جدول ال فكرة
ما مدى سرعة انتقال الموجات الكهرومغناطيسية في الهواء ، حيث أن الموجات الكهرومغناطيسية هي شكل من أشكال الطاقة المنبعثة من الجسيمات المشحونة وفي هذه المقالة سنتحدث بالتفصيل عن الموجات الكهرومغناطيسية ونوضح مدى سرعة هذه الموجات.
المحتويات
ما هي الموجات الكهرومغناطيسية
الإشعاع الكهرومغناطيسي هو موجة تنتشر عبر الفضاء وتحمل طاقة الإشعاع الكهرومغناطيسي ، حيث يتكون الإشعاع الكهرومغناطيسي من موجات كهرومغناطيسية عبارة عن تذبذبات متزامنة للمجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفراغ ، وتنبعث الموجات الكهرومغناطيسية من الجسيمات المشحونة كهربائيًا التي تخضع للتسارع ، و يمكن لهذه الموجات أن تتفاعل لاحقًا مع الجسيمات المشحونة الأخرى ، مما يؤدي إلى تأثير عليها ، حيث تحمل الموجات الكهرومغناطيسية الطاقة والزخم الزاوي بعيدًا عن جسيمها الأصلي ويمكن أن تنقل هذه الكميات إلى المادة التي تتفاعل معها ويرتبط الإشعاع الكهرومغناطيسي بمثل هذه الموجات الكهرومغناطيسية التي يمكن أن تنتشر دون أن تتأثر. الحركة المستمرة للشحنات المتحركة التي تولدها لأنها على مسافة معقولة من هذه الشحنات.
في الواقع ، يمكن توليد الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي ينتج هذه الموجات إما بشكل طبيعي أو اصطناعي لأن الموجات الكهرومغناطيسية الطبيعية تشبه الضوء والأشعة السينية وأشعة غاما المنبعثة من النوى الذرية ذات النشاط الإشعاعي ، ولكن صناعيًا يتم من خلال الأجهزة التي صنعها الإنسان تنبعث من هذه الموجات. في الفراغ ، يخلق مجال مغناطيسي متغير مجالًا كهربائيًا ويخلق مجال كهربائي متغير مجالًا مغناطيسيًا.[1]
انظر أيضًا: يدعو المرء انحراف الموجات حول الشقوق الضيقة
ما مدى سرعة انتقال الموجة الكهرومغناطيسية عبر الهواء؟
حجم سرعة الموجة الكهرومغناطيسية المنتشرة في الهواء هي 2.99712 × 810 متر / ثانية ، حيث تنتشر الموجات الكهرومغناطيسية الفراغية بسرعة الضوء وتصل إلى أعلى سرعتها حوالي 2.99792458 × 810 متر / ثانية ، ويمكن للموجات الكهرومغناطيسية تنتقل عبر أي شيء سواء كان الهواء أو مادة صلبة أو فراغ ، وهذه الموجات لا تحتاج إلى وسيط لتنتقل من مكان إلى آخر ، ويمكن حساب سرعة الموجات الكهرومغناطيسية في أي وسيط فيزيائي بقانون السرعة. من الموجة الكهرومغناطيسية ، والتي تنص على أن سرعة الموجة الكهرومغناطيسية تساوي سرعة الضوء مقسومة على الجذر التربيعي لثابت العزل. بالنسبة للوسيط ، يمكن كتابة القانون رياضيًا على النحو التالي:[2]
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسط
V = ج ÷ √K
بينما:
- V → هو مقدار سرعة الموجة الكهرومغناطيسية ويتم قياسه بالأمتار / الثانية.
- c → هو ثابت لترتيب سرعة الضوء في الفراغ ويبلغ تقريبًا 2.99792458 × 810 متر / ثانية.
- √K → هو حجم الجذر التربيعي لكمية العازل الكهربائي في الوسط الذي تنتشر فيه الموجة الكهرومغناطيسية.
