استخدام إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي، مقال موقع القلعة يجلب لك هذا الموضوع، لأن إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي أو الموجات الكهرومغناطيسية، كثير من الناس يسمعون الكلمة، لكن معظمهم لا يعرفون ماهية هذه الموجات وأين توجد وكيف هي تستخدم.، ومن خلال مقالتنا التالية سنشرحها بالتفصيل الكامل.
الكهرومغناطيسي
- في الفيزياء، تشير الكهرومغناطيسية إلى التفاعل بين الكهرباء والمغناطيس.
- هذا يعني أن الأجسام المشحونة تمر عبر مجال مغناطيسي ينتج عنه الطيف الكهرومغناطيسي.
- كل جسم بشري له طيفه الكهرومغناطيسي الخاص.
- لأن بصمات الأصابع البشرية تختلف عن الآخرين.
- ينتج المجال المغناطيسي تيارًا كهربائيًا، وينتج التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا.
- وهكذا يحدث الانسجام مع بعضها البعض.
- اكتشف العالم جيمس ماكسويل الموجات الكهرومغناطيسية.
ولا تفوت قراءة مقالتنا. تعريف الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه
مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي
- عندما يمر ضوء الشمس عبر منشور، يشكل الضوء المرئي طيفًا مستمرًا.
- هناك العديد من الموجات الكهرومغناطيسية ذات الأطوال الموجية المختلفة.
- والضوء المرئي ليس سوى جزء صغير من الموجة الكلية للضوء المحيط بالإنسان.
- هذا يعني أن معظم الضوء المحيط بالناس غير مرئي.
- لذلك يستخدم مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي لتغطية مفهوم الطيف بأكمله.
- من موجات الراديو إلى أشعة جاما.
- إنها موجات كهرومغناطيسية تنبعث من أجسام مختلفة، ولكل جسم طيف كهرومغناطيسي مختلف.
- هذا لتمييزه عن الأشياء الأخرى، ويمكن رؤيته أو عدم رؤيته من خلال الطيف الكهرومغناطيسي.
أنواع مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي
- هناك عدة أنواع مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي حسب التردد والطول الموجي.
- التردد هو عدد الموجات التي تمر عبر منطقة معينة في الثانية ويتم قياسها بالهرتز.
- الطول الموجي هو المسافة المقاسة بين قمتين أو قاع متتاليين ويتم قياسه بالأمتار وأجزاءهما.
- والعلاقة بينهما هي عكس ذلك، أي أنه كلما زاد التردد، انخفض الطول الموجي.
- كلما انخفض التردد، زاد طول الموجة.
عند تحديد أنواعه يعتمد الطيف الكهرومغناطيسي على التردد التالي:
يوجد الضوء المرئي في منتصف الطيف الكهرومغناطيسي
- يتكون من سبعة ألوان يمكن رؤيتها بالعين 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 وأقل طول موجي، 400 نانومتر.
- وبالتالي، فإن العلاقة بين التردد وطول الموجة تتناسب عكسياً.
قنوات الراديو والتلفزيون
- يساعد على مشاهدة البرامج التلفزيونية والاستماع إلى البث.
- يتراوح طولها الموجي من 0.3 متر إلى عدة كيلومترات.
المايكرويف في فرن الميكروويف
- توجد في الهواتف المحمولة وإشارات Wi-Fi.
- يتراوح 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 مشاهد الأشعة تحت الحمراء والسخانات.
- يمكننا أيضًا أن نشعر به على شكل حرارة.
موجات فوق بنفسجية
- إنه أعلى تردد للأمواج ويوجد في ضوء الشمس.
- يتراوح طولها الموجي من 400 نانومتر إلى 10 نانومتر.
- لكن اعلم أن التعرض لمثل هذه الأشعة يمكن أن يسبب حروقًا في الجلد.
الأشعة السينية
- إنها أشعة سينية تستخدم لتصوير عظام الإنسان.
