نطاقالكهرومغناطيسي هو نطاق الكل الترددات في موجات كهرومغناطيسية موجود. يتم تقديم الطيف الكهرومغناطيسي بشكل عام بترتيب تصاعدي للترددات ، بدءًا من موجات الراديو ، مروراً بـ إشعاعمرئي يصل إلى إشعاعجاما بتردد أعلى.
تردد وطول الموجات الكهرومغناطيسية
تردد الموجات الكهرومغناطيسية ، بدوره ، يتعلق بـ عددفيالتذبذبات هذا لك الحقل الكهربائي يؤدي كل ثانية ، بالإضافة إلى أن الموجات ذات الترددات الأعلى تحمل طاقة أكبر معها. بترتيب تصاعدي للتردد ، يتم توزيع الموجات في الطيف الكهرومغناطيسي ، مصنفة إلى: موجات الراديو ، الموجات الدقيقة ، الأشعة تحت الحمراء ، الضوء المرئي ، الأشعة فوق البنفسجية ، الأشعة السينية وأشعة جاما.
عدد تذبذبات المجال الكهربائي هو تردد الموجة الكهرومغناطيسية.
حسب النظرية متموج، يمكننا تحديد تردد الموجة كنسبة سرعة انتشارها إلى طولها الموجي:
F - تردد الموجة (هرتز)
ç - سرعة الضوء في الفراغ (م / ث)
λ - الطول الموجي (م)
في الجدول أدناه ، لدينا نطاقات التردد والطول الموجي المقابلة لبعض ألوان الطيف الكهرومغناطيسي المرئي:
اللون |
التردد (THz - 1012 هرتز) |
الطول الموجي (نانومتر - 10-9 م) |
أحمر |
480-405 |
625 - 740 |
البرتقالي |
510-480 |
590-625 |
الأصفر |
530-510 |
565-590 |
أخضر |
600-530 |
500-565 |
أزرق |
680-620 |
440-485 |
البنفسجي |
790-680 |
380-440 |
بالنظر بعناية إلى الجدول أعلاه ، يمكنك أن ترى أن اللون البنفسجي يعرض أعلى تردد للطيف المرئي ، وبالتالي ، أقصر طول موجي ، لأن هاتين الكميتين متناسبتان عكسيًا.
نرى أيضا:تصنيف الموجة
الطيف الكهرومغناطيسي المرئي
يشير الطيف المرئي إلى الموجات الكهرومغناطيسية التي تقع تردداتها بين الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. هذه الموجات التي لها ترددات تمتد من 4.3.1014 يصل إلى 7.5.1014 H ، هي تلك التي يمكن أن يراها عينبشري ويفسرها الدماغ.
ألوان الطيف الكهرومغناطيسي
يوضح الشكل أدناه الطيف الكهرومغناطيسي المرئي ، ويظهر تردد الذروة المقابل لكل لون ، لاحظ:
لا يمكن رؤية سوى جزء صغير من الطيف الكهرومغناطيسي بالعين البشرية.
الألوان في الطيف المرئي بترتيب تصاعدي للترددات هي: أحمر, البرتقالي, الأصفر, لون أخضر،ازرق سماوي،أزرق و البنفسجي. بعد ذلك ، سوف نقدم القليل عن الخصائص والاستخدامات التكنولوجية لكل من نطاقات التردد في الطيف الكهرومغناطيسي.
موجات الراديو
موجات الراديو هي مجموعة من الترددات في الطيف الكهرومغناطيسي المستخدمة على نطاق واسع في تقنيات الراديو. الاتصالات. موجات الراديو لها أطول أطوال موجية في الطيف الكهرومغناطيسي ، وتمتد بين 1 مم (10-3 م) حتى 100 كم. يستخدم هذا النوع من الموجات لنقل إشارات التلفزيون والراديو والهاتف الخلوي والإنترنت ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
تستخدم هوائيات الهاتف المحمول موجات الراديو.
