تعريف الاشعاع الكهرومغناطيسي
الإشعاع الكهرومغناطيسي هو طاقة ذات اكتفاء ذاتي تتكون مع المجال الكهربائي والمغناطيسي ، ويشار إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي عادة باسم الضوء ، أو الموجات الكهرومغناطيسية ، وتنتشر الأمواج في الفراغ بسرعة الضوء ، وتتعامد تذبذبات مكونات المجال الكهربائي والمغناطيسي مع بعضها البعض في نفس الاتجاه الذي تتحرك فيه الموجة ، ويتم تمييز الأمواج وفقًا لأطوال موجاتها ، أو تردداتها ، أو طاقتها ، وتسمى حزم الموجات الكهرومغناطيسية بالفوتونات .
الطيف الكهرومغناطيسي
الطيف الكهرومغناطيسي يشمل جميع أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي ، من أطول موجة ، وأقصر موجة ، وأعلى طاقة ، ويتكون الطيف من عدد من الموجات هي موجات الراديو ، والميكروويف ، والأشعة تحت الحمراء والمرئية ، والأشعة فوق البنفسجية ، والأشعة السينية ، وأشعة جاما وهذه تنبعث من المصادر التالية :
- يتم إصدار موجات الراديو بواسطة النجوم ويتم إنشاؤها بواسطة الإنسان لنقل البيانات الصوتية .
- ينبعث إشعاع الميكروويف بواسطة النجوم والمجرات ، ويلاحظ ذلك باستخدام علم الفلك الراديوي وتستخدم تلك الموجات في أفران الميكروويف ، ويستخدمه البشر لتسخين الطعام ونقل البيانات .
- تنبعث الأشعة تحت الحمراء من الأجسام الدافئة ، بما في ذلك الكائنات الحية ، كما تنبعث من الغبار والغازات بين النجوم .
- الطيف المرئي هو الجزء الصغير من الطيف الذي تراه العين البشرية ، وينبعث من النجوم والمصابيح وبعض التفاعلات الكيميائية .
- تنبعث الأشعة فوق البنفسجية من النجوم ، بما في ذلك الشمس .
- الغازات الساخنة في الكون تنبعث منها الأشعة السينية ، ويتم إنشاؤها واستخدامها من قبل الإنسان للتصوير التشخيصي .
- وتنبعث أشعة جاما من العالم المحيط وتستخدم أيضا على غرار الأشعة السينية في التصوير .
الفرق بين الاشعاع المؤين والغير مؤين
يمكن تصنيف الإشعاع الكهرومغناطيسي إلى إشعاعات مؤينة أو غير مؤينة ، والإشعاع المؤين لديه طاقة كافية لكسر الروابط الكيميائية وإعطاء الإلكترونات طاقة كافية للخروج من ذراتها ، وتشكيل أيونات ، وقد يتم امتصاص الذرات والجزيئات الإشعاعية غير المؤينة ، على الرغم من أن الإشعاع قد يوفر طاقة تنشيط لبدء التفاعلات الكيميائية وكسر الروابط ، فإن الطاقة تكون منخفضة جدًا بحيث لا تسمح للإلكترون بالخروج ، ويكون الإشعاع الأكثر نشاطًا والأشعة فوق البنفسجية مؤينا ، ويكون الإشعاع الأقل حيوية من الضوء فوق البنفسجي بما في ذلك الضوء المرئي غير مؤين ، أما ضوء الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجات قصيرة الطول فهو مؤين .
تاريخ اكتشاف الاشعاع الكهرومغناطيسي
تم اكتشاف أطوال موجة من الضوء خارج الطيف المرئي في أوائل القرن التاسع عشر ، حينما وصف ويليام هيرشل الأشعة تحت الحمراء في عام 1800 ، واكتشف يوهان فيلهلم ريتر الأشعة فوق البنفسجية في عام 1801 ، وقام كلا العالمين باكتشاف الضوء باستخدام المنشور لتقسيم ضوء الشمس إلى مكونات موجاته ، وتم تطوير المعادلات لوصف الحقول الكهرومغناطيسية من قبل جيمس كليرك ماكسويل في عام 1862-1964 ، وقبل نظرية جيمس كليرك ماكسويل الموحدة للكهرومغناطيسية ، اعتقد العلماء أن الكهرباء والمغناطيسية كانتا قوى منفصلة .
التفاعلات الكهرومغناطيسية
تصف معادلات ماكسويل أربعة تفاعلات كهرومغناطيسية رئيسية :
- تتناسب قوة الجذب أو التنافر بين الشحنات الكهربائية عكسياً مع مربع المسافة التي تفصل بينها .
- ينتج الحقل الكهربائي المتحرك مجالًا مغناطيسيًا وينتج المجال المغناطيسي المتحرك مجالًا كهربائيًا .
- ينتج التيار الكهربائي في السلك مجالًا مغناطيسيًا ، بحيث يعتمد اتجاه المجال المغناطيسي على اتجاه التيار .
- لا توجد أقطاب مغناطيسية أحادية ، وتأتي الأقطاب المغناطيسية في أزواج تجذب وتطرد بعضها بعضًا ، مثل الشحنات الكهربائية .
