تعريف الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه

تعريف الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه، من المصطلحات الفيزيائية الشاملة، التي تضم جميع الترددات المتاحة في الأشعة الكهرومغناطيسية، عبارة عن شعاع يخرج من جسم مظلم عند درجات حرارة يتم تحديدها حسب الجسم.

الكهرومغناطيسية

  • تعني الكهرومغناطيسية في علم الفيزياء التفاعل الناتج من اتحاد الحديد والمغناطيس، حيث يمر حسم نشيط كهربائياً في مجال مغناطيسي يخرج من اتحادهما شعاع يسمى بالطيف.
  • يختلف الطيف الكهرومغناطيسي من جسم لأخر، فلكل جسم شعاع يميزه عن غيره، البصة لا تتشابه أبداً، الطيف الكهرومغناطيسي ينتج نتيجة عوامل غير مباشرة أو واضحة.
  • الكهرومغناطيسية عبارة عن تبادل حيث تولد الكهرباء مجال مغناطيسي والعكس يحدث في شكل منتظم، تم اكتشاف الطيف الكهرومغناطيسي من خلال الأبحاث العلمية التي قام بها العلماء جيمس ماكسويل.

ننصحكم بزيارة مقال: مفهوم وطبيعة الضوء في الفيزياء

تعريف الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه

  • تتكون ألوان الطيف عند مرور شعاع الشمس اللامع خلال جسم المنشور، تختلف الأمواج المغناطيسية نتيجة اختلاف الطول الموجي، والضوء الصغير الذي يمكن رؤيته من خلال الأطوال الموجية.
  • معظم النور الذي يحيط بالإنسان لا يمكن رؤيته، لذلك الطيف الكهرومغناطيسي يستخدم لمعرفة الضوء الكامل بداية من أشعة الراديوية وينتهي بأشعة غاما.
  • يشمل الشعاع الكهرومغناطيسي جميع الترددات الموجية التي تنتج عن الأجسام، ولكل جسم طيف وشعاع كهرومغناطيسي يختلف عن الجسم الأخر، فيمكن رؤية الطيف الكهرومغناطيسي للجسم أو لا يمكن رؤيته.
  • الطيف الكهرومغناطيسي يتكون من جميع الترددات والأطوال الموجية للعديد من الأجسام المختلفة الصادرة منها التردد والطول الموجي.
  • يوجد الكثير من الطيف المغناطيسي بأنواع مختلفة في ترددها وطولها الموجي والشعاع الكهرومغناطيسي، التردد عبارة عن تموجات تسير في مكان معين خلال ثانية واحدة، ووحدة قياسها الهيرتز.
  • الطول الموجي عبارة عن المسافة الموجودة بين قمة وقمة متتالية، أو قاع وقاع متتالي، ووحدة قياس الطول الموجي المتر وما يتجزأ منه من وحان قياس خاصة بالمسافة.
  • والعلاقة بين التردد والطول الموجي علاقة سلبية فعند زيادة التردد يقل الطول الموجي نتيجة هذه الزيادة.

أنواع الطيف الكهرومغناطيسي

يتم تقسيم الطيف الكهرومغناطيسي إلى أنواع كثيرة، تختلف حسب التردد الخاص بها:

1- الضوء المتواجد في نصف الطيف الكهرومغناطيسي

  • يتكون من ألوان يمكن رؤيتها ويصل عددها إلى سبعة تسمى ألوان الطيف.
  • الطول الموجي الخاص بها يقع بين 400 نانومتر إلى 700 نانو متر، ويختلف التردد والطول الموجي حسب كل لون من ألوان الطيف.
  • يعد اللون الأحمر الأعلى من حيث الطول الموجي والأقل من حيث التردد، بينما اللون البنفسجي يعكس اللون الأحمر في صفاته الكهرومغناطيسية.
  • حيث يعد الأعلى من حيث التردد والأقل من حيث الطول الموجي، فمن المعروف أن العلاقة بين التردد والطول الموجي علاقة عكسية متناقضة.

2- موجات التلفزيون والراديو

  • تساعد هذه الموجات التي تمر على مشاهدة الصورة والصوت التليفزيوني وسماع الراديو الصوتي، والطول الموجي الخاص بهذه الموجات يقع بين 0.3 متر إلى 3 آلاف متر.

3- موجات الميكروويف

  • توجد في الموجات في أجهزة الميكروويف المستخدمة لتسخين الطعام، وتوجد في شبكات الهاتف المحمول.
  • وشبكات الواي فاي التي توفر الإنترنت، والطول الموجي الخاص لها بها يقع بين 0.001 متر إلى 0.3 متر.

4- الموجات تحت الحمراء

  • تعد هذه الموجات من الأشعة الحمراء ذات التردد الأقل من التردد الخاص باللون الأحمر، ويقع الطول الموجي لها بين 0.001 متر حتى 700 نانو متر.
  • توجد هذه الموجات في المناظير الطبية وريموت التلفاز وآلات التدفئة، ويمكن الشعور بهذا الموجات في شكل حرارة عالية.

4- الموجات فوق البنفسجية

  • توجد هذه الموجات في أشعة الشمس الحارة وتتميز بترددها العالي، حيث يكون ترددها أعلى من تردد اللون البنفسجي.
  • يقع الطول الموجي الذي يميزها بين 400 نانومتر حتى 10 نانومتر، وتعد من الأشعة الكهرومغناطيسية الضارة التي تسبب حروق والتهابات جلدية عند التعرض لها.

