استخدامات الطيف الكهرومغناطيسي موقع جديد اليوم يجلب لك هذا الموضوع مثل إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي أو الموجات الكهرومغناطيسية، كثير من الناس يسمعون هذه الكلمة ولكن معظمهم لا يعرفون ماهية هذه الموجات وأين توجد وكيف يتم استخدامها، وفي المقالة التالية سوف نشرحها بالتفصيل الكامل.
الكهرومغناطيسي
- في الفيزياء، تشير الكهرومغناطيسية إلى تفاعل الكهرباء والمغناطيس.
- هذا يعني أن الأجسام المشحونة تمر عبر مجال مغناطيسي ينتج عنه الطيف الكهرومغناطيسي.
- كل جسم بشري له طيفه الكهرومغناطيسي الخاص.
- كيف تختلف بصمات الأصابع عن الآخرين.
- يخلق المجال المغناطيسي تيارًا كهربائيًا، ويخلق التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا.
- هذه هي الطريقة التي ينشأ بها الانسجام مع بعضها البعض.
- اكتشف العالم جيمس ماكسويل الموجات الكهرومغناطيسية.
ولا تفوت قراءة مقالنا: تعريف الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه
مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي
- عندما يمر ضوء الشمس عبر منشور، يشكل الضوء المرئي طيفًا كاملاً.
- هناك العديد من الموجات الكهرومغناطيسية ذات الأطوال الموجية المختلفة.
- والضوء المرئي ليس سوى جزء صغير من الطول الموجي الكلي للضوء الذي يحيط بالشخص.
- هذا يعني أن معظم الضوء المحيط بالشخص لا يمكن رؤيته.
- لذلك، يتم استخدام مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي لتغطية مفهوم الطيف بأكمله.
- من أشعة الراديو إلى أشعة جاما.
- هذه موجات كهرومغناطيسية تنبعث من أجسام مختلفة، ولكل جسم طيف كهرومغناطيسي مختلف.
- هذا لتمييزه عن الأشياء الأخرى، وقد يُرى أو لا يُرى من خلال الطيف الكهرومغناطيسي.
أنواع مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي
- هناك عدة أنواع مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي على أساس التردد وطول الموجة.
- التردد هو عدد الموجات التي تمر عبر منطقة معينة في الثانية ويتم قياسها بالهرتز.
- الطول الموجي هو المسافة المقاسة بين قمتين أو وديان متتاليتين، مقاسة بالأمتار والأجزاء.
- والعلاقة بينهما معاكسة، أي أنه كلما زاد التردد، كان طول الموجة أقصر.
- كلما انخفض التردد، زاد طول الموجة.
عند 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 من 400 نانومتر إلى 700 نانومتر.
- لكل لون تردد وطول موجة مختلفان.
- الأحمر هو أدنى تردد وأعلى طول موجي 700 نانومتر.
- يحتوي البنفسج على أعلى تردد وأقصر طول موجي يبلغ 400 نانومتر.
- لذلك، فإن العلاقة بين التردد وطول الموجة تتناسب عكسيا.
موجات الراديو والتلفزيون
- يساعد على مشاهدة البرامج التلفزيونية والاستماع إلى البث.
- يتراوح طولها الموجي من 0.3 متر إلى عدة كيلومترات.
الميكروويف في الميكروويف
- توجد في الهواتف المحمولة وإشارات Wi-Fi.
- يتراوح طولها الموجي من 0.001 م إلى 0.3 م.
موجات الأشعة تحت الحمراء
- إنه تردد منخفض 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 كحرارة.
موجات فوق بنفسجية
- إنه أعلى تردد موجي ويوجد في ضوء الشمس.
- يتراوح طولها الموجي من 400 نانومتر إلى 10 نانومتر.
- لكن يجب أن تعلم أن التعرض لمثل هذه الأشعة يمكن أن يسبب حروقًا في الجلد.
الأشعة السينية
- تستخدم هذه الأشعة السينية لتصوير عظام الإنسان.
- يمكنه اختراق جلد الشخص ولحمه لالتقاط صور للعظام.
أشعة غاما
- هذه هي الأشعة المنبعثة من التفاعلات النووية بأعلى تردد.
- يتم استخدامه لتعقيم الطعام لمنع دخول البكتيريا إليه.
- كما أنها تستخدم لعلاج السرطان.
كيف يمكنك معرفة: ألوان الطيف السبعة، عندما تتقابل، ما هو اللون الناتج؟
خصائص الطيف الكهرومغناطيسي
وهم على النحو التالي:
سرعة
- 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 يسافر أسرع من سرعة الضوء.