الاستعاضة عن الأرقام الواردة في السؤال السابق يعطي الآتي:
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسط حيث أن ثابت العزل الكهربائي للهواء يساوي 1.00054 ، النتيجة كالتالي: سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 1.00054 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 × 1.0002699 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99107 = 2.99107 متر / ثانية
انظر أيضًا: بحث عن الضوء والطاقة الكمومية
أمثلة على حسابات سرعة الموجة الكهرومغناطيسية
هناك العديد من الأمثلة على مدى سرعة انتقال الموجة الكهرومغناطيسية ، وإليك بعض الأمثلة العملية لكيفية حساب هذه السرعة:
- المثال الأول: حساب سرعة الموجة الكهرومغناطيسية عند التحرك في الماء طريقة المحلول: ثابت العزل الكهربائي للماء = 1.77 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسيط سرعة الكهرومغناطيسية الموجة = 2.99792458 × 810 ÷ √1.77 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 ÷ 1.330 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.25337510 × 810 متر في الثانية
- المثال الثاني: حساب سرعة الموجة الكهرومغناطيسية عندما تتحرك في طريقة المحلول الزجاجي: ثابت العزل للزجاج = 4.7 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسيط وسرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 4.7 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 ÷ 2.1679 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 1.38283949 × 810 متر في الثانية
- المثال الثالث: حساب سرعة الموجة الكهرومغناطيسية عندما تتحرك في طريقة المحلول الماسي: ثابت العزل الكهربائي للماس = 5.5 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسيط سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2 .99792458 × 810 √5.5 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 ÷ 2.345 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 1.27831933 × 810 متر في الثانية
- المثال الرابع: حساب سرعة الموجة الكهرومغناطيسية عندما تتحرك في السيليكون طريقة الحل: ثابت العزل الكهربائي للسيليكون = 11.68 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل الكهربائي لمتوسط سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 11.68 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 ÷ 3.4176 سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 8.7720133 × 710 متر في الثانية
أنواع الموجات الكهرومغناطيسية
تتكون جميع الموجات الكهرومغناطيسية من فوتونات تنتقل عبر الفضاء حتى تتفاعل مع المادة مسببة امتصاص بعض الموجات وانعكاس أخرى ، وفيما يلي الأنواع الرئيسية للموجات الكهرومغناطيسية في الطبيعة:[3]
- موجات الراديو: هذه هي الموجات ذات التردد الأقل في الطيف الكهرومغناطيسي.
- الموجات الدقيقة: هي ثاني أدنى موجات تردد في الطيف الكهرومغناطيسي حيث تستطيع الموجات الدقيقة اختراق العوائق التي تتداخل مع موجات الراديو مثل السحب والدخان والمطر.
- موجات الأشعة تحت الحمراء: تقع موجات الأشعة تحت الحمراء في نطاق التردد الأدنى من الطيف الكهرومغناطيسي ، وتتراوح موجات الأشعة تحت الحمراء في الحجم من بضعة ملليمترات إلى أطوال مجهرية.
- أشعة الضوء المرئية: هي موجات كهرومغناطيسية يستطيع الإنسان رؤيتها.
- الموجات فوق البنفسجية: الموجات فوق البنفسجية هي سبب حروق الشمس ويمكن أن تسبب السرطان في الكائنات الحية.
- الأشعة السينية: هي موجات عالية الطاقة ذات أطوال موجية تتراوح بين 0.03 و 3 نانومتر.
- أشعة جاما: هي موجات كهرومغناطيسية عالية التردد تنبعث فقط من الأجسام الكونية الأكثر نشاطًا مثل النجوم النابضة والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء.
بنهاية هذا المقال نعرف مدى سرعة انتقال الموجات الكهرومغناطيسية في الهواء وقد أوضحنا بالتفصيل ماهية الموجات الكهرومغناطيسية وقد ذكرنا كيف يتم حساب سرعة هذه الموجات اعتمادًا على المادة والوسط الذي تنتقل من خلاله ، في بالإضافة إلى التعرف على جميع أنواع الموجات الكهرومغناطيسية.