استخدامات إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي

هناك استخدامات كثيرة ومتنوعة لإشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي، حيث يتم استخدامها في العديد من المجالات وتسمى أيضا بأشعة الموجات الكهرومغناطيسية، وتتم توفير الطاقة الكهرومغناطيسية نتيجة لتفاعل الكهربائي والمغناطيسي، وهذا يعني أن لكل جسم طاقة كهربائية ويمر من خلالها مجال مغناطيسي، وهذا هو مفهوم الطيف المغناطيسي الذي سنوضحه لكم في هذه المقالة وسنوضح أيضا استخداماته المتنوعة.

استخدامات إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي

لكل جسم طيفه المغناطيسي الخاص به، حتى بصمات أصابع الإنسان لها طيفها المغناطيسي، والمجال المغناطيسي بشكل عام يتولد عن تيار كهربي بالإضافة إلى تيار مجال مغناطيسي، لهذا يحدث مفهوم تفاعل وانسجام الأجسام مع بعضها البعض، ومن استخدامات الطيف المغناطيسي ما يلي:

• الإضاءة: تعتبر الإضاءة من أهم الأمور في العالم، حيث تعتمد عليها الصناعات والتنمية الاقتصادية، ومن أهم استخدامات الطيف المغناطيسي هو إنتاج الضوء.
• يعتبر ضوء الشمس الذي يصلنا بشكل طبيعي موجات كهرومغناطيسية، وبفضلها تنار الشوارع بدون إنارة.
• مجال الاتصالات: نحن نتعامل يوميا مع الطيف المغناطيسي من خلال موجات الراديو وأشعة الأقمار الصناعية وموجات الهواتف، وكل ذلك يعتمد على الطيف المغناطيسي والطاقة الكهرومغناطيسية بشكل عام.
• المجال الطبي: عادة ما يطلب من المريض إجراء الأشعة عند فحصه، وهذا حيث تقوم الأشعة بالتفتيش الداخلي على جسم الإنسان.
• يعمل على تصوير الطبقات الداخلية له، ويتم ذلك من خلال الأجهزة الطبية التي توجه هذه الأشعة بشكل معين نحو الإنسان، وتستخدم جميع هذه الأجهزة الموجات الكهرومغناطيسية ومن أهم هذه الأشعة هي أشعة الجاما والأشعة السينية وغيرها.
• المجال العسكري: غالبا ما يتم سماع كلمة الرادارات على الطرق أو الحدود.
• يقوم الرادار بتوجيه الموجات الكهرومغناطيسية، التي تستخدم لاكتشاف أي جسم في حالة حركة.
• ويمكنها أيضا التقاط السرعة وتوجيه الصواريخ باستخدام الطاقة الكهرومغناطيسية، حيث تستخدم أشعة كهروضوئية مستمدة من الموجات الكهرومغناطيسية لضبط هدفها بدقة.

مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي

بعد تعرفك على استخدامات الطاقة الكهرومغناطيسية، ربما تتساءل الآن عن مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه، وفي هذه الفقرة سنشرح المفهوم العام للطيف الكهرومغناطيسي.

• عندما يمر الضوء الشمسي عبر المنشور، يتكون الضوء المرئي لدينا.
• وهناك العديد من الموجات الكهرومغناطيسية التي تتميز بأطوال موجية مختلفة.
• لأن الضوء المرئي هو جزء من الطول الموجي للضوء الذي يحيط بالإنسان.
• وهذا يعني أنه من الصعب أن نرى الضوء بشكل عام، ولذلك يتم استخدام مفهوم الطيف الكهرومغناطيسي، والطيف الكهرومغناطيسي هو مجموعة من الموجات التي تنبعث من الكائنات المختلفة، ولكل كائن طيف كهرومغناطيسي يميزه عن غيره.

خصائص الطيف الكهرومغناطيسي

الطيف الكهرومغناطيسي يتميز بالعديد من الخصائص المميزة التي جعلت من استخدامه شائعا في الحياة المختلفة، وفي هذه الفقرة سنوضح لكم بعض الخصائص المميزة للطيف الكهرومغناطيسي وتشمل:

• السرعة: تتنقل الموجات الكهرومغناطيسية في الفراغ بنفس السرعة وبدون حاجة لأي وسائل نقل، وتنتقل بسرعة تقارب 300 ألف كيلومتر في الثانية.
• يتحرك بسرعة تعرف باسم سرعة الضوء، ولا يوجد شيء في هذا الكون أسرع من الضوء.
• يعد الضوء في الفراغ من أهم المفاهيم في علم الفيزياء، ويلعب دورا كبيرا في الفيزياء الحديثة.
• التردد والطول الموجي يتميزان بأنهما محددين، ويتم تعريف الطول الموجي على أنه قدرة الموجة الفردية، ويتم قياسها بالمسافة بين قمتين متتاليتين.
• أعلى نقطة في الموجة هي القمة، وأقل نقطة في الموجة هي القاع، وبعد ذلك يتم تحديد التردد.
• يتم أيضا تحديد الطول الموجي وقياس عدد الأطوال الموجية بوحدة قياسها الهرتز.
• تتميز العلاقة بين الطول الموجي للطيف الكهرومغناطيسي والتردد باعتبارها علاقة عكسية.
• عندما يزداد طول الموجة في الطيف الكهرومغناطيسي، يقل التردد والعكس صحيح.
• الطاقة: توجد كمية محددة من الطيف المغناطيسي وتسمى وحدة قياس الطاقة للطيف الكهرومغناطيسي بوحدة الإلكترون فولت، ويعرف الإلكترون فولت بأنه الطاقة الحركية المطلوبة لتحريك الإلكترونيات.
• وهذا يعادل مجهودا يبلغ 1 فولت، ويجدر بالذكر أن الطاقة تعتمد بشكل كبير على طول الموجة وتقل كلما زادت الطاقة الترددية.

