استخدام اشعاع الطيف الكهرومغناطيسي، موقع محمود حسونة مقال يقدم لكم هذا الموضوع، مثل اشعاع الطيف الكهرومغناطيسي او الموجات الكهرومغناطيسية، كثير من الناس قد سمعوا هذه الكلمة ولكن اغلبهم لا يعرفون ما هي الموجة، اين هم وكيف يتم استخدامها، ومن خلال مقالنا التالي سنشرحها بالتفصيل الكامل.
الكهرومغناطيسي
- في الفيزياء، تشير الكهرومغناطيسية إلى تفاعل الكهرباء والمغناطيس.
- مما يعني أن الأجسام المشحونة تمر عبر مجال مغناطيسي ينتج طيفًا كهرومغناطيسيًا.
- كل جسم بشري له طيفه الكهرومغناطيسي الخاص.
- كما تختلف بصمات الأصابع البشرية عن الآخرين.
- يخلق المجال المغناطيسي تيارًا كهربائيًا ويخلق التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا.
- لذلك، الانسجام متبادل.
- اكتشف العالم جيمس ماكسويل الموجات الكهرومغناطيسية.
ولا تنس قراءة مقالنا عن: تعريف الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه
مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي
- عندما يمر ضوء الشمس عبر منشور، يصبح الضوء المرئي طيفًا مستمرًا.
- هناك العديد من الموجات الكهرومغناطيسية ذات الأطوال الموجية المختلفة.
- والضوء المرئي ليس سوى جزء صغير من الطول الموجي الكلي للضوء الذي يحيط بالشخص.
- مما يعني أن معظم الضوء الذي يحيط بالناس غير مرئي.
- لذلك يتم استخدام مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي لتغطية مفهوم الطيف بأكمله.
- من أشعة الراديو إلى أشعة جاما.
- هذه هي الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من أجسام مختلفة ولكل جسم طيف كهرومغناطيسي مختلف.
- هذا لتمييزه عن الأشياء الأخرى والمرئي أو غير المرئي من خلال الطيف الكهرومغناطيسي.
أنواع الطيف الكهرومغناطيسي المختلفة
- هناك عدة أنواع مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي من حيث التردد والطول الموجي.
- التردد هو عدد الموجات التي تمر عبر منطقة في الثانية ويتم قياسه بالهرتز.
- الطول الموجي هو المسافة المقاسة بين قمتين أو وديان متتاليتين ويقاس بالأمتار وأجزائه.
- والعلاقة بينهما معاكسة، بمعنى أنه كلما زاد التردد، انخفض الطول الموجي.
- كلما انخفض التردد، زاد الطول الموجي.
في تحديد أنواعه يعتمد الطيف الكهرومغناطيسي على التردد كما يلي:
يوجد الضوء المرئي في منتصف الطيف الكهرومغناطيسي
- يتكون من سبعة ألوان مرئية للعين المجردة.
- يتراوح الطول الموجي بين 400 نانومتر و 700 نانومتر.
- لكل لون تردد وطول موجة مختلفان.
- الأحمر هو أدنى تردد وأعلى طول موجي 700 نانومتر.
- يحتوي اللون البنفسجي على أعلى تردد وأقل طول موجي يبلغ 400 نانومتر.
- إذن فالعلاقة بين التردد وطول الموجة متناسبة عكسيًا.
موجات الراديو والتلفزيون
- يمكن أن تساعد مشاهدة البث التلفزيوني والاستماع إلى البث.
- يتراوح طولها الموجي من 0.3 متر إلى عدة كيلومترات.
المايكرويف في المايكرويف
- يمكن العثور عليها في الهواتف المحمولة وإشارات Wi-Fi.
- طولها الموجي من 0.001 م إلى 0.3 م.
موجات الأشعة تحت الحمراء
- إنه التردد المنخفض في منتصف الموجات مثل الأشعة تحت الحمراء.
- يتراوح طولها الموجي من 0.001 م إلى 700 نانومتر.
- يمكن العثور عليها في أجهزة التحكم عن بعد في التلفزيون.
- في أجهزة تحديد المناظر بالأشعة تحت الحمراء والسخانات.
- يمكننا أيضًا أن نشعر به على شكل حرارة.
موجات فوق بنفسجية
- هذه هي أعلى موجات تردد وهي موجودة في ضوء الشمس.
- يتراوح طولها الموجي من 400 نانومتر إلى 10 نانومتر.
- لكن تذكر أن التعرض لمثل هذه الأشعة يمكن أن يسبب حروقًا في الجلد.
الأشعة السينية
- تستخدم هذه الأشعة السينية لتصوير عظام الإنسان.
- يمكنه اختراق جلد الإنسان ولحمه لالتقاط صور للعظام.
أشعة غاما
- هي الأشعة المنبعثة من التفاعلات النووية بأعلى تردد.
- يتم استخدامه لتعقيم الطعام لمنع دخول البكتيريا إليه.
- كما أنها تستخدم لعلاج أورام السرطان.
كما ستعرف: ألوان الطيف السبعة عندما تتقابل ما هو اللون الناتج؟
خصائص الطيف الكهرومغناطيسي
وهم على النحو التالي:
السرعة
- تنتقل جميع الموجات الكهرومغناطيسية عبر فراغ بنفس السرعة (أي لا يلزم وجود وسيط موصل) بسرعة 300000 كيلومتر في الثانية تقريبًا.
