استخدامات إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي

الكهرومغناطيسية

• في الفيزياء ، تشير الكهرومغناطيسية إلى تفاعل الكهرباء والمغناطيس.
• مما يعني أن الأجسام المشحونة تمر عبر المجال المغناطيسي الذي ينتج الطيف الكهرومغناطيسي.
• كل جسم بشري له طيفه الكهرومغناطيسي الخاص.
• كما تختلف بصمات الأصابع البشرية عن بعضها البعض.
• يولد المجال المغناطيسي تيارًا كهربائيًا ويولد التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا.
• لذلك ، يحدث الانسجام مع بعضها البعض.
• اكتشف العالم جيمس ماكسويل الموجات الكهرومغناطيسية.

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 الطول الموجي الكلي للضوء الذي يحيط بالإنسان.
• مما يعني أن معظم الضوء الذي يحيط بالبشر لا يمكن رؤيته.
• لذلك ، يتم استخدام مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي لتغطية مفهوم الطيف بأكمله.
• من أشعة الراديو إلى أشعة جاما.
• إنها 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 الطيف الكهرومغناطيسي المختلفة.

• هناك عدة أنواع مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي من حيث 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 ويقاس بالأمتار وأجزائه.
• والعلاقة بينهما معاكسة ، مما يعني أنه كلما زاد التردد ، كان طول الموجة أقصر.
• كلما انخفض التردد ، زاد طول الموجة.

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 من 400 نانومتر إلى 700 نانومتر.
• لكل لون تردد وطول موجة مختلفان.
• الأحمر هو أقل تردد وأعلى طول موجي 700 نانومتر.
• يحتوي اللون البنفسجي على أعلى تردد وأقل طول موجة يبلغ 400 نانومتر.
• إذن فالعلاقة بين التردد وطول الموجة متناسبة عكسيًا.

موجات الراديو والتلفزيون

• يساعد على مشاهدة البث التلفزيوني 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 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 ضع في اعتبارك أن التعرض لمثل هذه الأشعة يمكن أن يسبب حروقًا في الجلد.

الأشعة السينية

• هذه هي الأشعة السينية التي تستخدم للحصول على صور لعظام الإنسان.
• يمكنه اختراق جلد الإنسان ولحمه لتصوير العظام.

أشعة غاما

• إنها أشعة تنبعث من التفاعلات النووية بأعلى تردد.
• يتم استخدامه لتعقيم الطعام لمنع دخول البكتيريا إليه.
• كما أنها تستخدم لعلاج الأورام السرطانية.

خصائص الطيف الكهرومغناطيسي

هم كالتالي:

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 يتحرك أسرع من سرعة الضوء.
• يعتبر الضوء في الفراغ من أهم الثوابت في الفيزياء ويلعب دورًا أساسيًا في الفيزياء الحديثة.

التردد والطول الموجي

• يُعرَّف الطول الموجي بأنه دورة واحدة من الموجة.
• يتم قياسه على أنه المسافة بين أي ذرتين متتاليتين.
• القمة هي أعلى نقطة في الموجة والقاع هو أدنى نقطة في الموجة.
• يتم تحديد التردد بعدد الأطوال الموجية التي تمر بنقطة في فترة زمنية محددة.
• يقاس عدد الأطوال الموجية بعدد الأطوال الموجية التي تمر في الثانية أو بعدد دورات الموجة.
• وحدة القياس هي الهرتز.
• 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 فولت الإلكترون الواحد 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.

دفعة

• يُعرَّف الزخم عادةً بأنه ناتج الكتلة والسرعة ، لذلك هذا غريب لأن الإشعاع الكهرومغناطيسي عديم الكتلة ويتكون من موجات.
• ومع ذلك ، أظهر أينشتاين أن الضوء يمكن أن يتصرف كجسيم في ظل ظروف معينة.
• منذ في معادلته الشهيرة (E = mc ^ 2) ، هناك علاقة بين الطاقة والكتلة.
• والموجة (من حيث الطاقة) لا تحتوي فقط على معادلة كتلة ولكن لديها أيضًا زخمًا وهي في الواقع أكثر منطقية.
• أظهر 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 وصف لاتجاه ومتجه المجال الكهربائي الذي يتغير بمرور الوقت.
• يعد الحجم النسبي لخصائص الموجات الكهرومغناطيسية واستقطاب الموجات الكهرومغناطيسية من أهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية.
• لأن لها تطبيقات عديدة في الليزر والتصوير وغيرها.

استخدامات الطيف الكهرومغناطيسي

هذه الاستخدامات هي كما يلي:

تحول على

• ذكرنا الإضاءة في البداية لأنه لا شك في أنها من أهم الاستخدامات التي تفيد الجميع.
• حتى ضوء الشمس الذي يصل إلينا هو مجرد موجات كهرومغناطيسية ، ولا منازل أو شوارع بدون إضاءة.

مجال الاتصالات

• يمكننا رؤيته بوضوح على 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 وفرد.

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 بشكل عام عندما يقوم الطبيب بإجراء فحص داخلي لجسم الإنسان.
• وكذلك التصوير المقطعي والعديد من الأجهزة الطبية الأخرى التي تساعد الطبيب والمريض.
• كل هذه الأجهزة تستخدم الموجات الكهرومغناطيسية عبر أشعة جاما أو غيرها.

مخيم عسكري

• معظمهم على علم بالرادارات الموجودة على الطرق أو الحدود.
• تعمل هذه الرادارات مع الموجات الكهرومغناطيسية التي يمكنها اكتشاف أي جسم متحرك وسرعته.
• علاوة على ذلك ، تستخدم الصواريخ الموجهة أشعة كهروضوئية ، يتم استخلاصها من الموجات الكهرومغناطيسية.