الميكروويف
الموجات الدقيقة هي موجات كهرومغناطيسية تمتد أطوالها الموجية بين 1 م و 1 مم أو 300 جيجاهرتز و 300 ميجاهرتز ، على التوالي. وبالتالي ، فإن الموجات الدقيقة تقع في نطاق موجات الراديو. على الرغم من ذلك ، لديهم ترددات أعلى قليلاً من موجات الراديو ويتم استخدامها في التطبيقاتالعديد من الاختلافات.
الاستخدامات التكنولوجية الرئيسية لأجهزة الميكروويف هي الشبكات اللاسلكية (موجهات wi-fi) والرادار والتواصل مع الأقمار الصناعية والرصدات الفلكية وتسخين الطعام وغيرها.
الأشعة تحت الحمراء
الأشعة تحت الحمراء هي موجة كهرومغناطيسية ذات تردد أقل من الضوء المرئي (300 جيجاهرتز إلى 430 ثيرتز) ، وبالتالي ، غير مرئي للعين البشرية. معظم الإشعاع الحراري المنبعث من الأجسام في درجة حرارة الغرفة هو الأشعة تحت الحمراء. نظرًا لأنه نطاق تردد كبير جدًا ، مع العديد من التطبيقات التكنولوجية ، يتم تقسيم الأشعة تحت الحمراء إلى مناطق أصغر: الأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة والبعيدة.
بالإضافة إلى القدرة على التعود عليها دافئ، نظرًا لقدرتها على جعل جزيئات الجسم تهتز ، تستخدم الأشعة تحت الحمراء لطهي الطعام وللتدفئة البيئات ، لإنتاج أنظمة الكشف عن الوجود والحركة ، وأجهزة استشعار وقوف السيارات ، وأجهزة التحكم عن بعد وكاميرات الرؤية حراري.
الرؤية الحرارية مفيدة في غياب الضوء المرئي ، فهي تكتشف الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأجسام الساخنة.
نظرةأيضا: ما هي سرعة الضوء؟
ضوء مرئي
يُعرف نطاق الطيف الكهرومغناطيسي الذي يمكن للعين البشرية رؤيته بالضوء المرئي ، التي يمتد طولها الموجي بين 400 نانومتر و 700 نانومتر ، لذا فإن جميع الصور التي نراها حوالي أناالتفسير الذي ينتجه الدماغ من الموجات الكهرومغناطيسية التي تنبعث منها أو تنعكس بواسطة الأجسام من حولنا. يمكن للعين البشرية إدراك ترددات الضوء هذه بفضل نوعين خاصين من الخلايا التي تبطن مؤخرة العين: المخاريط والقضبان.
أنت المخاريط و ال قضبان إنها خلايا مستقبلة للضوء ، أي أنها قادرة على إدراك إشارات الضوء. في حين أن العصي مسؤولة عن إدراك الحركة وتشكيل الصور بالأبيض والأسود (كما هو الحال عندما نحاول أن نرى في الظلام) ، فإن المخاريط تزودنا برؤية الألوان. توجد ثلاثة أنواع من المخاريط في عين الإنسان وكل منها قادر على إدراك أحد الألوان التالية: أحمر أو أخضر أو أزرق.
لذلك ، فالألوان التي نراها في الفيزياء عادلة الظواهرفسيولوجي التي تعتمد على التقاط الضوء وتفسيره بواسطة الدماغ. علاوة على ذلك ، فإن النسبة بين كل من ترددات الأحمر والأخضر والأزرق قادرة على إنتاج جميع النغمات التي نعرفها. عندما تنبعث معًا ، تنتج هذه الألوان الثلاثة ضوءًا أبيض ، وهو ليس لونًا بل تراكبًا للترددات المرئية.
فوق بنفسجي
تتوافق الأشعة فوق البنفسجية مع مجموعة ترددات الموجات الكهرومغناطيسية التي تكون أعلى من ترددات الضوء المرئي وأقل من ترددات الأشعة السينية. يحتوي هذا النوع من الإشعاع على ثلاثة أقسام فرعية غير دقيقة: فوق بنفسجيالتالي (380 نانومتر إلى 200 نانومتر) ، فوق بنفسجيبعيد (200 نانومتر إلى 10 نانومتر) و فوق بنفسجيشديد (من 1 إلى 31 نانومتر).
