الطيف الكهرومغناطيسي
الطيف الكهرومغناطيسي أو الأشعة الكهرومغناطيسية أو الأمواج الكهرومغناطيسية كلها تحمل نفس المعني الفيزيائي
وحين التحدث عن جزء خاص من هذا الطيف الكهرومغناطيسي مثل الضوء المرئي المايكروويف وأشعة اكس وأشعة جاما وموجات التلفزيون والراديو كلها عبارة أشعة تعرف باسم الأشعة الكهرومغناطيسية Electromagnetic
Radiation وكلها لها نفس الخصائص ولكنها تختلف في الطول الموجي Wavelength أو التردد Frequency
وكما نعلم فإن الأمواج المتكونة في وسط مثل الماء فإن جزيئات الوسط (الماء) هي التي تتذبذب فتنتج إضرابات تنتشر في وسط الماء.
وكذلك الحال في الأمواج الصوتية حيث أن الصوت ينتقل من خلال إضراب في جزيئات الهواء على شكل تضاغط وتخلخل ينتشر في الفراغ.
ولكن الحال مختلف في الأمواج الكهرومغناطيسية حيث أن الذي يتموج (يتذبذب) في هذه الحالة هو المجال الكهربي الذي ينشئ من تذبذب الجسيمات المشحونة مثل الإلكترون ذو الشحنة السالبة أو البروتون ذو الشحنة
الموجبة.
ماهي الأمواج الكهرومغناطيسية؟
عندما نقول "موجة"، قد يتبادر الى الأذهان موجة البحر. هنا انه واضح ما يحدث -- الماء على سطح البحر يتذبذب صعودا وهبوطا. اما في حالة موجة الصوت، فإنها جزيئات الهواء هي التي تهتز. حسناً ما هو الشئ الذي
يهتز عندما تمر موجة كهرومغناطيسية ؟ الجواب هنا ليس سهل. الأموج الكهرومغناطيسية هي إهتزازات المجالين المغناطيسي و الكهربائي. لذلك فإن الأموج الكهرومغناطيسية لا تحتاج الى وسط مادي كالهواء للتنقل. فهي
لا تحتاج الى أي شيء على الأطلاق بل يمكنها التنقل عبر الفراغ و بسرعة الضوء.
ماهو الطيف الكهرومغناطيسي؟
ماذا نعني بطول الموجة و ذبذبتها؟
الأمواج الكهرومغناطيسية قد تظهر أنها مختلفة إلا أن جميعها لها نفس النوع من الإهتزازات و لكن تختلف هذه الإهتزازات عن بعضها البعض في طولها و ذبذبتها.
:طول الموجة
هي المسافة من ذروة موجة ما الى ذروة الموجة التي تليها. بالمعنى الدقيق للكلمة ، "المسافة من أي نقطة على موجة إلى نفس النقطة في الدورة المقبلة من الموجة. الذروة أو القمة هي مكان مفيد فقط لبدأ القياس
منه.
:التردد
التردد هو كلمة تستخدم في الرياضيات على أنها تعني "كم مرة يحدث شيء ما". و هنا تعني "كم هو عدد الموجات في الثانية الواحدة" ويمكن قياسها بما يلي:
هيرتز و يعني موجة في الثانية
كيلوهيرتز حيث 1 كيلو هرتز هو 1،000 موجات في الثانية الواحدة
ميغاهرتز حيث 1 ميغاهيرتز هو 1000000 موجة في الثانية الواحدة. ربما أن محطة الإذاعة المفضلة لديك تبث على الأرجح نحو 100 ميغاهيرتز
غيغاهرتز حيث 1 غيغاهيرتز هو 1،000 مليون موجة في الثانية الواحدة.
الاشعةالكهرومغناطيسية:
وهذا سبب تكون الأشعة الكهرومغناطيسية حيث أن تذبذب الشحنات المكونة للذرة يؤدي إلى انبعاث الطيف الكهرومغناطيسي والذي يقوم بدور الزنبرك هو درجة الحرارة التي تمد الشحنات بالطاقة أو أي نوع من أنواع
الإثارة Excitation مثل التصادمات وغيره.
