الموجات الكهرومغناطيسية
الإشعاع الكهرومغناطيسي هو شكل من أشكال الطاقة المنبعثة من تحريك الجسيمات المشحونة ، أثناء انتقاله عبر الفضاء ، ويتصرف مثل الموجة ، وله مكون مجال كهربائي متذبذب ومجال مغناطيسي متذبذب ، تتأرجح هذه الموجات بشكل عمودي ومتوافق مع بعضها البعض ، وقد تتسأل كيف تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية في الفضاء ، فالموجات الكهرومغناطيسية هي موجة عرضية ذاتية الانتشار من المجالات الكهربائية والمغناطيسية المتذبذبة ، ويُشار إلى اتجاه المجال الكهربائي باللون الأزرق ، والمجال المغناطيسي باللون الأحمر ، وتنتشر الموجة في اتجاه x الموجب. لذلك تكون الموجات الكهرومغناطيسية هي موجات تنشأ نتيجة للاهتزازات بين مجال كهربائي ومجال مغناطيسي ، و تتشكل الموجات الكهرومغناطيسية عندما يتلامس مجال كهربائي مع مجال مغناطيسي ، ومن ثم فهي تعرف باسم الموجات "الكهرومغناطيسية" ، المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي للموجة الكهرومغناطيسية متعامدين (بزوايا قائمة) مع بعضهما البعض ، كما أنها متعامدة مع اتجاه الموجة الكهرومغناطيسية. طرق إنتاج الموجات الكهرومغناطيسية
ربما تريد معرفة كيف تصنع مجال كهرومغناطيسي ، و كيف يمكن توليد الموجات الكهرومغناطيسية ، فكما ذكرنا أن الموجات الكهرومغناطيسية هي مزيج من موجات المجال الكهربائي والمغناطيسي الناتجة عن الشحنات المتحركة ، و تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من موجات مجال كهربائي ومغناطيسي ، و يبدأ تكوين جميع الموجات الكهرومغناطيسية بجسيم مشحون متذبذب ، مما ينتج عنه مجالات كهربائية ومغناطيسية متذبذبة.
- بحث عن الموجات الكهرومغناطيسية وأهم خصائصها - موسوعة
- الأنوا المختلفة للموجات - الموجات اللاسلكية
- أنواع الموجات الكهرومغناطيسية - موضوع
بحث عن الموجات الكهرومغناطيسية وأهم خصائصها - موسوعة
بهذا المعنى ، توجد الترددات ذات الطاقة الأقل على اليمين ، بينما توجد الترددات ذات التردد العالي في الجانب المقابل. على الرغم من عدم تحديدها بدقة ، نظرًا لأن بعض الترددات يمكن أن تتداخل ، فإنها تعمل كمرجع عام. لمعرفة هذه الموجات الكهرومغناطيسية بمزيد من التفاصيل ، دعونا نرى موقعها وأهم خصائصها: موجات الراديو تقع في نهاية أطول طول موجة وأقل تردد ، وتتراوح ما بين بضعة إلى مليار هيرتز. هي تلك المستخدمة لنقل إشارة بمعلومات من أنواع مختلفة ويتم التقاطها بواسطة الهوائيات. التلفزيون والراديو والهواتف المحمولة والكواكب والنجوم وغيرها من الأجرام السماوية تنبعث منها ويمكن التقاطها. الميكروويف تقع في الترددات الفائقة (UHF) ، الفائقة (SHF) والعالية للغاية (EHF) ، وتتراوح ما بين 1 غيغاهرتز و 300 غيغاهرتز. وهي تتراوح من بضعة سنتيمترات إلى 33 سم. الأنوا المختلفة للموجات - الموجات اللاسلكية. نظراً لموقعهم في الطيف ، ما بين 100000 و 400000 نانومتر ، يتم استخدامها لنقل البيانات على ترددات لا تتداخل مع الموجات اللاسلكية. لهذا السبب ، يتم تطبيقها في تكنولوجيا الرادار والهواتف المحمولة وأفران المطبخ وحلول الكمبيوتر. التذبذب هو نتاج جهاز يعرف باسم المغنطرون ، وهو نوع من تجويف الرنين الذي يحتوي على مغناطيسين للقرص في النهايتين.
