يشرح هذا المقال ما هي الموجات الكهرومغناطيسية في الفيزياء. وهكذا ستجد تعريف الموجة الكهرومغناطيسية وخصائص الموجات الكهرومغناطيسية وما هي أنواع الموجات الكهرومغناطيسية المختلفة.
ما هي الموجة الكهرومغناطيسية؟
الموجة الكهرومغناطيسية هي موجة تنشأ عن مجال كهرومغناطيسي، أي أن الموجات الكهرومغناطيسية تتولد عن تذبذبات المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي.
وبالتالي، فإن جميع الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن المجال الكهرومغناطيسي هي إشعاع كهرومغناطيسي .
باختصار، عندما يتم دمج مجال كهربائي متذبذب مع مجال مغناطيسي متذبذب، يتم إنشاء مجال كهرومغناطيسي وتنبعث موجات كهرومغناطيسية.
ومن أمثلة الموجات الكهرومغناطيسية موجات الراديو الموجودة في الحياة اليومية. وبالمثل، فإن أشعة الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية هي أيضًا أمثلة على الموجات الكهرومغناطيسية.
السمة الرئيسية للموجات الكهرومغناطيسية هي أنها يمكن أن تنتشر في الفراغ. ولذلك، على عكس الأنواع الأخرى من الموجات، فإنها لا تحتاج إلى وسط مادي للانتشار. سرعة الموجة الكهرومغناطيسية في الفراغ هي 3·10 8 م/ث.
خصائص الموجات الكهرومغناطيسية
خصائص الموجات الكهرومغناطيسية هي:
- الاستطالة (y) : هي المسافة بين اضطراب الموجة وموقع توازنها.
- السعة (أ) : هي المسافة بين أقصى امتداد وموضع توازنه.
- القمة : كل نقطة من أعلى نقاط الموجة.
- الوادي : كل نقطة من أدنى نقاط الموج.
- الدورة أو التذبذب : هي مسار الموجة من نقطة إلى النقطة المكافئة التالية لها.
- الطول الموجي (π) : هو المسافة بين نقطتين متكافئتين متتاليتين على الموجة.
- الدورة (T) : هي الزمن اللازم لإتمام التذبذب الكامل.
- التردد (و) : هو عدد الذبذبات أو الاهتزازات التي تنتجها الموجة لكل وحدة زمنية.
- التردد الزاوي (أو النبض) (ω) : هذه هي السرعة التي تتأرجح بها الموجة.
- الرقم الموجي (k) : يتم تعريفه على أنه عدد الدورات التي يتم تنفيذها على طول 2π متر.
- سرعة الانتشار (v) : هذه هي السرعة التي تنتشر بها الموجة.
أنواع الموجات الكهرومغناطيسية
يتم تصنيف الموجات الكهرومغناطيسية حسب طولها الموجي أو ترددها الموجي، بحيث تكون حسب خصائص الإشعاع الكهرومغناطيسي نوعاً أو آخر من الموجات الكهرومغناطيسية.
أنواع الموجات الكهرومغناطيسية هي:
- أشعة جاما : موجات كهرومغناطيسية طولها الموجي أقل من 0.01 نانومتر.
- الأشعة السينية : موجات كهرومغناطيسية يتراوح طولها الموجي بين 0.01 نانومتر و10 نانومتر.
- الأشعة فوق البنفسجية : موجات كهرومغناطيسية يتراوح طولها الموجي بين 10 نانومتر و380 نانومتر.
- الأشعة الضوئية المرئية : موجات كهرومغناطيسية يتراوح طولها الموجي بين 380 نانومتر و780 نانومتر.
- الأشعة تحت الحمراء : موجات كهرومغناطيسية يتراوح طولها الموجي بين 780 نانومتر و1 ملم.
- الموجات الدقيقة – موجات كهرومغناطيسية يتراوح طولها الموجي بين 1 ملم و1 متر.
- موجات الراديو : موجات كهرومغناطيسية يزيد طولها الموجي عن 1 متر.
يمكنك أدناه رؤية نطاقات الطيف الكهرومغناطيسي التي تصنف أنواعًا مختلفة من الموجات الكهرومغناطيسية.
| موجه كهرومغناطيسية | طول الموجة | تكرار |
|---|---|---|
| أشعة غاما | <0.01 نانومتر | > 30 هرتز |
| الأشعة السينية | 0.01 نانومتر – 10 نانومتر | 30 هرتز – 30PH |
| فوق بنفسجي | 10 نانومتر – 380 نانومتر | 30PH – 790 هرتز |
| ضوء مرئي | 380 نانومتر – 780 نانومتر | 790 هرتز – 385 هرتز |
| الأشعة تحت الحمراء | 780 نانومتر – 1 ملم | 385 هرتز – 300 جيجا هرتز |
| الميكروويف | 1 ملم – 1 م | 300 جيجا هرتز – 300 ميجا هرتز |
| مذياع | 1 م – 10000 كم | 300 ميجا هرتز – 30 هرتز |
علاوة على ذلك، ضمن الضوء المرئي للعين البشرية، يمكننا تصنيف الأشعة الكهرومغناطيسية وفقًا للون الذي نراه:
| لون | الطول الموجي (نانومتر) | التردد (THz) |
|---|---|---|
| أرجواني | 380 – 450 | 670 – 790 |
| أزرق | 450 – 485 | 620 – 670 |
| ازرق سماوي | 485 – 500 | 600 – 620 |
| أخضر | 500 – 565 | 530 – 600 |
| أصفر | 565 – 590 | 510 – 530 |
| البرتقالي | 590 – 625 | 480 – 510 |
| أحمر | 625 – 780 | 385 – 480 |