بحث عن الطيف الكهرومغناطيسي

تحرير: عمرو في 15 أبريل 2023

بحث عن الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه المختلفة نقدمه لكم لكون العلم به ضرورة ملحة عند المهتمين.. حيث ينتاب العديد من الأشخاص الفضول حول معنى الطيف الكهرومغناطيسي وأسباب حدوثه.

بفضل الطيف الكهرومغناطيسي أصبح بإمكاننا رؤية الأشياء التي كانت ستصبح غير مرئية بدونه، فهو يقوم بوصف كل أطوال الأمواج الضوئية من بداية السدم المظلمة وصولًا إلى النجوم المتفجرة.

إن ما تراه أعيننا من أضواء هو في الواقع قدر قليل جدًا مما يوجد من أضواء تحيط بنا، ويتم استعمال كلمة الطيف الكهرومغناطيسي كمصطلح ومفهوم لوصف كامل نطاق الضوء الموجود، فهناك العديد من الأضواء الغير مرئية بالنسبة لنا.

بحث عن الطيف الكهرومغناطيسي

إن رغبت يومًا في إنشاء بحث عن الطيف الكهرومغناطيسي أو رغبت فقط في معرفة بعض المعلومات فيجب أن تبدأ أولًا بمعرفة مفهوم الكهرومغناطيسية قبل معرفة الطيف الكهرومغناطيسي.

لقد تم اكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية من قِبل عالم يدعى جيمس ماكسويل والمقصود بالكهرومغناطيسية هو تفاعل كلًا من المغناطيس والكهرباء معًا ليشكلا طيفًا كهرومغناطيسيًا، ولكل جسم موجود في العالم طيف مغناطيسي خاص به وحده تمامًا مثل بصمة إصبع الإنسان فلكل شخص بصمة خاصة به تميزه عن غيره من الأشخاص.

يتم إنتاج الإشعاع الكهرومغناطيسي بطريقة غير مباشرة حيث يقوم المجال المغناطيسي بتوليد تيار كهربائي ومن ثم يولد التيار الكهربائي مجال مغناطيسي، وتحدث تلك العملية بشكل متناسق ويعتبر أي جسم مشحون كهربائيًا في مجال مغناطيسي سوف ينتج عنه قوة أو طاقة كهرومغناطيسية.

تعريف الضوء

يتكون الضوء من مجموعة موجات من الحقول المغناطيسية والكهربائية ويتشابه انتشار الضوء بشكل كبير مع عبور الأمواج المحيطات، ويمتلك الضوء العديد من الخصائص من بينهم خاصية تدعى التردد ووحدتها الهرتز، وتقوم بتمثيل عدد الأمواج التي تمر بنقطة ما خلال الثانية الواحدة.

كما يوجد خاصية أخرى تدعى الطول الموجي ويقصد بها المسافة الموجودة بين قمتين متتاليتين، وهناك علاقة عكسية تربط الخاصيتين ببعضهم البعض، فنجد أنه كلما قل التردد ازداد الطول الموجي وكلما زاد التردد قل الطول الموجي.

يمكن لأعيننا التقاط بعض ترددات الموجات الكهرومغناطيسية والتي تتراوح بين 400 إلى 790 تيرا هيرتز، أي العديد من مئات التريليونات خلال الثانية الواحدة، وتقوم عقولنا بتفسير الأطوال الموجية الموجودة بألوان متنوعة ومختلفة.

يعتبر اللون صاحب أقصر طول موجي هو الأرجواني أو ما يسمى البنفسجي بينما اللون صاحب أطول طول موجي هو اللون الأحمر.

تعريف الطيف الكهرومغناطيسي

يتكون طيف من الألوان المتصلة التي يمكن رؤيتها بسهولة حين يتم مرور ضوء الشمس من خلال المنشور، وتختلف العديد من الأمواج الكهرومغناطيسية في أطوالها الموجية، فيتم استعمال مصطلح الطيف الكهرومغناطيسي كمصطلح عام وشامل لنطاق الضوء بدايةً من أشعة الراديو وحتى أشعة جاما، ويتكون الطيف من العديد من الموجات الكهرومغناطيسية التي تحتوي على كافة الترددات التي يتم إصدارها من خلال أجسام مختلفة.

أنواع الطيف المغناطيسي

لا تخلو أي نتيجة بحث عن الطيف الكهرومغناطيسي عن أنواع الطيف الكهرومغناطيسي المختلفة، فتختلف أنواع الطيف الكهرومغناطيسي باختلاف الطول الموجي والتردد، وينقسم الطيف الكهرومغناطيسي من حيث الترددات إلى عدة أنواع ومنها:

موجات الميكروويف

يتواجد هذا النوع في جهاز الميكروويف كما يوجد في إشارة الهاتف النقال وكذلك إشارات الواي فاي ويتراوح طولها الموجي بين 0.001 متر إلى 0.3 متر.

الموجات فوق البنفسجية

تعتبر الأشعة الأعلى ترددًا من اللون الأرجواني أو البنفسجي الموجود في أشعة الشمس وبالنسبة لطولها الموجي فيتراوح بين 400 نانومتر إلى 10 نانومتر، ولكن يجب الحذر أن التعرض لهذا النوع من الأشعة سوف يسبب حروقًا في الجلد.

