ما هي الإشعاعات الكهرومغناطيسية الثلاث؟

2 إجابتان

تعتبر الأشعة الكهرومغناطيسية أو ما يطلق عليها (EM) شكلًا من أشكال الطاقة التي تحيطُ بنا، والتي تأتي على عدةِ أشكال مثل موجات الراديو، والمايكرويف، والأشعة تحت الحمراء، وأشعة غاما. بالإضافة إلى ذلك يعتبر ضوء الشمس أحد أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية، ولكن الضوء المرئي لا يعد إلا جزءًا ضئيلًا من الطيف الكهرومغناطيسي الذي يحتوي على مجموعةٍ واسعةٍ من الأطوال الموجية.

بدايةً كان يعتقد العلماء أنّ قوتي الكهرباء والمغناطيس منفصلتين، ولكن جاء العالم الفيزيائي الاسكتلندي “جيمس كلارك ماكسويل” عام 1873م ليطور هذا المفهوم بالنظرية الكهرومغناطيسية. حيث تناولت هذه النظرية دراسة الكهرومغناطيسية من جميع جوانبها، وطريقة تفاعل الجسيمات المشحونة كهربائيًا مع بعضها البعض ومع المجالات المغناطيسية. حيث أنّ هنالك أربعة أنواع للتفاعلات الرئيسية:

  1. تتناسب قوة تجاذب أو تنافر الشحنات الكهربية عكسًا مع مربع المسافة بينهما.
  2. تأتي الأقطاب المغناطيسية على شكل أزواج تجذب وتصّد بعضها البعض، مثلما تفعل الشحنات الكهربائية.
  3. يصنع التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا يأخذ اتجاهه نفس اتجاه التيار عند مروره في سلك.
  4. ينتج المجال الكهربائي المتحرك مجالًا مغناطيسيًا، والعكس صحيح.

تمتدُ هذه الأشعة الكهرومغناطيسية لمدى هائلٍ من الأطوال الموجية والترددات، حيث أطلق العلماء على هذا المدى “الطيف الكهرومغناطيسي”، كما تم تقسيمه إلى سبع مناطق وذلك استنادًا على ترتيب تناقص الطول الموجي، وزيادة الطاقة والتردد.  حيث قُسمت بالترتيب إلى الموجات الراديوية، والموجات الدقيقة، والأشعة تحت الحمراء، والضوء المرئيّ، والأشعة فوق البنفسجية، والأشعة السينية، وأخيرًا أشعة غاما.

سأنوه هنا إلى نقطةٍ مهمة وهي أنّه عادةً ما يتم التعبير عن الإشعاعات المنخفضة مثل موجات الراديوية بالتردد، كما يتم التعبير عن الموجات الميكروية والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي بالطول الموجي، وأخيرًا يتم التعبير عن الإشعاعات ذات الطاقة العالية كالأشعة السينية وأشعة غاما على أنّها طاقة لكل فوتون.

كما سأصب تركيزي أكثر على الإشعاعات الكهرومغناطيسية الثلاث، وهي:

  • الأشعة تحت الحمراء: تقعُ الأشعة تحت الحمراء في نطاق الطيف الكهرومغناطيسي بين الموجات الميكروية والضوء المرئيّ، حيث أن لديها أطولٌ موجية تتراوح بين 100 مايكرومتر و740 نانومتر؛ أيّ (0.004 إلى 0.00003 بوصة)، وتردداتٌ تقع بين 30 و400 تيرا هيرتز. لا يمكن للعين البشرية أنّ ترى الأشعة تحت الحمراء، ولكن هنالك احتمالية أنّ تشعر بها إذا كانت كثافتها عالية.
  • الأشعة فوق البنفسجية: تقعُ الأشعة فوق البنفسجية في نطاق الطيف الكهرومغناطيسي بين الأشعة السينية والضوء المرئي، حيث أن لها طول موجي يتراوح بين 380 نانومتر و10نانومتر؛ أيّ من (0.000015 بوصة إلى 0.0000004 بوصة)، كما أنّ لها تردداتٌ بين 8×14^10 إلى 3×16^10 هيرتز. إضافةً إلى ذلك يجب عليك معرفة أنّ الأشعة فوق البنفسجية هي إحدى مكونات ضوء الشمس، كما أنّها غير مرئية للعين البشرية، وعلى الرغم من تطبيقاته الصناعية والصّحية في حياتنا؛ إلا أنّه يمكن أن يدمر أنسجتك الحيّة.
  • الأشعة السينية: لقد تم تصنيف الأشعة السينية إلى نوعين. أطلق على النوع الأول اسم “الأشعة السينية الخفيفة” التي تقع في نطاق الطيف الكهرومغناطيسي بين الأشعة فوق البنفسجية وأشعة غاما، كما أنّ لديها أطوالٌ موجية تتراوح من 10 نانومتر و100 بيكو متر، وتردداتٌ بين 3×16^10 و 18^10 هيرتز. أمّا النوع الثاني يدعى “الأشعة السينية الحادّة” الذي يقع في نفس نطاق الطيف الكهرومغناطيسي كأشعة غاما، حيث يكمن الفرق بينهما أنّ الأشعة السينية تنتج من خلال تسريع الإلكترونات، في حين تنتج أشعة غاما بواسطة النوى الذرية.

