المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء

المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء هي حجر الأساس للموجات الكهرومغناطيسية التي تعتمد عليها في روتين حياتك فهي التي نسمع من خلالها في الراديو ونتلقى الإشارات من الأقمار الصناعية خارج الغلاف الجوي ويعتمد عليها تشغيل أفران الميكروويف والهواتف المحمولة وأجهزة التحكم اللاسلكي، لذا من خلال موقع جربها سنذكر لكم كافة التفاصيل عن المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء.

المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء

حيث يمكننا تعريف المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء بشكل متعامد على بعضهما البعض لإنتاج الموجات الكهرومغناطيسية وهي أحد أشكال الطاقة التي تتعرف عليها الأجسام وتمتصها وتصدرها، وتلك الموجات التي تسمى بالموجات الكهرومغناطيسية الناتجة من تعامد المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء تنتشر في الفضاء بسرعة ولا تحتاج إلى وسط مادي لتستطيع الانتشار.

يحمل الإشعاع المغناطيسي للموجة الكهرومغناطيسية طاقة مستمرة تسمى بالطاقة الإشعاعية ووحدة التكوين الخاصة به تسمى الفوتون وهو الوحدة الأساسية المكونة لجميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، حيث يمكن في عالم الطبيعة أن يولد المجال الكهربي المتغير مجال مغناطيسي متغير.

كما يمكن أيضًا العملية العكسية للمجالين وذلك يجعلهم في علاقة عكسية بشكل ثابت حيث إنه عندما يصل المجال الكهربي إلى أقصى شدته يمكن للمجال الكهربي أن يصل إلى أقل شدة والعكس صحيح.

اقرأ أيضًا: من تطبيقات الروبوت في حياتنا

الموجات الكهرومغناطيسية

يمكن الرجوع إلى اكتشاف الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة من تعامد المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء إلى العالم الشهير ماكسويل عام 1864 حيث كان من المعروف أن المجال المغناطيسي يمكنه أن يولد مجال كهربي والعكس فقام ماكسويل بإعادة صياغتهم حيث قام ببناء معادلات ماكسويل التي أثبت العالم هنريك هيرتز صحتها فيما بعد، حيث يمكن أن يتعامد المجال الكهربي والمغناطيسي على اتجاه الموجة الناشئة من تعامدهما.

توليد الموجات الكهرومغناطيسية

يمكن توليد الموجات الكهرومغناطيسية من خلال حركة الإلكترون داخل مجال كهربي ويستخدم تيار معين يساعد على تسريع حركة تلك الإلكترون وزيادة نشاطه ويمكن إتمام تلك العملية من خلال ما يسمى بالحقل المغناطيسي حيث يمكن أن تنتشر تلك الموجات وهي حاملة قدر كبير من الطاقة وهي لا تحتوي على كتلة.

خصائص الموجات الكهرومغناطيسية

هناك خصائص تتميز بها الموجات الكهرومغناطيسية ومنها ما يلي:

• تسريع الشحنات داخل حيز معين هو المسؤولة عن إنتاج الموجات الكهرومغناطيسية.
• تتبع الموجات الكهرومغناطيسية مبدأ التراكب الكمي.
• سرعة الموجات الكهرومغناطيسية ثابتة ولا تتغير وهي تساوي سرعة الضوء.
• تتساوي كلًا من الطاقة الكهربية والطاقة المغناطيسية في كمية الطاقة التي يحملونها.
• ينتقل الإشعاع من الموجات الكهرومغناطيسية في الوسط المادي أو في الفراغ عكس الموجات الصوتية التي تحتاج إلى أوساط مادية للانتشار.
• سبب تعامد الموجات الكهربية على الموجات الكهرومغناطيسية هو أن الموجات الكهربية موجات مستعرضة بينما الموجات الكهربية موجات طولية.