الموجات الكهرومغناطيسية
صورة اضطراب تنتشر بها الطاقة في الفراغ على شكل مجالين مترددين احداهما مجال كهربائي والاخر مجال مغناطيسي في مستويين يتعامدان على بعضهما كما يتعامدان على اتجاه انتشار الموجة
خصائص الموجات الكهرومغناطيسية
1.تنتشر في الفراغ بسرعة ثابتة تساوي 3x10[sup]8[/sup] ms[sup]-1[/sup]
2.لا تتأثر بالمجالات الكهربائية أو المغناطيسية
3.تنتشر في خطوط مستقيمة وتخضع للخصائص الموجية من حيث الحيود والتداخل
4.موجات مستعرضة قابلة للاستقطاب
ينقسم طيف الموجات الكهرومغناطيسية الى :
الأمواج الراديوية
كيف تتكون؟
يتم توليد موجات الراديو عن طريق أنواع مختلف من طرق الارسال, اعتمادا على طول الموجة. يتم كذلك توليدها بواسطة النجوم و البرق، وهذا هو السبب الذي يجعلك تسمع على الراديو الخاص بك بعض التشويش أثناء وقوع
عاصفة رعدية.
:إستعمالاتها
ترددات موجات الراديو هي الأدنى في الطيف الكهرومغناطيسي، و تستخدم بشكل رئيسي للاتصالات. و تنقسم إلى مايلي:
الموجة الطويلة: و هي التي طولها الموجي حوالي 1 ~ 2 كم . هنا تبث محطة إذاعة "المحيط الأطلسي 252".
الموجة المتوسطة: طولها الموجي حوالي 100 م، و تستخدم من قبل هيئة الاذاعة البريطانية وغيرها من المحطات.
ذات التردد العالي جدا: و هي الموجات التي طولها حوالي 2 م. و هنا تبث محطات الإذاعة FM مثل هيئة الاذاعة البريطانية الأولى, أما الترددات الأعلى فتستخدم من طرف الطائرات المدنية و سيارات الأجرة.
ذات التردد فوق العالي: هي موجات طولها أقل من متر واحد. انها تستخدم للاتصالات اللاسلكية للشرطة و في البث التلفزيوني كما تستخجمها الطائرات العسكرية -- على الرغم من ان الاتصالات العسكرية هي الآن في
الغالب رقمية و مشفرة.
:أخطارها
يعتقد أن جرعات كبيرة من موجات الراديو قد تسبب السرطان، مثل سرطان الدم وغيره. و يدعي البعض أن حقل التردد المنخفض جدا من الأسلاك الكهربائية العلوية بالقرب من منازلهم قد أثر على صحتهم.
الموجات الدقيقة
كيف تتكون؟
الموجات الدقيقة هي أساسا عبارة عن موجات راديو ذات ترددات عالية جدا، و التي يتم توليدها بواسطة أنواع مختلف من أجهزة الارسال. في الهاتف المحمول يتم الإرسال الإستقبال بواسطة شريحة إلكترونية و هوائي
صغير، أما في فرن الميكروويف، فجهاز الإرسال هو عبارة عن المغنطرون (أنبوبة مفرغة من الهواء بها مجال مغناطيسي قوي عندما تمر عبره حزمة من الإلكترونات تهتز لتنتج موجات دقيقة). الطول الموجي لها هو عادة
بضعة سنتيمترات. نجوم أيضا تقوم بتوليد بإرسال الموجات الدقيقة.
:إستعمالاتها
الموجات الدقيقة تؤدي الى إهتزاز جزيئات المياه و الدهون، مما يجعل المواد ساخنة. لذلك يمكننا أن نستخدمها لطهي أنواع كثيرة من المواد الغذائية.
