أمواجالكهرومغناطيسي هي التذبذبات التي شكلتها المجالات الكهربائيةو مغناطيسيالمتغيرات ، التي تنتشر في الفراغ وفي الوسائط المادية. إنها موجات ثلاثية الأبعاد وعرضية تنتقل في سرعة الضوء، تحمل حصرا طاقة. علاوة على ذلك ، فهي تأتي في شكل موجات الراديو ، والميكروويف ، والأشعة تحت الحمراء ، والضوء المرئي ، والأشعة فوق البنفسجية ، والأشعة السينية ، وأشعة جاما ، بترتيب تصاعدي للتردد والطاقة.
قبل أن نواصل ، نقترح عليك قراءة مقالتنا والتعرف على بعض المفاهيم المهمة عنها تصنيف الموجة.
ما هي الموجات الكهرومغناطيسية؟
تنشأ الموجات الكهرومغناطيسية بناءً على التفاعل بين المجالات الكهربائية المتغيرة أو المجالات المغناطيسية. تنتشر هذه في الفراغ بنفس سرعة الضوء ، حوالي 300000 كيلومتر في الثانية. على عكس الموجات الميكانيكية ، مثل يبدو، يمكن أن تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في كل من الوسائط المادية وفي الفراغ. لانهم ظاهرة الموجةيمكن أن تخضع للانعكاس والانكسار والامتصاص والحيود والتداخل والتشتت والاستقطاب.
تم التنبؤ بالموجات الكهرومغناطيسية ووضع نظرياتها من قبل الفيزيائي والرياضيات الاسكتلندي
جوامعكاتب ملفاتماكسويل ، التي وحدت معادلات كهرباء إنه من المغناطيسية المعادلات الحالية (معادلات فاراداي وأمبير وجاوس) في معادلات الموجة.تعرف أكثر:ميشيل فاراداي - أحد أعظم المجربين في التاريخ!
من خلال معادلاته ، تمكن ماكسويل من حساب معامل سرعة الانتشار التابع أمواجالكهرومغناطيسي. لم يظهر التأكيد التجريبي لوجود الموجات الكهرومغناطيسية إلا بعد حوالي عقد من الزمان ، بعد تجارب أجراها الفيزيائي الألماني هاينريشهيرتز.
جميع الموجات الكهرومغناطيسية لها تردد من التذبذب ، الطولفيلوح و السعة. كما أن الطول الموجي والتردد عبارة عن كميات عكسيامتناسب، لذلك ، موجات عالية التردد مثل الأشعة السينية أو جاما، ذات أطوال صغيرة جدًا. يوضح الشكل التالي ملف المجال الكهرومغناطيسي والنطاقات المختلفة للموجات الكهرومغناطيسية الموجودة ، لاحظ:
خصائص الموجات الكهرومغناطيسية
بعض خصائص الموجات الكهرومغناطيسية:
- هم انهم مستعرضات أي أن الاضطراب المسؤول عن إنتاجها يحدث في اتجاهعمودي لاتجاه انتشاره. في الموجات الكهرومغناطيسية ، يكون المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي واتجاه الانتشار متعامدين مع بعضهما البعض ؛
- تنتشر في الفراغ بنفس سرعة الضوء المرئي: 2,99792458.108 آنسة، يرمز لها بالحرف c ؛
- لك السعة تتعلق بك الشدة، كلما زاد اتساع الموجة الكهرومغناطيسية ، زاد الاضطراب الذي يمكن أن تحدثه ؛
- هم انهم ثلاثي الأبعاد، أي بعد أن يتم إنتاجها ، فإنها تنتشر بالتساوي في جميع الاتجاهات ؛
- عندما يمرون عبر وسائط مادية ، مثل الهواء أو الماء ، فإنهم سرعة الانتشار ينخفض ، في حين أن الخاص بك طول الموجة يزيد ، لذلك الخاص بك تردد لم يتغير. تُعرف هذه الظاهرة باسم الانكسار.