5- الأشعة السينية

  • نوع من أنواع الأشعة الطبية التي تقوم بتصوير وتوضيح عظام الجسم، وتنمية بقدرتها على المرور خلال جلد الجسم واللحم فقط.
  • لذلك تستخدم في الأعمال الطبية ومشاهدة العظام الموجودة داخل الجسم.

6- أشعة غاما

  • نوع من الأشعة يتنح نتيجة التفاعلات النووية، وتعد من الأشعة ذات التردد العالي والطول الموجي المنخفض.
  • تستخدم في تطهير الطعام والحفاظ عليه من البكتيريا التي تتكون، تستخدم في المجالات الطبية حيث تعمل على علاج الأورام المسرطنة الخطيرة، وبذلك تم توضيح تعريف الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه.

ومن هنا يمكنكم التعرف على: كم تبلغ سرعة الضوء في الثانية الواحدة؟

نطاقات الطيف الكهرومغناطيسي

  • تستخدم الموجات الكهرومغناطيسية في عمليات الإرسال عبر اللاسلكي، مثل الإرسال الصوتي الراديو والتلفاز، توجيه السفن والطائرات الطريق الصحيح، تستخدم في الموجات الخاصة بالمركبات الفضائية.
  • الطول الموجي لهذه الموجات اللاسلكية مختلفة، أطولها من حيث الطول الموجي الإرسال الإذاعي، تتميز بكونها موجات طويلة أو متوسطة أو قصيرة حسب استخدامها والنطاق التي تمر فيه.
  • والأقل من حيث الطول الموجي موجات الرادار والسفن الفضائية حيث تسمى هذه الأنواع بالموجات الدقيقة.
  • إمكانية مرور الموجات اللاسلكية خلال الهواء تختلف حسب ترددها، حيث يزداد مرورها كلما زاد التردد الخاص بها.
  • لذلك الموجات القصيرة والعالية من حيث التردد تستخدم في موجات سماوية عالية بغرض قدرتها على الوصول إلى نطاق واسع.
  • زيادة تردد الموجات يمكنها من المرور خلال الفضاء الخارجي بسهولة، مثل موجات التلفاز والرادار.
  • تستخدم الموجات القصيرة في التواصل مع الأقمار الصناعية العالية والسفن الفضائية، لأنها تستطيع النفاذ خلال الطبقات البعيدة والوصول إلى الفضاء الخارجي.
  • يمكن الشعور بالأشعة تحت الحمراء من خلال الحرارة فهي نوع من الأشعة التي لا يمكن رؤيتها.
  • تظهر في الموجات الكهرومغناطيسية في نهايتها من حيث الطيف المرئي، يقع الطول الموجي لها بين 0.7 مايكرومتر إلى 1 مايكرومتر.
  • تستخدم الأشعة تحت الحمراء في فحص ودراسة الأجسام والمكونات الموجودة بها، ويمكن استخدامها لمعرفة الصخور وأنواعها.
  • وتحليل المعادن التي تتواجد تحت الأرض التي تظهر مكوناتها خلال التصوير، الأشعة الحمراء تعتمد في قدرتها على الإشعاع على طبيعة الجسم ودرجة حرارته.

أسباب تكون الطيف الكهرومغناطيسي

  • يحدث ذبذبات كهربائية نتيجة اهتزاز جسيمات الكهرباء النشطة مثل البروتونات الموجبة أو الإلكترونات السالبة.
  • عند ربط شحنة سالبة خلال زنبرك يمكنها الاهتزاز والتحرك نتيجة القوة المؤثرة عليها من الزنبرك، فيمكن زيادة قوة ضغط الزنبرك.
  • مما يجعلها تتحرك وتؤدي إلى ظهور أشعة كهرومغناطيسية تنتشر في الهواء بسرعة مساوية لسرعة الضوء وتحدث تأثير ملحوظ في الشحنات الموجبة.
  • اهتزاز شحنات الذرة يؤدي إلى تكوين الطيف الكهرومغناطيسي، ودرجة الحرارة تعمل على أداء الزنبرك.
  • حيث تعطي الشحنات الطاقة اللازمة لإثارتها أو صدامات تثيرها، يعتمد طول الطيف الكهرومغناطيسي على الدرجة التي تصل إليها الشحنات المثارة.

العلاقة التي تربط الطول الموجي بالتردد

  • يتم الربط بين الطول الموجي والتردد الخاص بها من خلال قانون استنتاجي يوضح التناقض بينهم.
  • سرعة انتشار الموجات تساوي طول الموجات في ترددها، ويمكن اختصارها عند كتابة القانون في شكل رموز.
  • حرف السين في القانون يشير إلى السرعة الضوئية، وحرف الألف يشير إلى طول الموجي، وحرف التاء إلى التردد، سرعة الضوء ثابتة تساوي سرعة الموجة في الهواء تساوي 810*3 متر/ ثانية.

إليكم من هنا: لماذا السماء زرقاء فيزيائيًا؟

وفي النهاية قد أوضحنا تعريف الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه، وكيف تكون الطيف الكهرومغناطيسي نتيجة التفاعل الكهربي والمغناطيسي، وأنواعه من الأشعة المستخدمة في كثير من المجالات الطبية والتفاعلات النووية.

مقالات ذات صلة
إضافة تعليق