"الطيــف الكهــرومغناطيـــسي"..
بســــــــم الله الرحمــــن الرحيــــــــم
الطيــف الكهــرومغناطيسي:
الطيف الكهرومغنــاطيسي أو الأشــعة الكهرومغنــاطيسية أو الأمــواج الكــهرومغناطيسية كــلها تحــمل نفــس المــعني الفيزيائــي
وحيــن التــحدث عن جزء خــاص من هــذا الطيف الكــهرومغناطيــسي مــثل الضــوء المرئــي المــايكروويف وأشــعة اكس وأشــعة جاما ومــوجات التلفزيـــون والراديو كلــها عبــارة أشعـــة تعــرف باســـم الأشعة الكــهرومغناطيسية Electromagnetic Radiation وكلها لـــها نفس الخصائــص ولكنها تختلف فــي الطــول الموجــي Wavelength أو التــردد Frequency
وكمــا نعلم فــإن الأمواج المتـــكونة في وسط مثل الماء فإن جزيئات الوسط (الماء) هي التي تتذبذب فتنتج إضرابات تنتشر في وسط الماء.
وكذلك الحــال في الأمــواج الصـــوتية حيث أن الصــوت ينتقل مــن خلال إضــراب في جزيئــات الهــواء على شــكل تضاغط وتــخلخل ينتشــر في الفــراغ.
ولكــن الحــال مختلف فـــي الأمـــواج الكهـــرومغناطيســـية حيـــث أن الذي يتـــموج (يتذبذب) في هذه الحـــالة هو المجال الكـــهربي الذي ينشئ مـــن تذبذب الجسيمـــات المشـــحونة مثل الإلكتـــرون ذو الشـــحنة السالبة أو الــــبروتون ذو الشحنـــة المـــوجبة.
الأشــعة الكهـــرومغناطيسية:
وهذا سبب تكون الأشـــعة الكهرومـــغناطيسية حيث أن تذبــــذب الشحنــــات المــــكونة للذرة يؤدي إلــــى انبعاث الطيف الكهرومـــغناطيسي والـــذي يقوم بـــدور الزنـــبرك هــــو درجة الحـــرارة التي تمد الــــشحنات بالطـــاقة أو أي نــــوع من أنــواع الإثــارة Excitation مثل التـــصادمات وغيــره.
ويعتمـــد الطول المـــوجي للأشــعة الكهـــرومغناطيسية علــى درجة إثــارة الشــحنة ومــن هنا نجد أن الطيف الكهرومغناطيــسي له مــدى واســع وللتمــيز بين الأطــوال الموجـــية أعطيـــت أسمـــاء مخـــتلفة مثل أشعة المايكـــروويف والأشــعة المرئية وأشعــة اكــس وأشعة جامــا وهكذا كمــا نلاحظ فــي الشــكل المرفق.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
خصائص الاشــعة الكــهرومغناطيسية:
الأشــعة الكهرومغناطــيسية تنتشــر في الفراغ بســرعة ثابتة هي سرعــة الضوء ،تنـــتقل هذه الأشعة فــي الفراغ وتنقل الطــاقة من المصدر source إلى المســتقبل receiver.
تم اكتشــاف هذه الأشعة علــى مراحل حيث كاــن العالم هيرتز Hertz 1887 أول من عمــل في هذا المجــال وكان في ذلك الوقت فقط أشعة الراديــو والأشعــة المرئية ومن ثم تم اكتشاف بــاقي الطيف الكهرومغناطيسي من خلال الملاحظــات والظواهــر الفيزيــائية.
الأشعة الكهرومغناطيسية لها طول موجي L وتردد v يحدد خصــائصها وترتبــط سرعة الأشــعة الكــهرومغناطيسية مع التـــردد والطول المـــوجي من خلال المــعادلة
c = v L
كما هو واضح في الشكل المقابل مخططــاً لكـــامل الطيف الكــــهرومغناطيســـي حيث يبــدأ من أمـــواج الراديــــو ذات الطول الموجـــي الطـــويل والتــــردد المنخــــفض ثم منطـــقة أشعـــة المايــــكروويف ومنــــطقة الأشـــعة تحــت الحمراء ثم منطقة الأشـــعة الـمرئية ثم مــنطقة الأشعة فوق البنفسجية ثم منطقة أشعة اكس ثم منطقة أشعة جاما.
