بحث عن الموجات الكهرومغناطيسية، تعتبر الموجات الكهرومغناطيسية شكل من أشكال الطاقة التي تصدرها وتمتصها الجسيمات المشحونة، وللموجات الكهرومغناطيسية حقلين كهربائيين و مغناطيسيين متساويان في الشدة، وتنتشر هذه الموجات في الفراغ بسرعة الضوء، وهي شكل خاص من أشكال الحقل الكهرومغناطيسي تنتجه الشحنات المتحركة والمرتبطة في حقوله البعيدة تماما عن الشحنات المتحركة المنتجة لها، ويحمل هذا الإشعاع طاقة مستمرة عن طريق المكان البعيد عن المصدر، ويحمل زخم حركة و زخم زاوي.
كيف تتولد الموجات الكهرومغناطيسية
تعرض الدوائر الكهربائية التي تحمل تيارات متذبذبة مرتفعة التردد على هيئة مجالين يتعامدان على بعضهما البعض، الأول كهربائي والأخر مغناطيسي، ويتعامد مستوى أحدهما على مستوى الآخر ويتولد المجال الكهربائي عن طريق المجال المغناطيسي المتغير، كما أن المجال الكهربائي المتغير يولد المجال المغناطيسي، يوجد هناك قسمين من الأشعة الكهرومغناطيسية وتتماثل في خواصهما مع بعضهما البعض ومن أقسامها ما يلي:
- الأشعة الكهرومغناطيسية الطبيعية مثل الضوء والأشعة السينية التي تنتج من أغلفة بعض الذرات.
- الأشعة الكهرومغناطيسية الصناعية هي الأشعة التي ولدها الإنسان.
- اتضح أن الإشعاع الكهرومغناطيسي يماثل تماما الموجات الكهرومغناطيسية للضوء وهي تتحرك في الفضاء بسرعة الضوء ولها نفس خواص الضوء.
تطبيقات على الموجات الكهرومغناطيسية
يوجد العديد من التطبيقات والأجهزة التي تعتمد وتستعمل الكهرومغناطيسية في مبدأ عملها يستخدمها الإنسان بشكل يومي ومستمر، وتستعمل في المجالات المختلفة جميعها، ومن هذه التطبيقات ما يلي:
- مجال الاجهزة المنزلية: مثل المصابيح الفلورسنت وأفران الميكروويف ومكبرات الصوت في الاجهزة الكهربائية جميعها تعمل على مبدأ الكهرومغناطيسية.
- مجال التطبيقات الصناعية: أن العمليات فيها تعتمد على المحركات والمولدات الكهربائية والرافعات وجميعها أيضا تعتمد على مبدأ الكهرومغناطيسية في عمله.
- الأجهزة الطبية: مثل جهاز الرنين المغناطيسي والذي يستخدم الكهرومغناطيسية ليصور التفاصيل الدقيقة التي توجد داخل جسم الانسان.
- أجهزة الاتصالات: تستخدم أجهزة الاتصالات جميعها الكهرومغناطيسية في مجال عملها، فيتم نقل المعلومات من جهاز ارسال الى جهاز استقبال على شكل طاقة.
العلماء الذين ساهموا في تطوير الكهرومغناطيسية
يوجد مجموعة من العلماء الذين تعلموا ودرسوا الكهرباء والمغناطيسية وساهموا في تطوير علم الكهرومغناطيسية الى أن وصل العلم الى شكله الحالي، ومن أبرز هؤلاء العلماء ما يلي:
- أندريه ماري أمبير: هو عالم فرنسي فيزيائي أسس علم الديناميكا الكهربائية، والمعروفة باسم الكهرومغناطيسية، وتكريما لها تم إطلاق اسمه على وحدة قياس التيار الكهربائي الأمبير.
- هانز أورستد: هو العالم الدنماركي هانز كريستيان أورستد، هو عالم فيزيائي وكيميائي اكتشف ان التيار الكهربائي المار في السلك يمكن أن يحرف إبرة البوصلة الممغنطة، هي ظاهرة تم التعرف على أهميتها بسرعة والتي بدورها ألهمت العديد ممن جاؤوا بعده للعمل على تطوير النظرية الكهرومغناطيسية.
- جيمس ماكسويل: هو العالم الأسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل، وهو عالم رياضيات وفيزيائي معروف بصياغته للنظرية الكهرومغناطيسية، كان له التأثير الأكبر في فيزياء القرن العشرين.
خصائص الموجات الكهرومغناطيسية
تختص الموجات الكهرومغناطيسية بمجموعة من الخصائص والمزايا المتنوعة التي جعلتها عنصر أساسي في الكثير من التطبيقات الحياتية المشهورة، ومن أبرز هذه التطبيقات:
- تتميز كافة أنواع الموجات الكهرومغناطيسية بأنها تسير بنفس السرعة جميعها، وهي سرعة تبلغ قيمتها 300 ألف كيلو متر في الثانية الواحدة، وهي السرعة التي يطلق عليها اسم “سرعة الضوء”.
- الطاقة خاصية مهمة من خصائص الموجة الكهرومغناطيسية، فهي تقاس بوحدة اسمها الإلكترون فولت، ويعبر هذا عن قيمة الطاقة الحركية المطلوبة لتحريك إلكترون بجهد كهربائي يساوي 1 فولت.
- الطيف الكهرومغناطيسي وهو شكل من أشكال الطاقة ويطلق عليه اسم الضوء الظاهر، ولكن هذا الطيف جزء بسيط من الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية، ومن خلاله تمكن العلماء من تفسير العديد من الأمور المهمة للغاية.
- الطول الموجي “التردد”: وهو مقياس يقيس المسافة بين أي قمتين متتابعتين في الموجة الواحدة، ويعرف ذلك بعدد الأطوال الموجية التي تمر في نقطة محددة.
- الزخم: وهو المصطلح الذي ينتج عن ناتج ضرب كتلة الموجة في سرعتها، وهو من اهم خصائص الموجات الكهرو مغناطيسية.
- خاصية الاستقطاب: وهي خاصية تصف الاتجاه المتغير مع مرور الوقت والمقدار النسبي لمتجه المجال الكهربائي.
يعرف علم الكهرومغناطيسية على أنه التفاعل الحاصل بين المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي وكيفية حدوث التفاعل والظواهر التي تنشأ نتيجة لهذا التفاعل، في حين أن القوى الكهربائية والمغناطيسية تقع ضمن نطاق هذه المجلات.