كذلك تستخدم الهواتف النقالة الموجات الدقيقة، و التي يتم توليدها من قبل هوائي صغير، وهو ما يعني أن الهاتف لا يحتاج الى أن يكون كبير جدا. العيب الوحيد هو أن صغرها لا يسمح لها بإعطاء طاقة كبيرة كافية
للبث و الإستقبال على مسفات بعيدة، وهذا يعني أن شركات الهاتف النقال في حاجة إلى أبراج إرسال كثيرة اذا أرادوا جذب الزبائن
كما تستخدم أيضا من قبل كاميرات السرعة المثبت على حواف الطروقات لمراقبة حركة المرور،
كذلك تستخدم في الرادار و الذي يستعمل في الطائرات و السفن و المحطات التي تبث معلومات الطقس.
النوع الاكثر شيوعا من الرادارات يعمل بإرسال دفعات من الموجات الدقيقة، و يقوم بإلتقاط الأصداء العائدة من الموجات التي تصتدم بالشيء المدروس، ثم يستعمل الزمن الذي يمستغرقه الصدى في العودة لحساب
اليعد.
:أخطارها
ومن المعروف أن التعرض الى الموجات الدقيقة لفترات طويلة يتسبب في "إعتام عدسة العين"، مما يمنعك من الرؤية بوضوح. لذلك لا تجعل من عادتك الضغط بوجهك ضد باب فرن الميكروويف لترى ما اذا كان الغذاء الخاص بك
جاهز!
تشير الأبحاث الحديثة إلى أن الموجات الدقيقة الصادرة عن الهواتف المحمولة يمكن أن تؤثر على أجزاء من الدماغ ألا أنه لم يتم التأكد من ذلك بشكل قاطع-- بعد كل شيء ، أنت من يهمك الأمر و جهاز الارسال قريب من
رأسك أنت, النصيحة هي حاول أن تجعل مكالماتك قصيرة.
يرتدي الأشخاض الذين يعملون على ظهر السفن حاملة الطائرات سترات خاصة و التي تعكس الموجات الدقيقة، لتجنب "طبخهم أحياء" من قبل وحدات الرادار القوية الموجودة على الطائرات العسكرية الحديثة.
تحت الحمراء
موجات الأشعة تحت الحمراء ليست سوى موجات تقع أسفل الضوء الأحمر المرئي في الطيف الكهرومغناطيسي. ربما يمكنك أن تفكر فيها كحرارة، لأنها يتم توليدها من قبل الأجسام الساخنة، فهي مصدر للحرارة يمتص بسهولة من
معظم المواد لذالك يمكنك أن تشعر بدفإها على جلدك عندما تتعرض الى الأشعة الشمس.
من مصادر موجات الأشعة تحت الحمراء أيضا لدينا النجوم و المصابيح و النيران وأي شيء آخر حار -- بما فيهم أنت. الكاشف في هذا الضوء المستخدم للأمن يلتقط الأشعة تحت الحمراء الصادرة عن الجسم الذي يمر أمامه
وعندها يشتعل الضوء.
- اكتشفها العالم الإنجليزي هرشل سنة 1800م عن طريق تأثيرها الحراري على مستودع الثرمومتر.
:إستعمالاتها
تستخدم موجات الأشعة تحت الحمراء في الكثير من المهام، على سبيل المثال: أجهزة التحكم عن بعد لتلفزيون و مسجلات الفيديو, كما يستخدم المختصين في العلاج الطبيعي مصابيح الحرارة لتساعد على إلتئام الجروح
الرياضية. كما تستخدم الأشعة تحت الحمراء للاتصالات قصيرة المدى, على سبيل المثال بين الهواتف النقالة، أو في سماعة الرأس لنظام دولبي المستخدمة في بعض دور السينما.
الرؤية الليلية
بالإضافة الى أجهزة التحكم عن بعد فإن واحد من الاستخدامات الحديثة الأكثر شيوعا للأشعة تحت الحمراء هي في مجال الأمن. حيث تستخدم في أجهزة الكشف المستعملة في نظم الإنذار ضد السرقة, و التحكم في الإضاءة
الأمنية. و التي تكشف عن الاشعة تحت الحمراء التي تنبعث من الناس و الحيوانات.
الرؤية اليلية المستخدمة في الأسلحة تستعمل في بعض الأحيان جهاز الكشف الحساس للأشعة تحت الحمراء. حيث يمكن لأجهزة الرؤية ا