وهذا التسلسل هو تبعاً لزيادة تردد هذه الموجات. ولكل مـــنطقة من مناطق الطيف الكهرومغناطيسي خصائص تميزها عن بعضها البعض وبناء علـــيه نتجت تطبــيقات مختلفة لهذه الأشعــة وللعلم فــإن منطقـــة الطـــيف المرئــي هي الــتي منحــنا الله سبحانه وتعالــى القدرة على رؤيتها وهي المنطقة التي تستجيـــب لها شبكية اــلعين لتتمكن من رؤية الأشياء مـــن حولنا.
الأشعــة الكـــهرومغناطيســية لــها طاقة تعطى بالــمعادلة
E = h v
حيث أن الثابت h هو ثابــت بلانـك
h = 6.6x10-34 J.s
وتستخدم وحدة الإلكتـــرون فولت لـــلتعبير عن طـــاقة الأشـــعة الكـــهرومغناطيسية
1e.v. = 1.6 x 10-19 J
نستنـــتج من ذلك أنه كلمــا زاد التـــردد ازدادت الطاقة وعليه فإن طاقة أشعة جاما اكبر ما يمكن في الطيف الكهرومغناطيــسي
وكما نعلم أن جـــسم الإنســـان يتحـــمل طاقـــة أقصــاها طــاقة الطيف الـــمرئي وتعتبـــر طاقة الـــطيف فوق الأزرق ضــارة وتسبب حــرق لــخلايا الــجسم وكذلك طـــاقة أشعة اكــس تستطيع اختـــراق جلد البـــشري والتــعرض لها يسبب خطورة كبيـــرة.
__________________
اولا:
أشعة الراديــو:
كان لتجــارب العلماء مثل هــيرتز Hertz وماكسويــل Maxwell وفــرادي Faraday واختــراع التــلجراف بواســطة العالم مــاركوني Marconi الفضــل في اكــتشاف أمــواج الراديـو (أشــعة الـراديو) وفــهمها واســتخدامها فـي الـعديد مـن الــتطبيقات.
أمــواج الراديو هي التي لهــا اكــبر طـــول موجي في الطيف الكهـــرومغناطيسي وتــستخدم فــي نــقل الأصــوات و إشــارة التلـــفزيون والـتلفون....
تطبيقات أمواج الراديو
الطــب:
تستخدم أمــواج الراديو لنقل معــلومات عن دقـــات القلب المريــض من بــيته إلى الــمستشفى. وكــذلك مــن ســيارة الإسـعاف إلـى الــمستشفى التــي ســينتقل إليـــها المــريض. فيـــمكن الطبــيب مــن إعطـــاء تــعليماته لــممرضين لتــقديم الإســـعافات الأولــية وإسـعافه.
الصنــاعة:
تستخدم أمواج الراديو في المجــالات الــصناعية في الاتــصال بين المؤسســة ومــوظفيها وتــمكنهم مــن تبــادل الـــمعلومات مـــن مــواقع عملـــهم. كذلــك تـــستخدم في أجــهزة الرمــوت كنتـــرول لـــلتحكم في الأجــهزة عن بعد.
العلــوم:
يقوم العلماء الفلك باستخدام تلسكـــوبات خاصة لالتــقاط أمواج الــراديو من الفضـــاء الخارجي. حيث أن أمواج الراديو يمكن التقاطها بواسطة اريــال antenna المثبتة على التلسكــوب.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
ثانيا:
أشعة الـــمايكروويف:
أشعة المايكــروويف هي جزء مــن الأشعة الكهرومغـــناطيسية ذات طــول موجي طويل يــقاس بالسنتمتر في المدى من 0.3 إلى 30 سنتمتر ولهذه الأشعة استخدامات عديدة منها في طهي الطعام وهو ما يعرف بفــرن المايكروويف Microwave oven كما تستخدم في الاتصالات ونقل المعلومات وأجهزة الاستشعار عن بعد وأجهزة الرادار ومن هنا فإن استخدامها في الطهي هو جزء بسيط من تطبيقاتها العملية العديدة، ويعتبر الطهي بواسطة أشــعة المايكروويف من تكنولوجيا القرن العشرين لما توفره من سرعة في تحضير الطعام أو تسخينه وكفاءته العالية في توفير الطاقة المستخدمة في الأفران التقليدية التي تعمل بالكهرباء أو الغاز حيث أنها تعمل على تسخين المواد الغذائية فقط دون غيرها.