أنواع الطيف الكهرومغناطيسي

يشمل الطيف الكهرومغناطيسي جميع مجالات الحياة، ويتميز بتطبيقات مختلفة ومتنوعة، وله أنواع مختلفة، ولكل نوع من أنواع الطيف الكهرومغناطيسي ميزاته الخاصة، وفي هذه الفقرة سنوضح أنواع الطيف الكهرومغناطيسي.

موجات الراديو

تم اكتشاف موجات الراديو في نهاية القرن التاسع عشر من قبل الفيزيائي هرتز، وثبت أن الضوء والحرارة هما عبارة عن اشعاع كهرومغناطيسي، وما زال الكثيرون منا يستخدمون موجات الراديو حتى الآن.

• ذلك لأن طولها الموجي طويل وتعتبر أطول من الضوء المرئي، ولها العديد من التطبيقات الحديثة في الهواتف المحمولة والتلفزيون، وتستخدم أيضا للبث المباشر والاتصالات العسكرية.
• تستخدم بكثرة بسبب طول الموجة الخاصة بها، ولكن يعتقد أن التعرض المفرط لتلك الموجات يؤدي إلى الإصابة بأمراض السرطان.

الطيف المرئي

إنه واحد من أهم أشكال الأشعة الكهرومغناطيسية، والتي يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وذلك لأن طول الموجة يقع بين الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية.

• ومن الممكن تمييز الطيف المرئي عن غيره من الطيف المرئي بسبب اختلافه في الطيف، حيث يكون الطيف المرئي ناتجا عن مخاريط العين وهي مستقبلات تعتمد على طول الموجة للطيف المرئي وتحتوي على ثلاثة أنواع أساسية.
• الألوان الحمراء والخضراء والبنفسجية، وهذه الألوان تندمج مع بعضها لتشكل ما يعرف بألوان الطيف.

الأشعة السينية

• تستخدم هذه الأشعة على نطاق واسع في المجال الطبي، نظرا لقدرتها على اختراق أنسجة الجسم. وتعمل أنسجة الجسم على امتصاص هذه الأشعة بدرجات متفاوتة، خاصة في العظام.
• لذلك يتم استخدامها للتعرف على الكسور وتشخيص أمراض الرئة، وكذلك مرض السرطان وأي مرض آخر.

الأشعة فوق البنفسجية

 تتواجد الأشعة فوق البنفسجية ضمن المجال الكهرومغناطيسي، وتقع بين الأشعة السينية والضوء المرئي. وتنقسم الأشعة فوق البنفسجية إلى ثلاثة أنواع مختلفة، وتتفاوت في طول موجاتها.

• تشمل هذه الأشعة الأشعة فوق البنفسجية الطبية والبعيدة والمتوسطة.
• هذه الأشعة تتمتع بطاقة كبيرة جدا وتحتوي على قدرة عالية على كسر العديد من الروابط الكيميائية.
• تلعب دورا رئيسيا في المعالجة الكيميائية وتطهير الأسطح، ومن الضروري معرفة أن التعرض المفرط لهذه الأشعة يسبب ضررا للأنسجة البشرية وهي المسؤولة الرئيسية عن حدوث حروق الشمس.

الأشعة تحت الحمراء

تم اكتشافها بواسطة العالم البريطاني ويليام هيرشل، وهي واحدة من أنواع الطاقة المشعة التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.

• ومع ذلك، يمكننا أن نشعر بها على أنها طاقة حرارية، ومن الأمثلة الرئيسية التي توضح الأشعة تحت الحمراء هي الشمس والنار.
• تستخدم الأشعة تحت الحمراء في العديد من المجالات، بما في ذلك مجال الاتصالات، ولكن فقط على مسافات قريبة .
• تستخدم في صناعة المصابيح الحرارية التي تحتوي على أشعة تحت الحمراء بأطوال موجية كبيرة.
• هناك نوعان من الأشعة تحت الحمراء، وهما الأشعة طويلة الموجة والتي تشبه أشعة الميكروويف.
• تشير الموجات ذات الطول الموجي القصير إلى الموجات التي ليست ساخنة، ولا يمكن للإنسان أن يشعر بها، ولكنها تكون خطيرة للغاية عند التعرض لها لفترات طويلة، حيث تؤدي إلى تدمير أنسجة الجسم الحساسة، وخاصة العين والجلد.

وهكذا قد أوضحنا لكم استخدامات إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي وذكرنا أيضا أنواع الموجات الكهرومغناطيسية واستخدامات كل نوع منها.