محتويات
لمحة عن الموجات الكهرومغناطيسية
هي شكل من أشكال الطاقة الناتجة عن تذبذب الشحنات الكهربائية المتحركة المكوّنة للذرة ، حيث يولّد هذا التذبذب الموجات الكهرومغناطيسية .
وتعرف أيضاً باسم الاشعاعات الكهرومغناطيسية , ويتكون هذا الإشعاع من موجات كهربائية ومغناطيسية تنتقل بسرعة الضوء ( 300,000 كم/ثا) . وينتج عن هذه الموجات حقلان كهرومغناطيسيان , أحدهما قريب والآخر بعيد .
تتخذ الموجات المغناطيسية العديد من الأشكال ، مثل موجات الراديو ، الموجات الميكروية ، الأشعة السينية ، وأشعة جاما . كما يُعد ضوء الشمس أحد أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية .
تتصنف الأشكال المختلفة للإشعاعات الكهرومغناطيسية طبقاً لتردداتها ، وأطوالها الموجية ، ضمن ما يسمى بالطيف الترددي ( و هو المدى الكلي للإشعاعات الكهرومغناطيسية بجميع تردداتها .
ويجدر بالذكر أنه كلما زاد طول الموجة قلّ ترددها وانخفضت طاقتها , وكلما قلّ طول الموجة ، ازداد ترددها وارتفعت طاقتها .
مقالات ذات صلة
كيف تعمل الموجات الكهرومغناطيسية ؟
عندما نقوم بتسريع جسيم ذرّي بواسطة مجال كهربائي , مثل الالكترون , فيتحرك هذا الجسيم وينتج عن هذه الحركة مجالات كهربية ومغناطيسية مُتذبذة , حيث تقوم هذه المجالات بالانتقال بشكل متعامد على بعضها البعض في حزمة من الطاقة الضوئية تسمى الفوتون ( وهو عبارة عن كمية من التآثر الكهرومغناطيسي التي تكوّن وتشكل كافة أشكال الموجات الكهرومغناطيسية ) .
أثر الإشعاعات الكهرومغناطيسية
إن طاقة الموجات الكهرومغناطيسية وترددها , هي من تحدد أثر الاشعاعات الكهرومغناطيسية , حيث تمتاز بأثرين مهمين وهما :
الأثر الحراري : وينتج من تسخين الأشعة للأجسام , كالسخونة الناتجة عن أشعة الشمس .
الأثر الحيوي : ويتمثل في أي تغيير تحدثه الموجات الكهرومغناطيسية في خصائص الأنسجة الحية ( مثل الأشعة السينية والإشعاع النووي ).
خصائص الموجات الكهرومغناطيسية
تمتاز الموجات الكهرومغناطيسية بالعديد من الخصائص والسمات المميزة لها ’ نذكر منها :
- تنتشر في الفراغ في سرعة محددة وثابتة , بنفس سرعة الضوء .
- تنتشر على شكل خطوط مستقيمة .
- تمتلك قابلية عالية للاستقطاب .
- أطوالها الموجية تكون متراوحة بين الترددات المرتفعة والترددات المنخفضة .
- تتكون من مجالين ، أحدهما كهربائي والآخر مغناطيسي ، وهذان الحقلان لهما نفس الشدة .
- لا تتأثر بالمجال الكهربائي أو بالمجال المغناطيسي لأنها موجات غير مشحونة .
استخدام الموجات الكهرومغناطيسية
يمكن استخدام الموجات الكهرومعناطيسية في الكثير من المجالات :
- تستخدم طبياً وذلك بإجراء صور رنين مغناطيسي للكشف عن أمراض معينة ، حيث يقوم الأطباء باستخدام أشعة غاما والأشعة السينية في علاج السرطان .
- تستخدم في إضاءة المصابيح الفلورية .
- يتعدد استخدامها في موجات الراديو وفي التلفزيون والإذاعة والاتصالات اللاسلكية وفي الطيف الراديوي , بالإضافة إلى الاستخدامات المتعلقة بالإنترنت .
- الأشعة فوق البنفسجية منها تستخدم في إضاءة المصابيح الكهربائية .
- الأشعة تحت الحمراء منها تستخدم في العيادات الجلدية لعلاج مختلف الأمراض الجلدية .
