خصائص الموجات الكهرومغناطيسية
تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من مجالات كهربائية ومغناطيسية متذبذبة، وتنقل الطاقة عبر المادة أو الفضاء. بعض الموجات الكهرومغناطيسية غير ضارة عمومًا، والضوء الذي نستخدمه للرؤية مثال جيد على ذلك.
بينما قد تكون موجات كهرومغناطيسية أخرى ضارة جدًا، ويجب توخي الحذر لتجنب التعرض المفرط لها، والأشعة السينية مثال مألوف.
لماذا تختلف الموجات الكهرومغناطيسية بهذه الطرق؟ يعتمد ذلك على خصائصها. فمثلها مثل الموجات الأخرى، تتميز الموجات الكهرومغناطيسية بالسرعة والطول الموجي والتردد.
سرعة الموجات الكهرومغناطيسية
تنتقل جميع الموجات الكهرومغناطيسية بنفس السرعة في الفضاء. هذه السرعة، التي تُسمى سرعة الضوء، تبلغ حوالي 300 مليون متر في الثانية (3.0 × 10⁸ م/ث).
لا يوجد شيء آخر في الكون معروف بأنه ينتقل بهذه السرعة. تبعد الشمس حوالي 150 مليون كيلومتر (93 مليون ميل) عن الأرض، لكن الإشعاع الكهرومغناطيسي يستغرق 8 دقائق فقط للوصول إلى الأرض من الشمس.
لو استطعتَ التحرك بهذه السرعة، لتمكنتَ من الدوران حول الأرض 7.5 مرات في ثانية واحدة فقط!
طول الموجة وتردد الموجات الكهرومغناطيسية
على الرغم من أن جميع الموجات الكهرومغناطيسية تنتقل بنفس السرعة عبر الفضاء، إلا أنها قد تختلف في أطوال موجاتها وتردداتها ومستويات طاقتها.
- طول الموجة هو المسافة بين نقطتين متناظرتين لموجتين متجاورتين. تتراوح أطوالها من أطول من ملعب كرة قدم إلى أقصر من قطر الذرة.
- تردد الموجة هو عدد الموجات التي تمر بنقطة ثابتة خلال فترة زمنية محددة. تتراوح ترددات الموجات الكهرومغناطيسية من آلاف الموجات في الثانية إلى تريليونات الموجات في الثانية.
- تعتمد طاقتها على ترددها. الموجات منخفضة التردد ذات طاقة ضئيلة وعادةً ما تكون غير ضارة. أما الموجات عالية التردد فلها طاقة كبيرة وقد تكون ضارة للغاية.
إقرأ أيضاً… ما هو الإشعاع الكهرومغناطيسي؟
السرعة والطول الموجي والتردد
سرعة الموجة هي حاصل ضرب طولها الموجي وترددها. ولأن جميع الموجات تنتقل بنفس السرعة في الفضاء، فإن الموجة ذات الطول الموجي الأقصر يكون ترددها أعلى، والعكس صحيح. وتُعبّر المعادلة التالية عن هذه العلاقة:
السرعة = الطول الموجي × التردد
ويمكن إعادة كتابة معادلة سرعة الموجة على النحو التالي:
التردد = السرعة / الطول الموجي
أو
الطول الموجي = السرعة / التردد
إقرأ أيضاً… مولد التيار المتردد: مبدأ العمل والتطبيقات
الخلاصة
تنتقل جميع الموجات الكهرومغناطيسية عبر الفضاء بسرعة الضوء، والتي تبلغ حوالي 300 مليون متر في الثانية (3.0 × 10⁸ م/ث).
تختلف الموجات في طولها الموجي وترددها. فالموجات ذات الطول الموجي الأطول لها ترددات منخفضة، بينما الموجات ذات الطول الموجي الأقصر لها ترددات عالية. الموجات ذات التردد العالي تحمل طاقة أكبر.
سرعة الموجة هي حاصل ضرب طولها الموجي في ترددها. ولأن سرعة الموجات في الفضاء ثابتة، يمكن حساب طول الموجة أو ترددها إذا عُرف الطول الموجي أو التردد.
المصادر والمراجع
[1] Basic Properties of Electromagnetic Waves – byjus.com
[2] What Are Electromagnetic Waves? Speed, Spectrum and Properties – physicsfundamentals.org
