، الصادر عن الأجسام، في الرؤية، بدلاً من الاعتماد كلية على الإشعاع المرتد عنها، والذي قد يُعدَم، أحياناً.

والمعروف، طبيعياً، أن جميع الأجسام الموجودة على ظهر الأرض، والتي تزيد درجة حرارتها على الصفر المطلق ـ تصدر إشعاعاً حرارياً محدداً.

ويختلف الإشعاع الحراري الذاتي، في الشدة والخواص الطيفية (الحيز الموجي)، طبقاً لدرجة حرارة الجسم المشع، وتبعاً لنوع مادته، وكذلك الخواص الطبيعية للسطح الباعث.

وباختصار، تُعَدّ جميع الأجسام مصادر للإشعاع الحراري، ويمكن تقسيمها كالآتي:

أ.

مصادر ذات إشعاع طيفي حراري مستمر (إشعاع متصل)، على حيز الأطوال الموجية، كما هو الحال في حالة أشعة الشمس، وإشعاع الأجسام الصلبة والسوائل.

ب.

مصادر ذات إشعاع طيفي، قد يشمل منطقة معينة من الأطوال الموجية (إشعاع اختياري)، كما هو الحال في مصابيح التفريغ الكهربائي وبخار السوائل.

ج.

إشعاع طيفي خطي، يظهر في شكل خطوط عند أطوال موجية محددة، وهو ما ينبعث من الغازات، تحت الضغط المنخفض.

د.

إشعاع في خط طيفي واحد، يكاد يكون بطول موجي واحد (أحادي الخط)، مثل شعاع الليزر.

وتنتج الأشعة تحت الحمراء من الأجسام، بالطاقة الحرارية؛ إذ تتحول الطاقة، الكهربائية أو الكيماوية أو الآلية، التي يتعرض لها الجسم، إلى طاقة حرارية يشعها الجسم نفسه، مثل ما يحدث عند توهج سلك السخان، عند مرور تيار كهربائي به، أو تولّدها المصادر الوميضية، نتيجة سقوط ذرات المواد وجزيئاتها من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة أخر؛ أو تكون نتيجة لمصادر كهرومغناطيسية حيث تصدر أشعة تحت الحمراء، في حيز الأطوال الموجية، البعيد.

أ. قوانين الإشعاع الحراري

هناك عدة قوانين رياضية، تصف هذا الإشعاع وتحكمه، أهمها:

(1)

قانون بلانك للإشعاع المتصل (Plank `s Law)

وهو يصف العلاقة بين قدرة الإشعاع الحراري المتصل، وبين طول موجة هذا الإشعاع. وينص على:

(W (T) =C1/l 5 1/(ec2/l T-1

حيث:

(T)

W:

القدرة الطيفية عند درجة حرارة معينة.

T: درجة الحرارة المطلقة بالـ (كلفن) حيث 1 كلفن تساوي 273 درجة مئوية؛ أو بطريقة أخرى درجة الصفر المئوي تساوي 273 درجة كلفن.

C1,C2 : ثوابت بلانك.

e : ثابت رياضي معروف .

وبعيداً عن التعقيدات الرياضية لهذه المعادلة، يمكن أن نستخلص منها، أنه كلما ازدادت درجة حرارة الجسم، ازدادت القدرة الطيفية المشعة منه، طبقاً لقانون ثابت.

(2) قانون ستيفان/بولتزمان (Stefan\Boltzmann)

وينتج من التكامل الرياضي لقانون بلانك السابق، بالنسبة إلى طول الموجة، وينص على:

W = s T4

حيث:

W: الطاقة الإجمالية للإشعاع الحراري عند درجة حرارة مطلقة معينة.

s : مقدار ثابت.

ومن هذا القانون، تلمس الزيادة الكبيرة في الطاقة المشعة، نتيجة لأي زيادة طفيفة في درجة الحرارة.

(3) قانون وين Wien` s law

وينتج من التفاضل الرياضي لقانون بلانك، بالنسبة إلى طول الموجة. وينص على:

T = a

maxl

حيث:

l max

:

الطول الموجي لأكبر إشعاع

T: درجة الحرارة المطلقة.

a : مقدار ثابت .

ومن ذلك نستنتج، أن طول الموجة، التي يحدث عندها أكبر إشعاع، يتناسب تناسباً عكسياً ودرجة الحرارة المطلقة للجسم؛ أو بطريقة أخرى: كلما انخفضت درجة حرارة الجسم، تركز إشعاعه الحراري حول الأطوال الموجية الأكبر، والعكس صحيح. وهذا يفسر احمرار القضيب الحديدي كلما ازدادت سخونته (إذ تزحزح إشعاعه ناحية الأطوال الموجية الأقل، إلى أن شمل جزءاً في اللون الأحمر من الطيف المرئي).

ب. عمل أجهزة الرؤية الحرارية

جميع الأجسام تصدر إشعاعاً حرارياً؛ فهي تُعَدّ مصادر وأهدافاً حرارية، يمكن التقاط إشعاعاتها وتعرّفها، بوساطة أجهزة الرؤية الحرارية، التي تعمل، في الواقع، كمحول لهذه الأشعة المستقبلة، إلى أشعة في الحيز المرئي، يمكن العين البشرية رؤيتها على مبينات خاصة، تماثل شاشات التليفزيون.

يلتقط جهاز الرؤية الحرارية الإشعاع الحراري، الصادر عن كلٍّ من الهدف والخلفية المصاحبـة لـه. ثم يحدد شكل الصورة الحراريـة، مـن طريق التباين الحراري (Thermal contrast) بين مختلف أجزاء الهدف، وبينها وبين الخلفية.

وتعتمد شدة ووضوح الصورة الحرارية، على كمية الإشعاع الحراري الملتقط من الجسم، والتباين الحراري بين أجزاء الهدف والخلفية؛ وكذلك على القدرة التحليلية (Resolution) لجهاز الرؤية نفسه.

والقدرة التحليلية لجهاز ما، تعبّر عن قدرة الجهاز على التفرق بين درجات الحرارة المتقاربة، الصادرة عن أجزاء الجسم ومن الخلفية. ويكون التعبير عن ذلك بخاصية رقمية مهمة لأي جهاز، تحدد:

"أقل فرق حراري يمكن للجهاز تمييزه" Minimum Resolved Temperature Difference MRTD وبديهي أنه كلما قل هذا الرقم، ارتفعت القدرة التحليلية للجهاز، أي ازدادت قدرته على التمييز والتفرقة بين أجزاء الهدف المتقاربة حرارياً، وبين الخلفية؛ لتزداد الصورة وضوحاً، ويمكن تعرّف الهدف بصورة أوضح.

وقد أمكن، مؤخراً، الوصول إلى أجهزة رؤية ذات مكونات، يمكنها تمييز فروق حرارية ضئيلة جداً (حوالي 0.01 درجة مئوية)؛ وذلك نتيجة للتطور التكنولوجي في صناعة الكواشف المستخدمة.

وجدير بالذكر، هنا، أن الصورة الحرارية، التي تراها العين من خلال جهاز الرؤية، ليست صورة حقيقية للهدف المرئي، مثلما هو الحال في الرؤية العادية، أو باستخدام أجهزة التكثيف؛ ولكنها تمثيل للفروق الإشعاعية الحرارية، لمختلف أجزاء الهدف والخلفية. ولهذا، فهي تتكون، عادة، من درجات من اللون الرمادي، كما يمكن تلوينها بألوان صناعية، تعبّر عن كود خاص، مناظر لدرجات هذا اللون الرمادي؛

الموضوع منقول.
هدفي من النقل استشارة المحللين.
هل نستطيع استعمال الكاميرا الحراريه لكشف الرانات والمدافن.
فكلنا نعرف ان حرارة المدفن .او اي فراغ تكون اعلى مما حولها.

أخي حامودي هناك كميرا تركب على الأيفون للاستشعار الحراري تسمى Flir One انا لم اجربها و السؤال المطروح هل هي تستشعر حرارة الرانات الله اعلم
https://www.youtube.com/watch?v=2_Ua1DvLM58

اخي حامودي مشكور على الطرح هذا اولا .
ثانيا الكاميرات الحرارية التي هي اشعة تحت الحمراء تلتقط وتتبع الاجسام الحرارية ما فوق الارض ومنها المناظير الليلة ..
اما من تحت الارض هذا امر مستبعد لان باطن الارض لا تبث اية اجسام حرارية لكي تلتقطها وتظهرها على شكل صورة مجسمة .. فالاجهزة الاستشعارية على سبيل المثال تلتقط الموجات المنبعثة من المعادن المدفونة وبهذه الطريقة تمت برمجة انباعثات امواج الرموز وتشفيرها حسب نوعية المعدن ..
مثلا الاجهزة البحث عن المعادن تكفي لكشف الرانات اخي العزيز ..

اخي هشام.
يجب ان نتفق في البدايه على اساس النظريه.
فالشمس في النهار ترفع درجة حرارة الارض وقسم من باطنها.
في الليل يبرد وجه الارض قبل ان يبرد جوفها.
فتبقى حرارة الفراغات كالرانات والمدافن اعلى.
وهنا ياتي دور الكاميرا الحراريه.فهي لا تعطيك الا الوان متفاوته في الوضوح .فتعرف بوجود المدفن والران وحدوده ايضا.
نحن بحاجه للتعاون لاثبات النظريه او نفيها.
هي مجرد محاوله ان لم تفيد فلن تظر.