وتجدر الإشارة إلى أن هذه الأجهزة موجودة في كل بيت في أمريكا وأوروبا وبدأت تنتشر عندنا، ولكن كثيراً ما دار التساؤل عن خطورة استخدام هذه الأجهزة على سلامة الإنسان
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
بســــــــم الله الرحمــــن الرحيــــــــم
الطيــف الكهــرومغناطيسي:
الطيف الكهرومغنــاطيسي أو الأشــعة الكهرومغنــاطيسية أو الأمــواج الكــهرومغناطيسية كــلها تحــمل نفــس المــعني الفيزيائــي
وحيــن التــحدث عن جزء خــاص من هــذا الطيف الكــهرومغناطيــسي مــثل الضــوء المرئــي المــايكروويف وأشــعة اكس وأشــعة جاما ومــوجات التلفزيـــون والراديو كلــها عبــارة أشعـــة تعــرف باســـم الأشعة الكــهرومغناطيسية Electromagnetic Radiation وكلها لـــها نفس الخصائــص ولكنها تختلف فــي الطــول الموجــي Wavelength أو التــردد Frequency
وكمــا نعلم فــإن الأمواج المتـــكونة في وسط مثل الماء فإن جزيئات الوسط (الماء) هي التي تتذبذب فتنتج إضرابات تنتشر في وسط الماء.
وكذلك الحــال في الأمــواج الصـــوتية حيث أن الصــوت ينتقل مــن خلال إضــراب في جزيئــات الهــواء على شــكل تضاغط وتــخلخل ينتشــر في الفــراغ.
ولكــن الحــال مختلف فـــي الأمـــواج الكهـــرومغناطيســـية حيـــث أن الذي يتـــموج (يتذبذب) في هذه الحـــالة هو المجال الكـــهربي الذي ينشئ مـــن تذبذب الجسيمـــات المشـــحونة مثل الإلكتـــرون ذو الشـــحنة السالبة أو الــــبروتون ذو الشحنـــة المـــوجبة.
الأشــعة الكهـــرومغناطيسية:
وهذا سبب تكون الأشـــعة الكهرومـــغناطيسية حيث أن تذبــــذب الشحنــــات المــــكونة للذرة يؤدي إلــــى انبعاث الطيف الكهرومـــغناطيسي والـــذي يقوم بـــدور الزنـــبرك هــــو درجة الحـــرارة التي تمد الــــشحنات بالطـــاقة أو أي نــــوع من أنــواع الإثــارة Excitation مثل التـــصادمات وغيــره.
ويعتمـــد الطول المـــوجي للأشــعة الكهـــرومغناطيسية علــى درجة إثــارة الشــحنة ومــن هنا نجد أن الطيف الكهرومغناطيــسي له مــدى واســع وللتمــيز بين الأطــوال الموجـــية أعطيـــت أسمـــاء مخـــتلفة مثل أشعة المايكـــروويف والأشــعة المرئية وأشعــة اكــس وأشعة جامــا وهكذا كمــا نلاحظ فــي الشــكل المرفق.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
خصائص الاشــعة الكــهرومغناطيسية:
الأشــعة الكهرومغناطــيسية تنتشــر في الفراغ بســرعة ثابتة هي سرعــة الضوء ،تنـــتقل هذه الأشعة فــي الفراغ وتنقل الطــاقة من المصدر source إلى المســتقبل receiver.
تم اكتشــاف هذه الأشعة علــى مراحل حيث كاــن العالم هيرتز Hertz 1887 أول من عمــل في هذا المجــال وكان في ذلك الوقت فقط أشعة الراديــو والأشعــة المرئية ومن ثم تم اكتشاف بــاقي الطيف الكهرومغناطيسي من خلال الملاحظــات والظواهــر الفيزيــائية.
الأشعة الكهرومغناطيسية لها طول موجي L وتردد v يحدد خصــائصها وترتبــط سرعة الأشــعة الكــهرومغناطيسية مع التـــردد والطول المـــوجي من خلال المــعادلة
c = v L
كما هو واضح في الشكل المقابل مخططــاً لكـــامل الطيف الكــــهرومغناطيســـي حيث يبــدأ من أمـــواج الراديــــو ذات الطول الموجـــي الطـــويل والتــــردد المنخــــفض ثم منطـــقة أشعـــة المايــــكروويف ومنــــطقة الأشـــعة تحــت الحمراء ثم منطقة الأشـــعة الـمرئية ثم مــنطقة الأشعة فوق البنفسجية ثم منطقة أشعة اكس ثم منطقة أشعة جاما.
