المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء هي حجر الزاوية في الموجات الكهرومغناطيسية التي تعتمد عليها في روتينك اليومي. تفاصيل حول المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء.
المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء
حيث يمكننا تحديد المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء بشكل متعامد مع بعضها البعض لإنتاج موجات كهرومغناطيسية ، وهي أحد أشكال الطاقة التي يتعرف عليها الجسم ويمتصها ويصدرها ، وتسمى تلك الموجات بالموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن عمودي المجالين الكهربائي والمغناطيسي في الفضاء تنتشر في الفضاء بسرعة ولا تحتاج إلى وسيط مادي لتتمكن من الانتشار.
يحمل الإشعاع المغناطيسي للموجة الكهرومغناطيسية طاقة مستمرة تسمى الطاقة المشعة وتسمى وحدة تكوينها الفوتون ، وهو الوحدة الأساسية لجميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي. في العالم الطبيعي ، يمكن للحقل الكهربائي المتغير أن يولد مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا.
يمكن أن يكون المجالان أيضًا عملية عكسية ، مما يجعلهما في علاقة عكسية ثابتة ، حيث عندما يصل المجال الكهربائي إلى أقصى حد له ، يمكن أن يصل المجال الكهربائي إلى أدنى كثافة والعكس صحيح.
موجات كهرومغناطيسية
يمكن إرجاع اكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن عمودي المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء إلى العالم الشهير ماكسويل في عام 1864 ، حيث كان معروفًا أن المجال المغناطيسي يمكن أن يولد مجالًا كهربائيًا والعكس صحيح. ، حيث يمكن أن يكون المجالان الكهربائي والمغناطيسي متعامدين مع اتجاه الموجة الناتج عن عموديهما.
توليد الموجات الكهرومغناطيسية
يمكن توليد الموجات الكهرومغناطيسية من خلال حركة الإلكترون داخل مجال كهربائي ، ويتم استخدام تيار معين يساعد على تسريع حركة ذلك الإلكترون وزيادة نشاطه.
خصائص الموجات الكهرومغناطيسية
للموجات الكهرومغناطيسية خصائص منها ما يلي:
- إن تسارع الشحنات داخل مساحة معينة هو المسؤول عن إنتاج الموجات الكهرومغناطيسية.
- تتبع الموجات الكهرومغناطيسية مبدأ التراكب الكمومي.
- سرعة الموجات الكهرومغناطيسية ثابتة ولا تتغير وتساوي سرعة الضوء.
- كل من الطاقة الكهربائية والطاقة المغناطيسية متساويان في كمية الطاقة التي يحملونها.
- ينتقل الإشعاع من الموجات الكهرومغناطيسية في وسط مادي أو في فراغ على عكس الموجات الصوتية التي تحتاج إلى وسائط فيزيائية لتنتشر.
- السبب وراء عمودية الموجات الكهربائية على الموجات الكهرومغناطيسية هو أن الموجات الكهربائية هي موجات عرضية بينما الموجات الكهربائية هي موجات طولية.
أشكال الطيف الكهرومغناطيسي
هناك بعض الأشكال التي يمكن أن يتواجد فيها الطيف المغناطيسي ، ومنها ما يلي:
- موجات الأشعة تحت الحمراء: الأشعة عبارة عن موجات يمكن الشعور بها عند توجيهها إلى الجلد ، وهي تشبه الإحساس بالحرقان ولها طول موجي كبير.
- أشعة غاما: تعتبر أشعة جاما واحدة من أطول الموجات من حيث الطاقة لأن طولها الموجي صغير جدًا ويمكن أن تسبب العديد من الأضرار الجسيمة.
- الأشعة فوق البنفسجية: الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية ولها طول موجي صغير ، ولكن هناك بعض الحيوانات يمكنها رؤيتها.
- الأشعة السينية: حيث من المعروف أنها تستخدم في المجالات الطبية.
- أفران الميكروويف: تستخدم هذه الموجات في الطهي لأن لها طاقة كبيرة جدًا تولد حرارة هائلة ويمكن استخدامها لمعدات الرادار ولها طول موجي كبير جدًا.
- أشعة غاما: تستخدم أشعة جاما ، التي تتكون من جميع أنواع مكونات الفضاء الخارجي ، في المجالات الطبية حيث يمكنها الكشف بوضوح عن الأعضاء الداخلية.
- الأشعة المرئية: تسقط أشعة الضوء على العين وتجعلها ترى وتميز الأشياء في الكون.
خصائص الطيف المغناطيسي
يمكن تعريف الطيف بأنه الفضاء الذي يمكن أن توجد فيه الموجات الكهرومغناطيسية ، حيث يشمل الطيف المغناطيسي عددًا كبيرًا من الأطوال الموجية وبالتالي يحتوي على جميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي ، بينما يتمتع الطيف المغناطيسي بعدة خصائص وهي:
- يمكن رؤية الطيف المغناطيسي بالعين ، وهو النوع المرئي فيها.
- يتكون هذا الطيف الكهرومغناطيسي من جميع أنواع الأشعة الموجودة في الكون.
- يحتوي الطيف المغناطيسي على موجات عالية التردد تلحق الضرر لمن يتعرض لها ، بينما يتضمن عددًا من الموجات منخفضة التردد التي يمكن للإنسان التعامل معها.
تطبيقات الحياة للموجات الكهرومغناطيسية
هناك العديد من الأشياء التي نستخدمها في روتيننا اليومي والتي تعتمد على الموجات الكهرومغناطيسية ، ومنها ما يلي:
- تطبيقات صناعية: تعتمد الصناعات على الرافعات والمولدات ، وكلها تعتمد على الموجات الكهرومغناطيسية للعمل.
- أجهزة الاتصالات: حيث تنتقل المعلومات بطرق مشفرة من خلال موجات كهرومغناطيسية على شكل طاقة تتميز بانتقالها عبر مسافات طويلة لما لها من ترددات عالية ويمكن تسميتها بموجات الراديو.
- معدات طبيه: حيث يستخدم استخدام الموجات الكهرومغناطيسية لعمل إشعاع يمكن للطبيب من خلاله أن يطلب رؤية عضو معين من جسم الإنسان بشكل أكثر دقة.
- الأجهزة المنزلية: تعتمد مكبرات الصوت في الأجهزة الكهربائية وبعض أنواع المصابيح وأجهزة الميكروويف اعتمادًا كليًا على الموجات الكهرومغناطيسية.
نستنتج من هذا أن الطيف الكهرومغناطيسي يحتوي على جميع أنواع الأشعة الكهرومغناطيسية التي يمكننا استخدامها في حياتنا اليومية من خلال بعض التطبيقات التي تجعل الحياة أسهل بالنسبة لنا.