استخدامات إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي
استخدامات إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي، موقع مقال maqall.net يقدم لكم هذا الموضوع، حيث أن إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي أو الموجات الكهرومغناطيسية، الكثير من الأشخاص يسمعون تلك الكلمة ولكن أغلبهم لا يعرفون ما هي تلك الموجات وأين توجد وكيف يتم استخدامها ومن خلال مقالنا التالي سنقوم بتوضيحها بالكامل بشكل تفصيلي.
محتويات المقال
[ عرض ]
الكهرومغناطيسية
- في الفيزياء تشير الكهرومغناطيسية إلى تفاعل الكهرباء والمغناطيس.
- مما يعني أن الأجسام المشحونة تمر عبر المجال المغناطيسي الذي ينتج الطيف الكهرومغناطيسي.
- ولكل جسم بشري طيفه الكهرومغناطيسي الخاص.
- حيث إن بصمات أصابع الإنسان تختلف عن الآخر.
- والمجال المغناطيسي يولد تيار كهربائي ويولد التيار الكهربائي مجال مغناطيسيً.
- وبهذا يحدث انسجام مع بعضهما البعض.
- وقام العالم جيمس ماكسويل باكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية.
ولا يفوتك قراءة مقالنا عن: تعريف الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه
مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي
- عندما يمر ضوء الشمس عبر المنشور يشكل الضوء المرئي طيف مستمر.
- وهناك العديد من الموجات الكهرومغناطيسية ذات الأطوال الموجية المختلفة .
- والضوء المرئي ليس سوى جزء صغير من الطول الموجي الكلي للضوء المحيط للإنسان.
- مما يعني أن معظم الضوء المحيط بالبشر لا يمكن رؤيته.
- لذلك يستخدم مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي لتغطية مفهوم الطيف بالكامل.
- بداية من الأشعة الراديوية وصولا إلى أشعة جاما.
- فهي موجات كهرومغناطيسية تنبعث من كائنات مختلفة وكل كائن له طيف كهرومغناطيسي مختلف.
- ذلك لتمييزه عن الكائنات الأخرى ويمكن رؤيته أو عدم رؤيته من خلال الطيف الكهرومغناطيسي.
الأنواع المختلفة للطيف الكهرومغناطيسي
- هناك عدة أنواع مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي في التردد وطول الموجة.
- والتردد هو عدد الموجات التي تمر عبر منطقة معينة في الثانية ويقاس بالهرتز.
- والطول الموجي هو المسافة التي يتم قياسها بين قمتين أو وديان متتاليتين ويقاس بالأمتار وأجزائها.
- وتكون علاقتهما متعاكسة أي أنه كلما زاد التردد كلما انخفض الطول الموجي.
- وكلما انخفض التردد زاد الطول الموجي.
ويعتمد الطيف الكهرومغناطيسي في تحديد أنواعه على التردد كما يلي:
الضوء المرئي الموجود في منتصف الطيف الكهرومغناطيسي
- يتكون من سبعة ألوان مرئية للعين المجردة.
- ويتراوح طول الموجة ما بين 400 نانومتر و 700 نانومتر.
- وكل لون له تردد وطول موجة مختلفان.
- الأحمر هو أدنى تردد وأعلى طول موجي 700 نانومتر.
- والبنفسجي يكون أعلى تردد وأقل طول موجي 400 نانومتر.
- لذا فإن العلاقة بين التردد وطول الموجة متناسب عكسيًا.
موجات الراديو والتليفزيون
- وهي تساعد على مشاهدة البث التلفزيوني والاستماع إلى البث.
- ويتراوح طولها الموجي من 0.3 متر إلى عدة كيلومترات.
موجات الميكروويف الموجودة في جهاز الميكروويف
- وهي موجودة في الهواتف المحمولة وإشارات Wi-Fi.
- ويتراوح طولها الموجي من 0.001 متر إلى 0.3 متر.
الموجات تحت الحمراء
- إنه التردد المنخفض وسط الموجات مثل الأشعة تحت الحمراء.
- ويتراوح طولها الموجي من 0.001 متر إلى 700 نانومتر.
- ويمكن العثور عليها في أجهزة التحكم عن بعد في التلفزيون.
- وفي ومناظير الرؤية بالأشعة تحت الحمراء والسخانات.
- وأيضا يمكن أن نشعر به على شكل حرارة.
الموجات فوق البنفسجية
- وهي أعلى تردد للموجات وموجودة في ضوء الشمس.
- ويتراوح طولها الموجي من 400 نانومتر إلى 10 نانومتر.
- لكن يجب الانتباه إلى أن التعرض لمثل هذه الأشعة يمكن أن يسبب حروقًا في الجلد.
الأشعة السينية
- إنها أشعة تُستخدم لتصوير عظام الإنسان.
- ويمكنها اختراق جلد الإنسان ولحمه حتى تتمكن من تصوير العظام.
أشعة جاما
- وهي عبارة عن أشعة تنبعث من التفاعلات النووية بأعلى تردد.
- وتستخدم لتعقيم الطعام لمنع دخول البكتيريا إليه.
- كما تستخدم لعلاج الأورام السرطانية.
كما يمكنك التعرف على: ألوان الطيف سبعة إذا اجتمعت ما هو اللون الناتج؟
خصائص الطيف الكهرومغناطيسي
وتتمثل في الآتي:
السرعة
- تنتقل جميع الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفراغ بنفس السرعة (أي لا يلزم وجود وسيط موصل) بسرعة تقارب 300000 كيلومتر في الثانية.