وهذا التسلسل هو تبعاً لزيادة تردد هذه الموجات. ولكل مـــنطقة من مناطق الطيف الكهرومغناطيسي خصائص تميزها عن بعضها البعض وبناء علـــيه نتجت تطبــيقات مختلفة لهذه الأشعــة وللعلم فــإن منطقـــة الطـــيف المرئــي هي الــتي منحــنا الله سبحانه وتعالــى القدرة على رؤيتها وهي المنطقة التي تستجيـــب لها شبكية اــلعين لتتمكن من رؤية الأشياء مـــن حولنا.
الأشعــة الكـــهرومغناطيســية لــها طاقة تعطى بالــمعادلة
E = h v
حيث أن الثابت h هو ثابــت بلانـك
h = 6.6x10-34 J.s
وتستخدم وحدة الإلكتـــرون فولت لـــلتعبير عن طـــاقة الأشـــعة الكـــهرومغناطيسية
1e.v. = 1.6 x 10-19 J
نستنـــتج من ذلك أنه كلمــا زاد التـــردد ازدادت الطاقة وعليه فإن طاقة أشعة جاما اكبر ما يمكن في الطيف الكهرومغناطيــسي
وكما نعلم أن جـــسم الإنســـان يتحـــمل طاقـــة أقصــاها طــاقة الطيف الـــمرئي وتعتبـــر طاقة الـــطيف فوق الأزرق ضــارة وتسبب حــرق لــخلايا الــجسم وكذلك طـــاقة أشعة اكــس تستطيع اختـــراق جلد البـــشري والتــعرض لها يسبب خطورة كبيـــرة.
__________________
اولا:
أشعة الراديــو:
كان لتجــارب العلماء مثل هــيرتز Hertz وماكسويــل Maxwell وفــرادي Faraday واختــراع التــلجراف بواســطة العالم مــاركوني Marconi الفضــل في اكــتشاف أمــواج الراديـو (أشــعة الـراديو) وفــهمها واســتخدامها فـي الـعديد مـن الــتطبيقات.
أمــواج الراديو هي التي لهــا اكــبر طـــول موجي في الطيف الكهـــرومغناطيسي وتــستخدم فــي نــقل الأصــوات و إشــارة التلـــفزيون والـتلفون....
تطبيقات أمواج الراديو
الطــب:
تستخدم أمــواج الراديو لنقل معــلومات عن دقـــات القلب المريــض من بــيته إلى الــمستشفى. وكــذلك مــن ســيارة الإسـعاف إلـى الــمستشفى التــي ســينتقل إليـــها المــريض. فيـــمكن الطبــيب مــن إعطـــاء تــعليماته لــممرضين لتــقديم الإســـعافات الأولــية وإسـعافه.
الصنــاعة:
تستخدم أمواج الراديو في المجــالات الــصناعية في الاتــصال بين المؤسســة ومــوظفيها وتــمكنهم مــن تبــادل الـــمعلومات مـــن مــواقع عملـــهم. كذلــك تـــستخدم في أجــهزة الرمــوت كنتـــرول لـــلتحكم في الأجــهزة عن بعد.
العلــوم:
يقوم العلماء الفلك باستخدام تلسكـــوبات خاصة لالتــقاط أمواج الــراديو من الفضـــاء الخارجي. حيث أن أمواج الراديو يمكن التقاطها بواسطة اريــال antenna المثبتة على التلسكــوب.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
ثانيا:
أشعة الـــمايكروويف:
أشعة المايكــروويف هي جزء مــن الأشعة الكهرومغـــناطيسية ذات طــول موجي طويل يــقاس بالسنتمتر في المدى من 0.3 إلى 30 سنتمتر ولهذه الأشعة استخدامات عديدة منها في طهي الطعام وهو ما يعرف بفــرن المايكروويف Microwave oven كما تستخدم في الاتصالات ونقل المعلومات وأجهزة الاستشعار عن بعد وأجهزة الرادار ومن هنا فإن استخدامها في الطهي هو جزء بسيط من تطبيقاتها العملية العديدة، ويعتبر الطهي بواسطة أشــعة المايكروويف من تكنولوجيا القرن العشرين لما توفره من سرعة في تحضير الطعام أو تسخينه وكفاءته العالية في توفير الطاقة المستخدمة في الأفران التقليدية التي تعمل بالكهرباء أو الغاز حيث أنها تعمل على تسخين المواد الغذائية فقط دون غيرها.
وتجدر الإشارة إلى أن هذه الأجهزة موجودة في كل بيت في أمريكا وأوروبا وبدأت تنتشر عندنا، ولكن كثيراً ما دار التساؤل عن خطورة استخدام هذه الأجهزة على سلامة الإنسان
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]