استخدامات إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي ، الإشعاع الكهرومغناطيسي موجود في جميع الأماكن من حولنا ، فهو أحد الأشكال المختلفة للطاقة المنبعثة من الأجسام المشحونة التي تمر عبر مجال مغناطيسي ، ويسمى الإشعاع الكهرومغناطيسي لأنه يتكون من الكهرباء داخل المجال المغناطيسي ، و سوف يقدم لنا موقعنا في هذا المقال شرح مفصل للطيف الكهرومغناطيسي وأهم أنواعه واستخداماته وأهم خصائصه.
ما هو طيف الموجات الكهرومغناطيسية؟
يُطلق على الطيف الكهرومغناطيسي في اللغة الإنجليزية الطيف الكهرومغناطيسي ، وهو النطاق الذي يحتوي على الأشعة الكهرومغناطيسية بجميع أجزائها وتردداتها وأطوالها الموجية ، ومن بين أجزاء الإشعاع الكهرومغناطيسي الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي ، وهما تختلف عن بعضها البعض حسب امتصاص ونقل وانبعاث الموجات ، ويمكن أن يكون هناك تداخل بين خصائص هذه الموجات ، لعدم وجود حواجز تفصل بينها ، ويمكن تعريف الأشعة الكهرومغناطيسية بأنها الطاقة التي تنتشر ويسافر بمرور الوقت ، وبالتالي يمكننا القول أن الضوء الخارج من المصباح والموجات الصادرة من الراديو هي أشعة كهرومغناطيسية ، والحركة التي تسببها الأجسام تتسبب في إنتاج المجالين الكهربائي والمغناطيسي بزوايا قائمة.
ينبعث عادة أثناء الاضمحلال الإشعاعي
أنواع الطيف الكهرومغناطيسي
تظهر إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي في جميع مجالات الحياة وخاصة في عصرنا الذي يعتبر عصر التكنولوجيا ومن أهم استخدامات هذه الإشعاعات:
موجات الراديو
تم اكتشاف موجات الراديو في نهاية القرن التاسع عشر من قبل الفيزيائي هاينريش هيرتز حيث أثبت أن الحرارة والضوء إشعاعات كهرومغناطيسية ، ويستخدم الكثيرون موجات الراديو بسبب طولها الموجي الأطول من الضوء المرئي ، ولا يمكن تقسيم هذه الموجات للتكنولوجيا المعاصرة وبسبب استخداماتها العديدة في التلفاز والهواتف المحمولة وفي البث الإذاعي وكذلك استخدامها في الاتصالات العسكرية ، وسبب هذا الاختلاف في الاستخدامات يعود إلى اختلاف الأطوال الموجية ، ويعتقد أنها كبيرة يؤدي التعرض لهذه الموجات إلى زيادة الإصابة بالسرطان.
موجات الميكروويف
يتراوح تردد موجات الميكروويف بين ثلاثمائة ميغا هرتز وثلاثمائة جيجاهرتز ، ويكون مداها ضمن موجات الراديو وموجات الأشعة تحت الحمراء ، ويعتبر هذا النوع من الموجات مناسبًا للاستخدام في الإشارات التي تحتاج إلى نطاق تردد كبير ، ولهذا السبب هم تستخدم في الهواتف المحمولة وفي إشارات الرادار والأقمار الصناعية والملاحة البحرية وفي الأجهزة الكهربائية المنزلية.
الطيف المرئي
هو أحد أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمكن رؤيته بالعين المجردة بسبب أطوال موجاته التي تقع بين الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية ، ويمكن تمييز الطيف المرئي عن غيره بسبب الألوان التي يمكن رؤيتها ، وهذه الألوان تظهر نتيجة احتواء العين على ما يسمى بالمخاريط وهي مستقبلات تم ضبطها حسب الطول الموجي للطيف المرئي الذي يحتوي على ثلاثة ألوان رئيسية هي الأحمر والأخضر والبنفسجي ، وباقي الألوان تندمج مع بعضها البعض شكل ما يسمى ألوان الطيف السبعة.