أكمل القراءة

تعريف الموجة: إن الموجة عبارة عن اضطراب في المادة أو الوسط بحيث يؤدي هذا الاضطراب إلى تغيير حالة المادة الفيزيائية وأحيانًا حالتها الكيميائية من شكل إلى آخر. وهناك عدة أنواع من الموجات منها الموجات الإشعاعية التي ينتج عنها إشاعات لها ترددات عدة وتختلف تبعًا لمصدر الموجة أو طبيعتها الفيزيائية كالأمواج الكهرطيسية التي تتولد نتيجة لتحريض مغناطيسي أو نتيجة لتفاعلات كيميائية. وهناك عدة أنواع لهذه الأمواج منها:

  • أمواج وإشعاعات ناتجة عن تفاعلات الاندماج النووي: تحدث هذه التفاعلات نتيجة اندماج ذرات الهيدروجين الموجودة في الشمس وتحولها إلى ذرات هيليوم، وينتج عن ذلك فقدان مقدار عالٍ من الطاقة الذي يتحول إلى إشاعات وهي:
    • أشعة الضوء المرئي: وهي أشعة طويلة نوعًا ما يمكن للإنسان أن يدركها بعينيه، وتتكون من سبعة ألوان بالترتيب: الأحمر فالبرتقالي فالأصفر فالأخضر فالأزرق فالنيلي، ثم اللون البنفسجي.
    • الأشعة تحت الحمراء: هي أشعة ذات طاقة عالية تنتج عن تفاعلات الاندماج الحاصلة في الشمس، تتسم هذه الأشعة بأنها ذات طاقة حرارية آلية يمكن أن تسبب حروقًا لجسم الإنسان، ولا يمكن للإنسان رؤيتها. وتُستخدم في بعض المصانع وفي تجفيف الدهان على السيارات في مغاسل السيارات الحديثة، وهي أقصر من أشعة الضوء المرئي.
    • الأشعة فوق البنفسجية: هي الأشعة التي تتسبب في توسع ثقب الأوزون، وهذه الأشعة لها ضرر بالغ على الكائنات الحية إذا أنها سبب من أسباب سرطانات الجلد في جسم الإنسان. وتتميز هذه الأشعة بأنها أشعة ذات ترددات طويلة بعض الشيء، وهي أطول من أشعة الضوء المرئي.
  • موجات وإشعاعات ناتجة عن تفاعلات انشطار النووي أو تسخين أنبوب أشعة مهبطية أو تسخين وشائع: تتسم هذه الأمواج والإشعاعات بأنها قصيرة ولها قدرة جيدة على اختراق الأجسام ولها بعض الأنواع منها:
    • أشعة غاما: تعد أشعة غاما أقصر أنواع الموجات والإشعاعات الكهرطيسية، تنتج أما من تفاعلات انشطار المواد المشعة كاليورانيوم والثوريوم، أو عند تسخين أنبوب أشعة مهبطية بطاقات عالية للغاية. هذه الأشعة قادرة على اختراق الأجسام بشكل كبير وتسبب أضرارًا بالغة للكائنات الحية؛ لذلك من الضروري استعمال مصدات وبدلات رصاصية واقية عند التعامل معها.
    • الأشعة السينية: تنتج هذه الإشعاعات عن اصطدام الإلكترونات في أنبوب الأشعة المهبطية بالقطب الموجب وفقدانها مقدارًا من الطاقة، كما أنها تتميز بقدرتها الجيدة على اختراق الأجسام ولها أضرار في الخلايا عند التعرض الطويل والمستمر، بالإضافة إلى أنها تستخدم في التصوير والعلاج الطبي وذلك لقدرتها على منع الخلايا السرطانية من الانقسام والنمو.
    • أشعة أفران المايكرويف: موجات إشعاعات تتسم بطاقة حرارية عالية، وتستخدم في الطبخ والخبز، ومن الجدير بالذكر أنها تسبب في بعض الأحيان السرطانات وذلك نتيجة استخدامها بطريقة سيئة، الشيء المميز في هذه الأشعة عن البقية أنها تأتي بعد أشعة أمواج الراديو من حيث الطول من بين كل الأشعة الكهرطيسية.
  • موجات وإشعاعات تحصل نتيجةً لتغيرات فيزيائية في المواد كالهواء: ومنها أشعة الراديو التي تعد أطول أنواع الموجات الكهرطيسية، وتتولد نتيجة ذبذبات كهرطيسية تؤثر في ذرات الغلاف الجوي، وهذا يؤدي إلى تصادمات بين هذه الذرات، يسهم في انتقال البيانات من مكان لآخر. تستخدم أمواج الراديو في الإذاعة والتلفزيون وبالإضافة إلى الملاحة البحرية والجوية وشبكة الانترنت والهواتف المحمولة.

الإشعاعات الكهرومغناطيسية

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هي الإشعاعات الكهرومغناطيسية الثلاث؟"؟