- يمكنه اختراق جلد الإنسان وجسمه لالتقاط صور للعظام.
أشعة غاما
- إنها أشعة تنبعث من تفاعلات نووية بأعلى تردد.
- يتم استخدامه لتعقيم الطعام لمنع دخول البكتيريا إليه.
- كما أنها تستخدم لعلاج الأورام السرطانية.
كيف لك أن تعرف؟ ألوان الطيف السبعة إذا اجتمعت فما 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) بحوالي 300000 كيلومتر في الثانية.
- هذه السرعة تسمى “سرعة الضوء” لأنه لا شيء يمكن أن يسافر أسرع من سرعة الضوء.
- يعتبر الضوء من أهم الثوابت في فيزياء الفراغ ويلعب دورًا رئيسيًا في الفيزياء الحديثة.
التردد والطول الموجي
- يُعرَّف الطول الموجي بأنه دورة واحدة من 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 نقطة في فترة زمنية معينة.
- يتم قياس عدد الأطوال الموجية بعدد الأطوال الموجية المقطوعة في الثانية، أو عدد دورات الموجة.
- وحدة القياس هي هرتز.
- العلاقة بين الطول الموجي والتردد معكوسة.
- لذلك إذا زاد الطول الموجي، يقل التردد والعكس صحيح.
طاقة
- يمكن أيضًا وصف الموجات الكهرومغناطيسية بأنها طاقة.
- وحدة القياس تسمى إلكترون فولت (eV).
- يُعرف الإلكترون فولت بالطاقة الحركية المطلوبة لتحريك الإلكترونات عبر جهد 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 على أنه ناتج الكتلة والسرعة، لذلك هذا غريب لأن الإشعاع الكهرومغناطيسي ليس له كتلة 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 للكتلة، بل لديها أيضًا زخم، 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 رأسية، 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.
- يعد الحجم النسبي لخصائص الموجات الكهرومغناطيسية واستقطاب الموجات الكهرومغناطيسية من بين أهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية.
- لأنه يحتوي على العديد من التطبيقات في الليزر والتصوير وغيرها من المجالات.
استخدام إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي
هذه التطبيقات هي كما يلي:
إضاءة
- ذكرنا الإضاءة أولاً لأنه لا شك في أنها من أهم الاستخدامات التي تفيد العالم كله.
- حتى ضوء الشمس الذي يصل إلينا ما هو إلا موجات كهرومغناطيسية، ولا بيت ولا شارع بدون إنارة.
مجال الاتصالات
- يمكننا أن نرى ذلك بوضوح في جميع قنوات الراديو والأقمار الصناعية والأرضية والهاتفية والإنترنت.
- كل هذه التطبيقات أصبحت صعبة التكيف أو العيش بدونها، خاصة بعد أن غزت حياة كل أسرة وكل شخص.
مجال توليد الطاقة
- تعتمد جميع المولدات التي تستخدم أنواعًا مختلفة من الوقود أو البخار على مبدأ الكهرباء المولدة بواسطة مجال مغناطيسي متحرك.
المجال الطبي
- تستخدم كلمة الأشعة بشكل شائع عندما يقوم الطبيب بفحص داخل جسم 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
- يعرف معظم الناس الرادارات الموجودة على الطرق أو الحدود.
- تعمل هذه الرادارات مع الموجات الكهرومغناطيسية التي يمكنها اكتشاف أي جسم متحرك وسرعته.
- أيضًا، تستخدم الصواريخ التي يتم التحكم فيها عن بُعد الأشعة الكهروضوئية، والتي يتم استخلاصها من الموجات الكهرومغناطيسية.
أنا أيضا أدعوك للتعلم. كيفية تحديد مسار الضوء في الهواء
وهكذا وصلنا إلى نهاية مقال اليوم حيث قمنا بتغطية إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي موضحين مفهومه وخصائصه المختلفة وأنواعه وتطبيقاته الشائعة في جميع مناحي الحياة.