الأشعة تحت الحمراء
تم اكتشافه من قبل العالم البريطاني ويليام هيرشل وهو أحد أنواع الطاقة المشعة التي لا يمكن رؤيتها ولكن يمكن الشعور بها على أنها طاقة حرارية ومن أهم الأمثلة عليها هي الشمس والنار ، وتستخدم الأشعة تحت الحمراء في العديد من المجالات بما في ذلك الاتصالات ولكن ضمن مسافة قصيرة ، وفي صناعة المصابيح الحرارية والأشعة تحت الحمراء لها نطاق كبير من الأطوال الموجية ، وهناك نوعان من الأشعة الحمراء: الأشعة طويلة الموجة ، والتي تشبه إلى حد بعيد أشعة الميكروويف ، وأشعة الموجة القصيرة وهي عبارة عن موجات غير حارة ولا يمكن الشعور بآثارها ولكنها خطيرة للغاية عند تعرضها لفترات طويلة لأنها تؤثر على الأنسجة الحساسة في الجسم مثل الجلد والعين.
الأشعة السينية
يستخدم هذا النوع من الإشعاع على نطاق واسع في المجالات الطبية نظرًا لقدرة أنسجة الجسم على امتصاص درجات مختلفة من هذه الإشعاعات وبالتالي فهي تستخدم لتحديد الكسور وتشخيص أمراض الرئة وسرطان الثدي وأمراض أخرى. زيادة تعرض المريض لهذه الأشعة وبالتالي تزيد من خطورتها.
الأشعة فوق البنفسجية
توجد الأشعة فوق البنفسجية داخل مجال كهرومغناطيسي يقع بين الأشعة السينية والضوء المرئي ، وتنقسم الأشعة فوق البنفسجية إلى ثلاث مناطق تختلف عن بعضها البعض وفقًا لأطوالها الموجية ، وهي الأشعة فوق البنفسجية القريبة والبعيدة والمتوسطة ، وهذه الأشعة لها تأثير كبير جدًا. طاقة عالية وقدرة على تكسير العديد من الروابط الكيميائية وهكذا يحدث التأين لفوتونات الأشعة فوق البنفسجية التي لها دور فعال في المعالجات الكيميائية وتنظيف الأسطح ، ومن الضروري معرفة أن التعرض العالي لهذه الأشعة يسبب الضرر الذي يلحق بأنسجة الجسم ، كما أنه مسؤول عن حروق الشمس.
ومن الأمثلة على ذلك نقل الطاقة الحرارية من الشمس إلى الأرض
استخدامات إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي
يستخدم إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي في العديد من المجالات ، بما في ذلك:
- في الإضاءة كما ذكرنا سابقاً حيث تصنع المصابيح من خلال بعض أنواع الطيف وكذلك أشعة الشمس هي فقط أشعة فوق بنفسجية وبالتالي فهي أحد أنواع الطيف الكهرومغناطيسي.
- له استخدامات في المجال الطبي من خلال التصوير بالأشعة السينية التي يتم من خلالها الكشف عن الكسور وكذلك لإظهار الأعضاء الداخلية للإنسان والقدرة على تشخيص الأمراض.
- ويتم استخدامه في المجال العسكري من خلال الرادارات التي تعمل بالموجات الكهرومغناطيسية والتي من خلالها يمكنك الكشف عن وجود أي جسم متحرك مع إمكانية تحديد سرعته وكذلك الصواريخ الموجهة من مسافة تستخدم الأشعة الكهروضوئية التي تم استخراجها من خلال الأشعة الكهرومغناطيسية.
الموجات أو الإشعاعات التالية في الطاقة هي
خصائص الطيف الكهرومغناطيسي
هناك العديد من الخصائص التي تميز الطيف الكهرومغناطيسي ، ومن أهم هذه الخصائص:
- يتكون الطيف الكهرومغناطيسي من جميع أنواع وأشكال الأشعة الموجودة في الكون.
- يمكن تقسيم الطيف الكهرومغناطيسي إلى قسمين: الطيف المرئي والطيف غير المرئي.
- يحتوي على أنواع مختلفة من الطاقة ، أحدها عالي التردد وضار للإنسان مثل الأشعة فوق البنفسجية ، وأحدها منخفض التردد وغير ضار بالصحة مثل الأشعة تحت الحمراء.
يوجد جزء صغير من الطاقة الضوئية بشكل مستقل
وفي نهاية هذا المقال سننتهي من الشرح التفصيلي لـ استخدامات إشعاع الطيف الكهرومغناطيسي ، وتعرفنا على ماهية الطيف الكهرومغناطيسي وما هي أنواع هذا الطيف وكيف يتم استخدام كل نوع من هذه الأنواع وما هي أهم خصائص الطيف الكهرومغناطيسي.