الموجات الكهرومغناطيسية: النظرية ، المبادئ ، الخصائص ، الطيف

الموجات الكهرومغناطيسية هي موجات تنتشر دون الحاجة إلى وسيط وتكون موجات عرضية.

تنتشر الطاقة الكهرومغناطيسية من خلال عدة أحرف مثل الطول الموجي والتردد والسعة والسرعة.

يتم إطلاق أو انبعاث الطاقة الكهرومغناطيسية على مستويات مختلفة. كلما ارتفع مستوى الطاقة ، انخفض الطول الموجي للطاقة المنتجة ، ولكن كلما زاد التردد.

لمعرفة المزيد ، سيصفها يوكسيناو هنا.

نظرية الموجات الكهرومغناطيسية

تم وصف الأساس النظري لانتشار الموجات الكهرومغناطيسية لأول مرة في عام 1873 من قبل جيمس كليرك ماكسويل.

طرح في ورقته النظرية الديناميكية للمجال الكهرومغناطيسي (النظرية الديناميكية للمجال الكهرومغناطيسي) ، بناءً على نتائج عمله البحثي بين عامي 1861 و 1865.

فيما يلي جوهر نظرية ماكسويل للموجات الكهرومغناطيسية:

أ. يمكن أن ينتج عن التغييرات في المجال الكهربائي مجال مغناطيسي

ب. الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية.

النظرية مدعومة أيضًا من قبل:

• أثبت العالم الألماني هاينريش رودولف هيرتز أن الموجات الكهرومغناطيسية هي موجات عرضية. وهذا يتفق مع حقيقة أن الضوء يمكن أن يُظهر أعراض الاستقطاب.
instagram viewer
• ذكر بيتر زيمان ، وهو عالم من هولندا ، أن مجالًا مغناطيسيًا قويًا جدًا يمكن أن يؤثر على شعاع الضوء.
• كشفت التجارب التي أجراها عالم ألماني ستارك أن الحقول الكهربائية القوية جدًا يمكن أن تؤثر على أشعة الضوء.

مبدأ

تظهر الموجات الكهرومغناطيسية كمزيج من قوة التخيل والحدة الذهنية بناءً على الإيمان بترتيب ودقة القواعد الطبيعية.

كشفت النتائج التجريبية التي سبقتها عن ثلاث قواعد للظواهر الكهربائية ، من بين أمور أخرى:

• قانون كولوم: تنتج الشحنة الكهربائية مجالًا كهربائيًا قويًا.
• قانون فاراداي: التغييرات في المجال المغناطيسي (B) يمكن أن تسبب مجالًا كهربائيًا (E).
• قانون Biot-Savart: ينتج عن تدفق الشحنة الكهربائية (التيار) مجالًا مغناطيسيًا حولها.

سمات

1. تنقسم إلى عدة أنواع حسب التردد أو الطول الموجي.
2. لا يتطلب وسيط انتشار.
3. إنه لا يحمل كتلة ، إنه يحمل طاقة.
4. بما في ذلك الموجات المستعرضة ، وتحتوي على نفس الخصائص.
5. يكون المجال الكهربائي (E) دائمًا عموديًا على المجال المغناطيسي (B) وهو مرحلة واحدة.
6. تتناسب الطاقة المنقولة مع تردد الموجة.
7. تمتع بالزخم.

نطاق

فيما يلي ترتيب طيف الموجات الكهرومغناطيسية من أكبر طول موجي أو أصغر تردد ، إلى أصغر طول موجي أو أكبر تردد. مصحوبة بفوائد في الحياة اليومية.

1. موجات الراديو

تستخدم موجات الراديو لنقل الإشارات عبر مسافات بعيدة. على سبيل المثال ، تستخدم محطات التلفزيون والراديو وغيرها موجات الراديو لنقل إشارات الاتصال.

بالإضافة إلى ذلك ، يستخدم الرادار أيضًا موجات الراديو لتصوير الأقمار الصناعية للأرض في عمل خرائط ثلاثية الأبعاد.

2. الميكروويف

تبلغ أطوال الموجات الميكروية بضعة سنتيمترات وترددات قريبة من تردد الرنين الطبيعي لجزيئات الماء في المواد الصلبة والسوائل.

عندما يتم امتصاص الموجات الدقيقة بواسطة جسم ما ، سيكون هناك تأثير تسخين على الجسم.

على سبيل المثال ، تُستخدم أجهزة الميكروويف في أفران الميكروويف (الأفران) وعلى طائرات الرادار.

3. الأشعة تحت الحمراء

لا يمكن رؤية ضوء الأشعة تحت الحمراء ولكن يمكن اكتشافه فوق طيف الضوء الأحمر الذي يستخدم عادة لنقل شكل من أشكال الطاقة ليست كبيرة جدًا.

على سبيل المثال ، جهاز التحكم عن بعد في نقل البيانات في شكل طاقة.

4. ضوء مرئي

لديه طيف كهرومغناطيسي يمكن اكتشافه بالعين البشرية. مثال بسيط هو استخدام الليزر في الألياف الضوئية في مجالات الطب والاتصالات.

5. ضوء فوق بنفسجي

المصدر الرئيسي للأشعة فوق البنفسجية هو الشمس.

6. الأشعة السينية

يستخدم عادة في المجال الطبي لرؤية الأعضاء الداخلية مثل العظام. يمكن استخدامه أيضًا لتحليل البنية البلورية.

7. أشعة غاما

تحتوي أشعة جاما على أعلى تردد وأكبر قوة اختراق.

أحد استخدامات أشعة جاما هو تعقيم المعدات الطبية.

ضرر الانتفاع

فيما يلي مخاطر استخدامه:

• يمكن أن يكون لأفران الميكروويف تأثير مرهق على المواد الكيميائية العصبية في الدماغ.
• يمكن لإشعاع الهاتف الخلوي أن يعطل موجات الدماغ ، مما يسبب الصداع والتعب وفقدان الذاكرة. يمكن أن يؤدي استخدام الهواتف المحمولة إلى الإصابة بسرطان الدماغ.
• التأثير السلبي لشبكة Wi-Fi المرتبط بالإشعاع الكهرومغناطيسي ، مثل الشكاوى من ألم في الرأس ، الأذنين والحنجرة وأجزاء أخرى من الجسم عند الاقتراب من المعدات أو الأبراج الإلكترونية الارسال.
• و اخرين.

صيغة الموجة الكهرومغناطيسية

أمثلة على الموجات الكهرومغناطيسية

تبلغ سرعة الموجات الكهرومغناطيسية في الوسط 2.8 × 10⁸ آنسة. إذا كانت سماحية الوسط 12.76 × 10^–7 wb / Am ، حدد نفاذية الوسط.

إجابه:

معروف:
ج = 2.8 × 10⁸ آنسة،
= 12.76 × 10^–7 wb / صباحا.

باستخدام معادلة ماكسويل ، يتم الحصول عليها:

هذا نقاش حول الموجات الكهرومغناطيسية ، ويرافقه نظريات ومبادئ وخصائص وأطياف وغيرها. حسنًا ، لأولئك منكم الذين لا يعرفون شيئًا عنهم قانون نيوتن، اقرا الان!