- وتسمى هذه السرعة “سرعة الضوء” لأنه لا شيء يمكن أن يتحرك أسرع من سرعة الضوء.
- ويعتبر الضوء في الفراغ من أهم الثوابت في الفيزياء ويلعب دور محوري في الفيزياء الحديثة.
التردد والطول الموجي
- يتم تعريف الطول الموجي على أنه فترة واحدة من الموجة.
- ويتم قياسه على أنه المسافة بين أي قمتين متتاليتين للموجة.
- والقمة هي أعلى نقطة في الموجة والقاع هو أدنى نقطة في الموجة.
- ويتم تحديد التردد بعدد الأطوال الموجية التي تمر عبر نقطة معينة في فترة زمنية محددة.
- ويتم قياس عدد الأطوال الموجية بعدد الأطوال الموجية التي تم تمريرها في الثانية أو عدد دورات الموجة.
- ووحدة قياسها هي هرتز.
- والعلاقة بين الطول الموجي والتردد هي علاقة عكسية.
- لذلك إذا زاد الطول الموجي يقل التردد والعكس صحيح.
الطاقة
- يمكن أيضًا وصف الموجات الكهرومغناطيسية بالطاقة .
- وتسمى وحدة القياس إلكترون فولت (eV).
- وتعرف إلكترون فولت بالطاقة الحركية المطلوبة لتحريك الإلكترونات بجهد يساوي 1 فولت.
- وتجدر الإشارة إلى أن الطاقة تعتمد على التردد وطول الموجة لذلك تقل الطاقة مع زيادة الطول الموجي وتزداد مع زيادة التردد.
الزخم
- يُعرّف الزخم عادةً بأنه ناتج الكتلة والسرعة لذلك هذا غريب لأن الإشعاع الكهرومغناطيسي عديم الكتلة ويتكون من موجات.
- ومع ذلك أثبت أينشتاين أن الضوء يمكن أن يعمل كجسيمات في ظل ظروف معينة.
- وبالنظر إلى ذلك في معادلته الشهيرة (E = mc ^ 2) فإن هناك علاقة بين الطاقة والكتلة.
- ولا تحتوي الموجة (بقيمة الطاقة) على معادلة كتلة فحسب بل تمتلك أيضًا زخمًا وهي بالفعل أكثر منطقية.
- وأثبت أينشتاين أن الزخم (p) للفوتون هو نسبة طاقته إلى سرعة الضوء.
الاستقطاب
- تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من عمودية المجالات الكهربائية والمغناطيسية التي تكون أيضًا متعامدة مع اتجاه انتشار الموجات.
- ويهدف استقطاب الموجات الكهرومغناطيسية إلى وصف حجم واتجاه المجال الكهربائي للموجة وخصائص الاستقطاب الكهرومغناطيسي.
- وتعرف الموجات تحديدا بأنها تصف الاتجاه وناقل المجال الكهربائي الذي يتغير بمرور الوقت.
- ويعتبر الحجم النسبي لخصائص الموجات الكهرومغناطيسية واستقطاب الموجات الكهرومغناطيسية من أهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية.
- لأن لها تطبيقات عديدة في الليزر والتصوير وغيرها.
استخدامات إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي
وتتمثل تلك الاستخدامات في الآتي:
الإضاءة
- ذكرنا في البداية الإضاءة لأنه لا شك في أنها من أهم الاستخدامات التي تفيد العالم بأسره.
- وحتى ضوء الشمس الذي يصل إلينا ما هو إلا موجات كهرومغناطيسية ولا يوجد بيوت ولا شوارع بلا إنارة.
مجال الاتصالات
- يمكننا أن نرى ذلك بوضوح في جميع قنوات الراديو والأقمار الصناعية والأرضية والهواتف والإنترنت.
- كل هذه الاستخدامات أصبحت صعبة التكيف أو العيش دونها خاصة بعدما غزت حياة كل أسرة وكل شخص.
مجال توليد الطاقة
- تعتمد جميع المولدات التي تستخدم أنواعًا مختلفة من الوقود أو البخار على المبدأ الكهربائي الناتج من حقل مغناطيسي متحرك.
المجال الطبي
- عادة ما يتم تداول كلمة الأشعة عندما يقوم الطبيب بفحص داخلي لجسم الإنسان.
- وأيضا التصوير الطبقي وغيرها من الأجهزة الطبية الكثيرة التي من شأنها مساعدة الطبيب والمريض.
- كل تلك الأجهزة تستخدم الموجات الكهرومغناطيسية من خلال أشعة جاما أو غيرها.
المجال العسكري
- الغالبية يعرف الرادارات والتي تتواجد على الطرق أو الحدود.
- تلك الرادارات تعمل بالموجات الكهرومغناطيسية والتي تستطيع التقاط أي جسم متحرك وسرعته.
- أيضا الصواريخ التي يتم توجيهها على بعد فهي تستخدم الأشعة الكهروضوئية والتي تم استخلاصها من الموجات الكهرومغناطيسية.
كما أدعوك للتعرف على: طريقة تحديد مسار الضوء في الهواء
وبهذا نكون قد وصلنا إلى نهاية مقال اليوم الذي تناولنا من خلاله إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي من حيث توضيح مفهومه وأيضا خصائصه المختلفة وأنواعه وتطبيقاته المنتشرة في كل أمور الحياة.