[٥]
سرعة الموجة
تعتمد سرعة الموجة على طبيعة الوسط الذي تمرّ فيه، فإذا كان الوسط ثابتاً تكون السرعة ثابتة، فعلى سبيل المثال تَصل سرعة الصوت في الهواء الجاف عند درجة حرارة 20° إلى 344 م/ث لكنّها ستتغيّر بتغير درجة الحرارة، [٦] وتُحسب سرعة الموجة من خلال العلاقة الآتية: [٢]
سرعة الموجة= (المسافة التي تقطعها الموجة/ الزمن المستغرق لذلك). ______________________________________________________________________________
خط الاتزان: هو خط الأفق أو المحور الأفقي الذي ترتفع عنه الموجة أو تنخفض. [٧]
المراجع
↑ Adam Augustyn (7-2-2020), "Amplitude",, Retrieved 2021-4-24. Edited. ^ أ ب "Wave",, Retrieved 2021-4-24. Edited. ↑ Josh Corbat, "Wavelength Definition: Lesson for Kids" ،, Retrieved 2021-4-24. Edited. ↑ "Frequency and Period of a Wave",, Retrieved 2021-4-24. Edited. ↑ Jean Brainard, Ph. D (18-5-2020), "Wave Frequency",, Retrieved 2021-4-24. Edited. ↑ Wolfgang Christian, Kyle forinash (2019), " Speed of a Wave" ،, Retrieved 2021-4-24. Edited. ↑ "Properties of Waves. أنواع الموجات الكهرومغناطيسية - موضوع. ",, Retrieved 28-4-2021. Edited.
الأنوا المختلفة للموجات - الموجات اللاسلكية
[1]
أهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية
الموجات الكهرومغناطيسية لها العديد من الخصائص ، فيما يلي نتعرف على سلوك الموجات ومن أهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية:
الموجات الكهرومغناطيسية عرضية بطبيعتها حيث تنتشر عن طريق تغيير المجالين الكهربائي والمغناطيسي بحيث يكون المجالان متعامدين مع بعضهما البعض. الشحنات المتسارعة هي المسؤولة عن إنتاج الموجات الكهرومغناطيسية. للموجات الكهرومغناطيسية سرعة ثابتة في الفراغ وهي تساوي تقريبًا 3 ×108مس- 1 الذي يشير إليه ج = 1√ميكرومتراϵا. لا يتطلب انتشار الموجات الكهرومغناطيسية أي وسط مادي للسفر. السمة المتأصلة للموجة الكهرومغناطيسية هي ترددها ، وتظل تردداتها دون تغيير ولكن طولها الموجي يتغير عندما تنتقل الموجة من وسط إلى آخر. يُعطى معامل الانكسار للمادة من خلال: ن = √ميكرومترصϵص
الموجة الكهرومغناطيسية تتبع مبدأ التراكب. متجه الضوء (المعروف أيضًا باسم المتجه الكهربائي) هو سبب التأثيرات الضوئية بسبب الموجة الكهرومغناطيسية. في الموجة الكهرومغناطيسية ، يكون المجالان الكهربائي والمغناطيسي المتذبذبان في نفس المرحلة ويكون لأحجامهما نسبة ثابتة ، نسبة اتساع المجالات الكهربائية والمغناطيسية تساوي سرعة الموجة الكهرومغناطيسية، ج = ه0ب0
يتم نقل الطاقة بواسطة المجالات الكهربائية والمغناطيسية للموجات الكهرومغناطيسية متساوية ، أي الطاقة الكهربائية والطاقة المغناطيسية متساوون.
فهذه الظاهرة لا يمكن تفسيرها إلا على أساس من أن الضوء يتكون من جسيمات (فوتونات) إذا اصطدمت بمادة ما في شروط معينة، اقتلعت منها بعض إلكتروناتها، لذلك ينبغي أن يُشرَك مع هذا التمثيل تمثيل مكمم quantised، أي أن تجزأ الطاقة إلى حبيبات هي الفوتونات ، حيث ينقل كل فوتون منها طاقة تساوي e = hf، ويدل f على تردد الموجة الكهرمغنطيسية و h على ثابت بلانك. الطيف الكهرومغنطيسي [ تحرير | عدل المصدر]
الطيف الكهرومغنطيسي
يتكون من نطاقات من الأطوال الموجية المختلفة. وأهم أنواع الموجات الكهرومغنطيسية مرتبة ترتيبًا تصاعديًا حسب الطول الموجي هي أشعة جاما، فالأشعة السينية، فالضوء فوق البنفسجي، فالضوء المرئي فالأشعة تحت الحمراء، فالموجات المتناهية الصغر، ثم موجات الراديو. ويبلغ طول أشعة جاما حوالي10-11 م بينما يبلغ طول بعض موجات الراديو الطويلة أكثر من 10, 000كم. ولكل أنواع الموجات الكهرومغنطيسية خواص الضوء المرئي. فهي تنعكس وتنتشر وتنكسر. ويكون اتجاه المغنطيسية في كل الموجات الكهرومغنطيسية عموديًا على اتجاه حركتها، بينما يكون اتجاه القوة الكهربائية عموديًا على اتجاه القوة المغنطيسية واتجاه حركة الموجات. وتساوي شدة القوة المغنطيسية دائمًا شدة القوة الكهربائية.
أنواع الموجات الكهرومغناطيسية - موضوع
تتولد هذه الموجات نتيجة لتذبذب الشحنات الكهربائية وحركتها للأمام وللخلف. وهي تنتقل خلال الفضاء بسرعة الضوء وهي299, 792كم في الثانية. وأبسط الموجات الكهرومغنطيسية هي الموجات المستوية التي تنتقل عبر الفضاء في خطوط مستقيمة. وتتغير شدة الموجة في الفضاء وعبر الزمن بقمم وقيعان متناوبة. وتُسمى المسافة من قمة إلى قمة بالطول الموجي. الطيف الكهرومغنطيسي يتكون من نطاقات من الأطوال الموجية المختلفة. وأهم أنواع الموجات الكهرومغنطيسية مرتبة ترتيبًا تصاعديًا حسب الطول الموجي هي أشعة جاما، فالأشعة السينية، فالضوء فوق البنفسجي، فالضوء المرئي فالأشعة تحت الحمراء، فالموجات المتناهية الصغر، ثم موجات الراديو. ويبلغ طول أشعة جاما حوالي10-11 م بينما يبلغ طول بعض موجات الراديو الطويلة أكثر من10, 000كم. استخدامات الموجات الكهرومغنطيسية
يستخدم الأطباء أشعة جاما، التي يشعها الراديوم، في علاج السرطان. ويستخدمون كذلك الأشعة السينية لعلاج السرطان، كما يستخدمونها في تحديد مكان الاضطرابات الداخلية وتشخيصها. وتُستخدم الأشعة فوق البنفسجية في المصابيح الشمسية، وفي المصابيح الفلورية، وكمطهر. أما الموجات تحت الحمراء، التي تنبعث من الأجسام الساخنة، فتُستخدم في علاج الأمراض الجلدية، وصقل المينا.
ظهور الموجات الكهرومغناطيسية
بدأت اكتشافات الموجات الكهرومغناطيسية منذ القِدم، إلا أن الاكتشافات الحقيقية هي التي بدأت على يد العالم أنديه أمبير؛ فهو الذي وضع المعادلة الرياضية التي تصف كل من قوة التيار الكهربائي والقوة المغناطيسية. وكذا فقد نجد أن العالم ميشيل فراداي، وكذا فهو الذي استطاع اكتشاف المكثفات الكهربائية، فضلاً عن علاقة الموجات الكهرومغناطيسية بالضوء، وجاء هذا في القرن التاسع عشر. الجدير بالذكر أن هذا الاكتشاف لم يكن الأول ولا الأخير في هذا المجال، فقد جاء العالم هنريخ رودلف هيرتز الذي اكتشف موجات الراديو. كما تبع اكتشافه نظرية الكم التي ساهمت فيفهم الضوء وانتشاره، فهي التي ساعدت في وضع القوانين لموجات الراديو ذات الترددات المنخفضة، كما تلى هذه الاكتشافات اكتشاف أشعة جاما وإكس. هناك العديد من الأنواع الخاصة بالموجات الكهرومغناطيسية والتي من بينها موجات الراديو، الموجات ذات التردد العالي، الموجات المتوسطة والطويلة، الموجات الفوق بنفسجية، وإشاعة أكس، وجاما. كما يُمكن التعرف على المزيد من خلال الضغط على هذا الرابط. خصائص الموجات الكهرومغناطيسية
تتمتع الموجات الكهرومغناطيسية بالكثير من المميزات التي من شأنها أن تُساهم في القيام بالعديد من المهام في حياة الإنسان، إذ أنها تدخل في عمل العديد من الأجهزة التي من بينها الراديو والتلفزيون، فهيا بنا نتعرف على مميزات وخصائص تلك الموجات.