نرى أيضا: ما هي الموجات للفيزياء؟ تحقق من التمارين والخريطة الذهنية
الموجات الكهرومغناطيسية في الحياة اليومية
تحقق من بعض الأمثلة على الموجات الكهرومغناطيسية الحالية المستخدمة على نطاق واسع في حياتنا اليومية:
- موجات الراديو: تستخدم على نطاق واسع في الاتصالات السلكية واللاسلكية. تكون إشارة الراديو والتلفزيون والهاتف الخلوي في نطاق التردد هذا ؛
- الميكروويف: كما أنها تستخدم على نطاق واسع في الاتصالات. تستخدم أجهزة توجيه الإنترنت اللاسلكية ، المعروفة باسم Wi-Fi ، ترددات الميكروويف التي تتراوح بين 2.4 جيجاهرتز و 5.8 جيجاهرتز ؛
- الأشعة تحت الحمراء: يُعرف هذا أيضًا بموجة الحرارة. تستطيع بعض الأجهزة الأمنية المزودة بالرؤية الليلية أن تلتقطه. الأشعة تحت الحمراء هي الموجة المنبعثة عندما نستخدم جهاز التحكم عن بعد ؛
- ضوء مرئي: هو نطاق الموجات الكهرومغناطيسية الواقعة بين ترددات 480 THz و 750 THz.
- فوق بنفسجي: بعد ترددات معينة ، يُعتبر إشعاعًا مؤينًا ، أي موجة كهرومغناطيسية مع إمكانية البدء. الإلكترونات من الجزيئات ، مما تسبب في ظهور الشذوذ الخلوي الذي يمكن أن يتطور إلى أ سرطان، على سبيل المثال. يتم استخدام تردد الموجات الكهرومغناطيسية على نطاق واسع من قبل خبراء المجرمين للكشف عن المواد البيولوجية مثل الدم واللعاب ؛ كما تسمح قدرته على التأين باستخدامه في تعقيم الأدوات الجراحية ، والمحاقن ، والحاويات ، وما إلى ذلك ؛
- أشعةx: يصل إلى الأرض بأعداد صغيرة بسبب وجود الغلاف الجوي الأرضي. هذه الموجات الكهرومغناطيسية لها ترددات عالية جدًا وقوة اختراق كبيرة ، لذا فهي كذلك يستخدم للحصول على صور للعظام والمفاصل ولعلاج الأورام من خلالها يعطي العلاج الإشعاعي
شاهد المزيد:الأشعة السينية - إشعاع كهرومغناطيسي عالي التردد
- جاما: من إنتاج التفاعلات النووية، حيث مستويات الطاقة الأساسية لل ذرات يتغير. هذه الموجات نشطة للغاية ولها قوة اختراق عالية. تستخدم أشعة جاما للدراسات الفلكية ولإحداث تفاعلات نووية.
الموجات الكهرومغناطيسية والمادة
تعتمد كيفية تفاعل الموجات الكهرومغناطيسية مع المادة بشكل مباشر على ترددها. تحقق من كيفية استجابة الشحنات الكهربائية والجسيمات الأخرى لكل نوع من الموجات:
- أمواجفيمذياع: تعزيز التذبذب الجماعي للإلكترونات الحرة في المعادن ، كما يحدث في الهوائيات المستخدمة في أجهزة الراديو والتلفزيون ؛
- الميكروويف: لها ترددات مماثلة لتردد دوران جزيئات الماء ، وهذا يجعل هذا يمكن أن يتردد صدى نوع الموجة الكهرومغناطيسية مع هذه الجزيئات ، مما يؤدي إلى تسخينها من خلال دوران؛
- الأشعة تحت الحمراء: يعزز الاهتزاز الجزيئي ، وهو أحد الأشكال الرئيسية لانتقال الحرارة ؛
- ضوء مرئي: إنها قادرة على توفير الطاقة وإثارة الإلكترونات الموجودة في الجزيئات ؛
- فوق بنفسجي: يشجع على إثارة الإلكترونات ولكن يمكن أن يتسبب أيضًا في طرد الإلكترونات الموجودة في طبقة التكافؤ من الذرات.
- الأشعة السينية: فهي قادرة على تمزيق الإلكترونات من الذرات عن طريق الاصطدام المرن بين الفوتونات والذرات. تمتص الذرات هذه الفوتونات ويعاد إرسالها بترددات أقل ؛
- أشعةجاما: يمكن أن تسبب إثارة نووية ، مما يؤدي إلى تفككها ، ولكن يمكنها أيضًا توليد أزواج من المادة والمادة المضادة ، مما يتسبب في الإبادة المتبادلة لهذه الجسيمات.
بقلم رافائيل هيلربروك
مدرس الفيزياء
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm