الضوء موجات كهرومغناطيسية

إلى صفحة الموسوعات
إلى فهرس موسوعة الضوء

 

الضوء موجات كهرومغناطيسية :

من الجدير بالذكر أن نعرف أن حوالى 0.01% من مجموع الكتلة و الطاقة فى الكون عبارة عن موجات كهرومغناطيسية. وأن حياة البشر كلها مغمورة فى خضم هائل من هذه الموجات.  والواقع أن كل الكائنات الحية على كوكب الأرض تعتمد على الموجات الكهرومغناطيسية التى نستقبلها من الشمس وعلى تحويل الطاقة الشمسية بواسطة التمثيل الضوئى إلى الحياة النباتية. فعيون معظم الحيوانات بالإضافة إلى عين الإنسان مهيئة لتكون حساسة لذلك الجزء من الموجات الكهرومغناطيسية المنبعث من الشمس وهو الضوء والذى يشكل الجزء المنظور من ذلك المدى الواسع من الترددات . كذلك فإن النبات الأخضر لديه حساسية عالية للجزء الأكثر شدة من الطاقة الشمسية والذى تمتصه مادة الكلوروفيل فى النبات والذى يشكل أساس نمو النبات عن طريق عملية التمثيل الضوئى .

بالإضافة إلى ذلك فمعظم الوقود الذى تستخدمه الحياة العصرية مثل الفحم و البترول والغاز هو عبارة عن طاقة مختزنة فى باطن الأرض أصلها من الطاقة الشمسية من ملايين السنين . كذلك فالحياة اليومية تعتمد على مصادر للموجات الكهرومغناطيسية قام الإنسان بتطورها . فالغذاء يصنع فى أفران ميكروويف والطائرات توجه بواسطة موجات الرادار و أجهزة التلفزيون والراديو تستقبل موجات كهرومغناطيسية تم بثها من محطات إذاعية و الأشعة تحت الحمراء من الدفايات تستخدم للتدفئة . و عندما تغرب الشمس و يحل الظلام نستخدم المصابيح الكهربية سواء المتوهجة أو الفلورسنتية أو لمبات النيون فى الإعلانات و كلها ينبعث منها موجات كهرومغناطيسية. وهناك جزء آخر من هذه الموجات غير منظور وهو الأشعة فوق البنفسجية وهو الذى يؤثر على جلد الإنسان . و كذلك الأشعة السينية التى تستخدم للتشخيص فى الطب . وهناك نوع آخر من الموجات الكهرومغاطيسية وهو أشعة جاما و التى تصدر من المواد المشعة.

أعلى الصفحة


الطيف الكهرومغناطيسي :
الموجة الكهرومغناطيسية عبارة عن مجالين أحدهما مجال كهربى E متعامد على مجال مغناطيسى B متردد بنفس التردد و كلا المجالان ينتشران فى الفراغ بسرعة عالية و لكنها محدودة و تساوى 300 كيلومتر فى الثانية أى 3 × 810 متر/ ثانية. والمجالان الكهربى والمغناطيسى متعامدان  على اتجاه انتشار الموجة كما هو موضح فى شكل ( 60 ) .

هذا  و يختلف تردد الموجات الكهرومغناطيسية ( n ) وبالتالى طولها الموجى ( l )  حسب مصدرها و يسمى توزيع الطول الموجى أو التردد على الموجات الكهرومغناطيسية المختلفة بالطيف الكهرومغناطيسة الذى يوضحه الشكل المقابل .

 

شكل ( 60 ) الموجة الكهرومغناطيسية


و شكل ( 61 ) يوضح التدرج فى الطول الموجى من أشعة جاما gamma rays   ذات الطول الموجى القصير الذى قد يصل إلى 10-15 سم أى الترددات العالية التى قد تبلغ 10 25 هرتز مرورا بالأشعة السينية ثم الأشعة الفوق
بنفسجية والمنطقة المنظورة من الطيف الكهرومغناطيسي  ثم منطقة الأشعة تحت الحمراء و التى تليها موجات الرادار والموجات الميكروئية  ثم موجات التلفزيون والراديو بأطوالها الموجية المختلفة ثم الموجات ذات الترددات المتناهية فى القصر أى:
  extremely low frequency waves ( ELF waves )

 

و الشكل يوضح كيف أن المنطقة المنظورة التى نطلق عليها الضوء تشغل جزءا صغيرا جدا من الطيف الكهرومغناطيسى . و الجدير بالذكر أنه يضاف إلى الضوء منطقتى الأشعة تحت الحمراء و الفوق بنفسجية ومع ملاحظة أن هذه التسمية جاءت بالنسبة للتردد و ليس بالنسبة للطول الموجى.
الشكل يوضح أيضا طاقة الفوتونات بوحدات الإلكترون فولت(electron volt eV)  باعتبار نظرية الكم التى تعتبر الموجات  الكهرومغناطيسية كمات من الطاقة.

 

شكل ( 61 ) الطيف الكهرومغناطيسي

 تسمى الفوتونات وأن طاقة الفوتون تساوى مقدار ثابت هو ثابت بلانك مضروبا فى التردد (hn).  ونلاحظ أنه كلما نقص الطول الموجى أى زاد التردد زادت طاقة الفوتونات. و يتضح هذا بجلاء عند دراسة إمكانية اختراق هذه الموجات الكهرومغناطيسية للمواد حيث نعرف أن أشعة جاما والأشعة السينية أقدرها على النفاذ خلال المواد .

أعلى الصفحة