- يعتبر الضوء في الفراغ من أهم الثوابت في الفيزياء ويلعب دورًا رئيسيًا في الفيزياء الحديثة.
التردد والطول الموجي
- يُعرَّف الطول الموجي بأنه فترة موجة واحدة.
- يتم قياسه على أنه المسافة بين أي ذرتين متتاليتين.
- القمة هي أعلى نقطة في الموجة والقاع هو أدنى نقطة في الموجة.
- يتم تحديد التردد من خلال عدد الأطوال الموجية التي تمر عبر نقطة في فترة زمنية معينة.
- يتم قياس عدد الأطوال الموجية بعدد الأطوال الموجية التي تنتقل في الثانية، أو عدد دورات الموجة.
- وحدة القياس هي هرتز.
- العلاقة بين الطول الموجي والتردد معكوسة.
- لذلك، مع زيادة الطول الموجي، يتناقص التردد، والعكس صحيح.
طاقة
- يمكن أيضًا وصف الموجات الكهرومغناطيسية بأنها طاقة.
- وحدة القياس تسمى إلكترون فولت (eV).
- يُعرف إلكترون فولت بالطاقة الحركية المطلوبة لتحريك الإلكترونات بجهد 1 فولت.
- وتجدر الإشارة إلى أن الطاقة تعتمد على التردد وطول الموجة، لذلك تقل الطاقة مع الطول الموجي وتزداد مع التردد.
دفعة
- يُعرَّف الزخم عادةً على أنه ناتج الكتلة والسرعة، لذا فإن هذا مثير للدهشة لأن الإشعاع الكهرومغناطيسي عديم الكتلة ويتكون من موجات.
- ومع ذلك، أثبت أينشتاين أن الضوء يمكن أن يعمل كجسيم في ظل ظروف معينة.
- بالنظر إلى وجود علاقة بين الطاقة والكتلة في معادلته الشهيرة (E = mc ^ 2).
- والموجة (من حيث الطاقة) ليس لها فقط معادلة كتلة، ولكن أيضًا زخمًا، وهذا أمر منطقي أكثر حقًا.
- أثبت أينشتاين أن الزخم (p) للفوتون هو نسبة طاقته إلى سرعة الضوء.
الاستقطاب
- تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من حقول كهربائية ومغناطيسية متعامدة، وهي أيضًا متعامدة مع اتجاه انتشار الموجة.
- 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.
- تعتبر خصائص الحجم النسبي للموجات الكهرومغناطيسية واستقطاب الموجات الكهرومغناطيسية من بين أهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية.
- لأنه يحتوي على العديد من التطبيقات في الليزر والتصوير وما إلى ذلك.
يستخدم إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي
هذه الاستخدامات هي كما يلي:
إضاءة
- ذكرنا الإضاءة في البداية لأنها بلا شك من أهم الاستخدامات التي تعود بالنفع على العالم أجمع.
- حتى ضوء الشمس الذي يصل إلينا ما هو إلا موجات كهرومغناطيسية، ولا بيوت ولا شوارع بلا ضوء.
مجال الاتصالات
- نرى ذلك بوضوح في جميع قنوات الراديو والأقمار الصناعية والأرضية والهاتفية والإنترنت.
- كل هذه الاستخدامات أصبح من الصعب تكييفها أو العيش بدونها، خاصة بعد أن غزت حياة كل أسرة وكل فرد.
مجال 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 بشكل شائع عندما يقوم الطبيب بإجراء فحص داخلي لجسم الإنسان.
- وكذلك التصوير المقطعي بالكمبيوتر والعديد من الأجهزة الطبية الأخرى التي تساعد الطبيب والمريض.
- كل هذه الأجهزة تستخدم الموجات الكهرومغناطيسية عبر أشعة جاما أو غيرها.
المجال العسكري
- معظم الناس على دراية بالرادارات الموجودة على الطرق أو الحدود.
- تعمل هذه الرادارات مع الموجات الكهرومغناطيسية التي يمكنها اكتشاف أي جسم متحرك وسرعته.
- تستخدم الصواريخ الموجهة عن بعد أيضًا الأشعة الكهروضوئية المستخرجة من الموجات الكهرومغناطيسية.
كما أدعوك للتعرف على: كيفية تحديد مسار الضوء في الهواء
لذلك، وصلنا إلى نهاية مقال اليوم، والذي نظرنا فيه إلى إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي من حيث مفهومه، بالإضافة إلى خصائصه وأنواعه وتطبيقاته المختلفة المنتشرة في جميع جوانب الحياة.