اقرأ أيضًا: من هو مخترع الكهرباء؟ وما هي قصة حياته ووفاته؟

أشكال الطيف الكهرومغناطيسي

هناك بعض الأشكال التي يمكن أن يتواجد عليها الطيف المغناطيسي ومنها ما يلي:

• موجات الأشعة فوق الحمراء: موجات الأشعة هو موجات يمكن الشعور بها عند توجيهها إلى البشرة حيث تشبه الشعور بالحرق وهي طول موجي كبير.
• أشعة جاما: تعتبر أشعة جاما من أكثر الموجات الطويلة من حيث الطاقة لأن لها طول موجي صغير جدًا وهي يمكن أن تتسبب في العديد من الأضرار الخطيرة.
• الأشعة فوق البنفسجية: تتصف الأشعة فوق البنفسجية أنها لا يمكن رؤيتها ولها طول موجي صغير لكن هناك بعض الحيوانات يتمكنوا من رؤيتها.
• الأشعة السينية: حيث هي المعروف أنها تستخدم في المجالات الطبية.
• موجات الميكروويف: يتم استخدام تلك الموجات في الطهي لأن لها طاقة كبيرة جدًا تعمل على توليد حرارة هائلة ويمكن استخدامها لأجهزة الرادار ولها طول موجي كبير جدًا.
• أشعة جاما: تستخدم أشعة جاما التي تتكون من جميع أنواع مكونات الفضاء الخارجي في المجالات الطبية حيث تتمكن من الكشف على الأعضاء الداخلية بوضوح.
• الأشعة المرئية: تسقط الأشعة الضوئية على العين وتجعلها ترى وتميز الأشياء في الكون.

خصائص الطيف المغناطيسي

يمكن تعريف الطيف على إنه الحيز الذي يمكن أن تتواجد فيه الموجات الكهرومغناطيسية حيث يضم الطيف المغناطيسي عدد كبير من الأطوال الموجية وبالتالي هو يحتوي على جميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي، بينما يمتلك الطيف المغناطيسي عدة خصائص وهي:

• يمكن أن يرى الطيف المغناطيسي بالعين وهو النوع المرئي فيه.
• يتكون تلك الطيف الكهرومغناطيسي من كل أنواع الأشعة الموجودة في الكون.
• يحتوي الطيف المغناطيسي على موجات عالية التردد وتتسبب في أذية من يتعرض لها بينما تضم عدد من الموجات منخفضة التردد التي يمكن أن يتعامل معها الإنسان.

اقرأ أيضًا: ما هو خسوف القمر و متى يكون خسوف القمر القادم؟

تطبيقات حياتية على الموجات الكهرومغناطيسية

هناك العديد من الأشياء التي نستخدمها في روتين حياتنا تعتمد على الموجات الكهرومغناطيسية منها ما يلي:

• التطبيقات الصناعية: حيث تعتمد الصناعات على الرافعات والمولدات وجميعها تعتمد على الموجات الكهرومغناطيسية في التشغيل.
• أجهزة الاتصالات: حيث يتم نقل المعلومات بطرق مشفرة من خلال الموجات الكهرومغناطيسية على شكل طاقة وهي تتميز بأنها تنتقل لمسافات طويلة بسبب أن لها ترددات عالية ويمكن تسميتها بموجات الراديو.
• الأجهزة الطبية: حيث يتم عمل استخدام الموجات الكهرومغناطيسية في القيام بالإشعاعات التي يمكن أن يطلب فيها الطبيب أن يرى عضو معين لجسم الإنسان بدقة أكبر.
• الأجهزة المنزلية: مكبرات الصوت في الأجهزة الكهربية وبعض أنواع المصابيح والميكروويف يعتمدون اعتمادًا كليًا على الموجات الكهرومغناطيسية.

نستنتج من ذلك أن الطيف الكهرومغناطيسي يحتوي على كل أنواع الأشعة الكهرومغناطيسية التي يمكن أن نستخدمها في حياتنا اليومية من خلال بعض التطبيقات التي تسهل علينا أمور الحياة.