يمكن أيضًا تقسيم الأشعة فوق البنفسجية إلى أشعة UV-A (320-400 نانومتر) و UV-B (280-320 نانومتر) و UV-C (1-280 نانومتر). هذا التصنيف يتعلق بأشكال تفاعل هذه الترددات فوق البنفسجية مع الكائنات الحية والبيئة.
على الرغم من أن الشمس تنتج جميعًا ، إلا أن 99٪ من الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض هي من النوع عنب، الإشعاع UV-B ، ومع ذلك ، على الرغم من أنه أقل وجودًا ، فهو مسؤول بشكل أساسي عن الأضرار التي تلحق بجلد الإنسان ، مثل الحروق وتلف جزيئات الحمض النووي في الخلايا الظهارية.
ا الأشعة فوق البنفسجية - ج ، وهو بدوره أكثر الأشعة فوق البنفسجية شيوعًا ، والقادرة على تدمير الكائنات الحية الدقيقة وتعقيم الأشياء. يمتص الغلاف الجوي للأرض جميع الأشعة فوق البنفسجية التي تنتجها الشمس.
يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية في الدباغة الاصطناعية ، لأنها تحفز تكوين الميلانين. في مصابيح الفلورسنت ، مما تسبب في الفوسفور ينبعث الضوء الأبيض الموجود في هذه المصابيح ؛ في تحليل الجزيئات التي يمكن أن تخضع لتغيرات هيكلية عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية ؛ وكذلك في علاجات محاربة السرطان من الجلد.
نظرةأيضا: هل تعرف ما هو الضوء الأسود؟
الأشعة السينية
أنت الأشعة السينية إنها شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي بتردد أعلى من الأشعة فوق البنفسجية ، ومع ذلك ، فإن ترددها أقل من التردد المميز لأشعة جاما. تمتد الأشعة السينية عبر الطيف الكهرومغناطيسي بين ترددات تبلغ 3.1016 هرتز و 3.1019 هرتز ، التي تتوافق مع أطوال موجية قصيرة جدًا ، بين 0.01 نانومتر و 10 نانومتر (1 نانومتر = 10-9 م).
تمتص الأشعة السينية بواسطة العظام ، لذلك يمكننا إنتاج صور للجزء الداخلي من جسم الإنسان.
الأشعة السينية لديها قدرة كبيرة على اختراق وتمتصها عظام الإنسان ، ولهذا السبب فإن هذا النوع من الإشعاع يستخدم على نطاق واسع في فحوصات التصوير ، مثل التصوير الشعاعي والتصوير المقطعي.
أيضا ، الأشعة السينية هي وسيلة إشعاعات أيونية، لأنها يمكن أن تلحق الضرر بالشفرة الجينية للخلايا. ولهذا السبب ، يتم استخدام الأشعة السينية أيضًا في جلسات العلاج الإشعاعي.
جاما
أنت جاما هي شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي من عاليتردد (بين 1019 هرتز و 1024 Hz) ، التي ينتجها عادةً ملف الاضمحلال النووي من العناصر المشعة ، عن طريق الفناء بين أزواج من الجسيمات والجسيمات المضادة ، أو في الظواهر الأحداث الفلكية ذات النسب الكبيرة ، مثل ظهور المستعرات والمستعرات الأعظمية ، وتصادم النجوم والانفجارات البركانية. طاقة شمسية.
يحمل إشعاع جاما قدرًا هائلاً من الطاقة ، حيث يكون قادرًا على المرور عبر عوائق مثل الجدران الخرسانية بسهولة نسبية. علاوة على ذلك ، فهو إشعاع شديد التأين قادر على إحداث أضرار لا رجعة فيها للأنسجة المختلفة. على الرغم من مخاطره ، فإن أشعة جاما تستخدم على نطاق واسع في دواءنووي لعلاج السرطان وأيضًا في العمليات الجراحية المعقدة مثل استئصال الأورام داخل الجمجمة.
بي. رافائيل هيلربروك
مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/espectro-eletromagnetico.htm