- هذه السرعة تسمى “سرعة الضوء” لأنه لا شيء يمكن أن يتحرك أسرع من سرعة الضوء.
- يعتبر الضوء في الفراغ من أهم الثوابت في الفيزياء ويلعب دورًا مهمًا في الفيزياء الحديثة.
التردد والطول الموجي
- يُعرَّف الطول الموجي بأنه فترة الموجة.
- يتم قياسه على أنه المسافة بين أي ذرتين متتاليتين للموجة.
- القمة هي أعلى نقطة في الموجة والقاع هو أدنى نقطة في الموجة.
- يتم تحديد التردد بعدد الأطوال الموجية التي تمر عبر نقطة في فترة زمنية معينة.
- يقاس عدد الأطوال الموجية بعدد الأطوال الموجية التي تمر في الثانية أو بعدد دورات الموجة.
- وحدة القياس هي هرتز.
- العلاقة بين الطول الموجي والتردد معكوسة.
- لذلك عندما يزداد الطول الموجي، يقل التردد والعكس صحيح.
قوة
- يمكن أيضًا وصف الموجات الكهرومغناطيسية بأنها طاقة.
- وحدة القياس تسمى إلكترون فولت (eV).
- يُعرف الإلكترون فولت بالطاقة الحركية المطلوبة لتحريك الإلكترونات بجهد 1 فولت.
- وتجدر الإشارة إلى أن الطاقة تعتمد على التردد وطول الموجة، لذلك تقل الطاقة مع زيادة الطول الموجي وتزداد مع زيادة التردد.
قوة الدفع
- يُعرَّف الزخم عادةً بأنه ناتج الكتلة والسرعة، لذا فإن هذا مفاجئ لأن الإشعاع الكهرومغناطيسي ليس له كتلة ويتكون من موجات.
- ومع ذلك، أثبت أينشتاين أن الضوء يمكن أن يتصرف كجسيم في ظل ظروف معينة.
- بالنظر إلى أنه في معادلته الشهيرة (E = mc ^ 2)، توجد علاقة بين الطاقة والكتلة.
- والموجة (من حيث الطاقة) ليس لها فقط معادلة كتلة ولكن لديها أيضًا زخمًا وهي أكثر منطقية.
- أثبت أينشتاين أن الزخم (p) للفوتون هو نسبة طاقته إلى سرعة الضوء.
الاستقطاب
- تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من حقول كهربائية ومغناطيسية عمودية متعامدة أيضًا مع اتجاه انتشار الموجات.
- الغرض من استقطاب الموجات الكهرومغناطيسية هو وصف حجم واتجاه المجال الكهربائي للموجة وخصائص الاستقطاب الكهرومغناطيسي.
- على وجه التحديد، يتم تعريف الموجات على أنها تصف اتجاه ومتجه المجال الكهربائي الذي يتغير بمرور الوقت.
- يعتبر الحجم النسبي لخصائص الموجات الكهرومغناطيسية واستقطاب الموجات الكهرومغناطيسية من أهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية.
- لأنه يحتوي على العديد من التطبيقات في الليزر والتصوير وما إلى ذلك.
استخدام إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي
هذه الاستخدامات هي كما يلي:
الرسن
- ذكرنا الإضاءة في البداية لأنه لا شك في أنها من أهم الأدوات التي تفيد العالم كله.
- حتى ضوء الشمس الذي يصل إلينا ما هو إلا موجات كهرومغناطيسية، ولا منازل أو شوارع بلا أضواء.
مجال الاتصالات
- يمكننا رؤيته بوضوح في جميع قنوات الراديو والأقمار الصناعية والأرضية والهاتفية والإنترنت.
- كل هذه الأدوات يصبح من الصعب تكييفها أو العيش بدونها، خاصة بعد أن تغزو حياة كل أسرة وكل شخص.
مجال توليد الطاقة
- تعتمد جميع المولدات التي تستخدم أنواعًا مختلفة من الوقود أو البخار على المبدأ الكهربائي الناتج عن مجال مغناطيسي متحرك.
المجال الطبي
- تستخدم كلمة الأشعة عادة عندما يقوم الطبيب بإجراء فحص داخلي لجسم الإنسان.
- وكذلك التصوير المقطعي والعديد من الأجهزة الطبية الأخرى التي تساعد الطبيب والمريض.
- تستخدم كل هذه الأجهزة الموجات الكهرومغناطيسية عبر أشعة جاما أو أي شيء آخر.
المجال العسكري
- معظمهم على علم بالرادارات الموجودة على الطرق أو الحدود.
- تعمل هذه الرادارات مع الموجات الكهرومغناطيسية التي يمكنها اكتشاف أي جسم متحرك وسرعته.
- أيضًا، تستخدم الصواريخ الموجهة عن بُعد الأشعة الكهروضوئية، والتي يتم استخلاصها من الموجات الكهرومغناطيسية.
كما أدعوك للتعرف على: كيفية تحديد مسار الضوء في الهواء
لقد وصلنا إلى نهاية مقال اليوم حيث ناقشنا إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي من حيث شرح مفهومه وكذلك الخصائص والأنواع والتطبيقات المختلفة التي تنتشر في جميع جوانب الحياة.