- جهاز الميكرويف , حيث تستخدم لطهي الطعام .
- تستخدم أشعة الليزر في العمليات الطبية أو التجميلية .
ما هو الطيف الكهرومغناطيسي ؟
عبارة عن المجموعة الكاملة للأمواج الكهرومغناطيسية والتي تكون مرتبة لجميع الأطوال الموجية للموجات الكهرومغناطيسية ، والتي تحمل أي قيمة موجبة ، دون أي قيود . وهي مقسمة إلى 7 أقسام تكون متتالية في الترتيب من الترددات المنخفضة جداً إلى الترددات العالية .
أنواع الموجات الكهرومغناطيسية
- موجات راديوية : تنتقل هذه الموجات بسرعة الضوء في الفراغ . تتولد بواسطة الشحنات الكهربائية التي تخضع للتسارع فهي تصدر عن طريق البرق والأجرام الفلكية بشكل طبيعي . بينما يمكننا توليد موجات الراديو بشكل مصطنع بواسطة أجهزة الإرسال .
تُستخدم الموجات الراديوية على نطاق واسع في التكنولوجيا الحديثة للاتصالات الراديوية الثابتة والمتنقلة والبث اللاسلكي والرادار وأنظمة الملاحة اللاسلكية والأقمار الصناعية للاتصالات وشبكات الكمبيوتر اللاسلكية والعديد من التطبيقات الأخرى . كما تتميز الترددات المختلفة للأمواج الراديوية بخصائص انتشار مختلفة في الغلاف الجوي للأرض .
- موجات صغرية : وهي موجات كهرومغناطيسية ذات طول موجة قصير وتقع بين الموجات الراديوية و الأشعة تحت الحمراء .
تُستخدم في الرادار وفي فرن ميكروويف وفي البلازما ، وفي تقنية الاتصالات ، والهاتف المحمول والبلوتوث والبث التلفزيوني .
- الأشعة تحت الحمراء : طول موجتها أطول من طول موجة الضوء المرئي .
تُستخدم في التواصل اللاسلكي و انتشرت فيما بين الريموت كونترول و التلفزيون أو المسجل كما استُخدمت فيما بين الفأرة أو لوحة المفاتيح مع الحاسب الآلي .
- الطيف المرئي : موجات كهرومغناطيسية متمثلة في موجات الضوء التي تتكون من ألوان الطيف السبعة : الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر النيلي والأزرق والبنفسجي . ويكون لكل من هذه الموجات طول موجي معين يختلف عن الآخر وسرعة هذه الموجات هي نفس سرعة الموجات الكهرومغناطيسية .
- الأشعة فوق البنفسجية : توجد الأشعة فوق البنفسجية في أشعة الشمس ، وكما هي أشعة مؤينة (أي تفصل إلكترونات عن ذراتها ) فقد تسبب تفاعلاً كيميائياً ، وتجعل العديد من المواد متوهجة . و
قد أدرك الكثير من الناس تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الجسم مسببة حالات من ضربة الشمس ، ولكن طيف تلك الأشعة لها تأثيرات أخرى قد تكون مفيدة أو مضرة لصحة البشر .
- الأشعة السينية : وتستخدم هذه الأشعة بشكل واسع في التصوير الشعاعي وفي العديد من المجالات التقنية والعلمية والطبية .
- أشعة غاما : وهي أشعة مؤينة أي أنها تسبب التأين في المادة الحية , ولها قدرة عالية على النفوذ واختراق الأجسام لذلك هي أشعة خطيرة وضارة جداً , وإن وجود الغلاف الجوي الذي يغطي الكرة الأرضية يعمل على حماية الأرض من هذه الأشعة حيث أنه يمتصها ويبددها .
تُستخدم في المجال الطبي غالباً لقتل الخلايا السرطانية ، أما في المجال الصناعي فهي تستخدم لتصوير أنابيب البترول لمعرفة جودة الأنابيب وسلامة اللحام ، إضافة إلى قتل الجراثيم في المواد الغذائية المعلبة وتعقيم الحبوب ، وبما أنها نتاج للتفاعلات النووية ، فإنها دون شك تستخدم في المفاعل والقنابل النووية .