اخي حظارات اعرف ان استعمالها اكثر للوسائل الامنيه كالمطارات والرؤيه الليليه.
ولكنها محاوله ممكن ان تصيب وممكن ان تخطئ.

أخي حامودي ممكن اذا كان قريبا من سطح الارض فهو يظهر بشكل احمر في الكمرا الحرارية ولا أظن انها تستطيع استشعار الحرارة اذا كان الدفين عميق في الارض

اخي الكريم حامودي .
ساختصر عليك الموضوع لكن والله اني لا اشكك ولا اود ان اردع الموضوع وقتله لكن تعال لنحلل سويا ..
لنذهب انا وانت الى قطاع غزة ، الى الانفاق ..
السؤال ، كم من الطائرات من دون طيار لها كاميرات استشعارية للحرارة قامت بتصفية الكثير من القادة رحمهم الله ؟؟
كم يقلقهم امر السراديب والانفاق تحت الارض ؟؟
هل ولو لمرة واحدة نجحوا في اكتشاف الانفاق ؟؟
علما ان الكيان الصهيوني يمتلك اضخم ترسانة وعتاد متطور نوعيا .. وكم يحاولون اكتشاف ولو لفراغ واحد ؟؟
لذلك انا استبعد الامر لأن الحرارة داخل الارض تبقى كامنة ..

حتى ان هذه المنظومة لم تستشعر اجسام افراد المقاومة داخل البنايات اثناء الحرب حفظهم الله ..

اما اذ تم اختراع منظومة تصويرة ما داخل الارض فهذا امر يعتبر خارق للطبيعة ..

لقد كان الاخ ازهار الربيع قد ذكر لي مرة انه ورفاقه يستطيعون اكتشاف الفراغ .كالمدفن.بمجرد ان يمروا من فوقه.فيشعرون بالحراره او ان هذه البقعه درجتها اعلى. وهذا ما جعلني امشي في هذا الاتجاه.
ارجو ان يدخل الموضوع فالفكره فكرته في الاساس.

اشكر الاخ ازهار الربيع على المشاركه.
فلنلخص ما ورد من تعليق..حتى نعرف عن ماذا نبحث.
الاخوه المشاركين كالاخ حظارات مرت من هنا ذكر الانفاق في غزه.
وكلامه صحيح فالانفاق عميقه وحرارتها مختزنه لن تخرج الى سطح الارض.
الاخ هشام ذكر انه يمكننا اكتشاف المدافن السطحيه فقط وانا معه في هذا الراي.
سؤالي للاخ ازهار الربيع..بما انه صاحب الفكره الاصلي..
على اي عمق يكون المدفن الذي يتاثر بحرارة الشمس.ويختزنها.بما ان عملنا سيكون على المافن السطحيه فقط.
من جانب آخر سنحاول الحصول على كاميرا حراريه لنرى كيف تعمل.
والكل مدعو للمساعده .

بالنسبه للاستعمال اخي هشام سيكون في الليل.
ففي النهار تختزن الارض والمدافن الحراره وفي الليل تفقدها.
سطح الارض يفقد الحراره قبل المدافن .واضن ان الفرق سيكون اكثر من 3 درجات بين مكان وجود المدفن وباقي الاماكن.

الوقت المناسب حسب علمي اخي حامودي هو بعد المغرب

بالنسبه لاجهزه الحراره فهذا الجهاز حساس جدا لعشر الدرجه المئويه.
فهل هذا ما قصدت اخي هشام.
http://up.mosw3a.com/files/95766.jpg

اخي هشام لا يمكن فتحه.
انا استعمله لفقس البيض لبعض الطيور النادره.وهو حساس جدا .

بالتوفيق وننتظر الجديد من خلال التجارب

ولو انه يوجد هكذا جهاز للسطح وللأعماق وهو ألماني ويعمل مع الأجهزة التصويرية وهو مكمل لها واسمه thermo_scan وسعره في حدود ال4000 يورو وهذه صورته

http://up.harajgulf.com/do.php?img=745419

اخي اسد الجبل 4000 يورو...يخللوه ويشربو ميتو على الريق.
نحن سنحاول الحصول على ما نريد شرط ان لا ندفع اكثر من 100 دولار.

اخي ازهار الربيع.
هل ينطبق هذا على الابار المدفنيه.اقصد الفارغه من الماء.
لان البئر المليء بالماء سيكون ابرد بكثير مما حوله.