أشعة جاما

هي أشعة تقوم بالصدور من خلال التفاعلات النووية وتعتبر الأعلى ترددًا، ويتم استعمال هذه الأشعة كعلاج للأورام السرطانية، ويتم استعمالها أيضًا في تعقيم الطعام بهدف منه وصول البكتيريا إليه وتطهيره من أي بكتيريا موجودة عليه.

الضوء المرئي الموجود في وسط الطيف الكهرومغناطيسي

يتكون الطيف الكهرومغناطيسي من 7 ألوان يمكن رؤيتها بوضوح عن طريق العين المجردة أما بالنسبة لطولها الموجي فيتراوح بين 400 نانومتر و700 نانومتر، ويتميز كل لون بطول موجي وتردد مختلف يميزه عن سائر الألوان.

يعتبر اللون البنفسجي الأعلى ترددًا من بين ألوان الطيف الكهرومغناطيسية ويبلغ طوله الموجي حوالي 400 نانومتر بينما يعد اللون الأحمر هو الأقل ترددًا ويصل طوله الموجي إلى ما يقارب 700 نانومتر.

الأشعة السينية

يتم استخدام ذلك النوع من الأشعة في تصوير عظام الإنسان لقدرتها على اختراق جلد ولحم الإنسان مما يجعلها وسيلة جيدة للتصوير الفوتوغرافي لعظام الإنسان.

الموجات تحت الحمراء

يعتبر ذلك اللون الأقل ترددًا من اللون الأحمر كالأشعة تحت الحمراء، ولهذه الموجات طول موجي يتراوح بين 0.001 متر إلى 700 نانومتر.

توجد تلك الموجات في العديد من الأشياء التي نستخدمها بشكل يومي مثل المدافئ وأجهزة التحكم الخاصة بالتلفاز وكذلك مناظير الرؤية بالأشعة تحت الحمراء، ويمكن الشعور بتلك الموجات على هيئة حرارة.

موجات التلفاز والراديو

يوجد موجات خاصة بالراديو والتلفاز، وهي تساعد الفرد على سماع الأشياء التي يتم بثها عبر التلفاز أو الراديو، ويتراوح طولها الموجي بين 0.3 متر إلى آلاف الأمتار.

العلاقة التي تربط طول الموجة بترددها

يتم الربط بين تردد الموجة والطول الموجي لها من خلال العلاقة التالية:

سرعة الانتشار= طول الموجة * التردد، ويمكن اختصاره من خلال الرموز التالية: س= أ * ت.

يرمز حرف السين إلى سرعة الضوء في الهواء بينما يرمز حرف الألف إلى طول الموجة ويرمز حرف التاء إلى تردد الموجة.

ولأن سرعة الموجة ثابتة وهي نفسها سرعة الضوء في الهواء أو في الفراغ= 3*810 م/ث.

أسباب تكون الطيف الكهرومغناطيسي

يتذبذب المجال الكهربي الذي يتكون من تذبذب الجسيمات المشحونة مثل البروتون ذو الشحنة الموجبة أو الإلكترون ذو الشحنة السالبة، أي أنه إن كان هنالك شحنة إلكترون سالبة مرتبطة بزنبرك، يمكن جعلها تتذبذب تحت تأثير من قوة الزنبرك، فيمكن من خلال المؤشر القيام بزيادة قوة الزنبرك ومنح الشحنة إزاحة صغيرة وجعلها تتذبذب مما يؤدي إلى ظهور أشعة كهرومغناطيسية تقوم بالانتشار في الفراغ او الهواء بنفس سرعة الضوء وفي المقابل تتأثر بها الشحنة الموجبة.

يتسبب تذبذب الشحنات المكونة للذرة إلى تكون طيف كهرومغناطيسي وتقوم درجة الحرارة بدور الزنبرك حيث تمنح الشحنات طاقة أو ما يثيرها كالتصادمات، ويستند طول الأشعة الكهرومغناطيسية الموجي على درجة إثارة الشحنة.

معلومات عن الموجات الكهرومغناطيسية

يتم استعمال الموجات الكهرومغناطيسية في العمليات الخاصة بالإرسال اللاسلكي ومن هذه العمليات:

الإرسال التلفازي.
الموجات الخاصة بمركبات الفضاء.
الرادار.
الإرسال الإذاعي.
توجيه الطائرات والسفن.

يتباين طول موجات اللاسلكي التي يتم استعمالها في هذه الأغراض، ويحتوي الإرسال الإذاعي على أطول الموجات اللاسلكية أما موجات مركبات الفضاء ومركبات الرادار تسمى بالموجات الدقيقة وتحتوي على طول موجي قصير.

يتم استعمال الموجات القصيرة في الموجات السماوية من أجل تغطية مساحات أكبر حيث يمكن اختراق طبقات الهواء بسهولة كلما ازداد تردد الموجات اللاسلكية، وفي حالة إن كان تردد الموجات أعلى تزداد حينها احتمالية اختراق الموجات السماوية والوصول إلى الفضاء الخارجي، ولذلك يتم استخدام الموجات ذات الترددات القصيرة للاتصال بمركبات الفضاء والأقمار الصناعية.

لقد قدمنا بحث عن الطيف الكهرومغناطيسي وأنواعه بجانب عرضنا لأسباب وطريقة تكون الطيف الكهرومغناطيسي ونتمنى أن نكون قد أفدناكم.