الطاقة الكهرومغناطيسية واستخداماتها
الطاقة الكهرومغناطيسية هي واحدة من القوى الأساسية الأربعة في الطبيعة هذه القوى لها مستويات قوة مختلفة وتعمل عبر نطاقات مختلفة. الإشعاع الكهرومغناطيسي ليس له كتلة أو شحنة. بدلا من ذلك ، فإنه يسافر في حزمة من الطاقة الضوئية تسمى الفوتونات . وفي هذا المقال سنتعرف على الطاقة الكهرومغناطيسية واستخداماتها
وصف الطاقة الكهرومغناطيسية
يمكننا أن نفكر في الموجات الكهرومغناطيسية بالطريقة نفسها التي قد نفكر بها في مجموعة من الموجات على الشاطئ: هناك قمم وقيعان تنتقل في نمط منتظم نسبيًا وتستخدم الطاقة للتحرك.
يمكن وصف الإشعاع الكهرومغناطيسي بثلاث طرق: الطاقة أو الطول الموجي أو التردد .
تُقاس الأطوال الموجية عادةً بوحدات قياسية ، وعند استخدامها لوصف الموجات الكهرومغناطيسية عادةً ما تكون بالأمتار (م). وبالعودة إلى مثال الشاطئ المسافة بين قمم كل موجة هي ما يمكنك اعتباره الطول الموجي.
يتم قياس تردد هذه الموجات بوحدات الهرتز (hz) و ميجاهرتز (MHz) و جيجاهرتز (Ghz) ، وهي الوحدات التي قد تكون على دراية بها في راديو السيارة كلما زاد تردد الموجة الكهرومغناطيسية ، زادت الطاقة الكهرومغناطيسية التي تحملها.
المجال الكهرومغناطيسي
الحقول الكهرومغناطيسية هي نتاج الإشعاع الكهرومغناطيسي ، وغالبًا ما يشار إليها ببساطة بالإشعاع . هذه الحقول الكهرومغناطيسية يمكن أن تكون خطرة على البشر
تنتج المجالات المغناطيسية الشحنات الكهربائية ، وكلما زادت هذه الشحنة ، كان المجال المغناطيسي أقوى . هذا له تطبيقات عملية لأنه يعني أنه يمكننا زيادة أو تقليل الشحنة الكهربائية لضبط المجالات المغناطيسية بشكل دقيق لأهدافنا .
أنواع الطاقة الكهرومغناطيسية واستخداماتها
1. موجات الراديو
قد تكون موجات الراديو هي أكثر الموجات الكهرومغناطيسية شيوعًا استخدمات موجات الرديو :
- نستخدم موجات الراديو طوال الوقت في سياراتنا
- تستخدم موجات الراديو أيضًا في تحديد المواقع عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)
- البث التلفزيوني
- الانبعاثات عالية الطاقة
- الشبكات اللاسلكية
- أجهزة التحكم عن بعد
- شبكات الهواتف المحمولة.
2. المايكرويف
الموجات الدقيقة هي نوع من الموجات الراديوية التي لها أطوال موجية طويلة وتعتبر أيضًا من أشكال الموجات منخفضة التردد الموجات الدقيقة هي الموجة الكهرومغناطيسية الأولية المستخدمة في الرادار وافران المايكرويف
3. الأشعة تحت الحمراء
هذه الموجات غير مرئية للعين البشرية ، لكن الكاميرات الخاصة التي تلتقط هذه الموجات يمكن أن تساعدنا على الرؤية في الليل (فكر في نظارات الرؤية الليلية) أو رؤية مصادر الحرارة (الكاميرات الحرارية).
استخدامات الاشعة تحت الحمراء :
- الأشعة تحت الحمراء مهمة لعلماء الفلك والباحثين في وكالة ناسا الذين يستخدمونها للكشف عن النجوم البعيدة
- الكشف عن حقول الغاز
اقرأ ايضا : استخدامات الطاقة الكهرومائية
4. ضوء مرئي
لضوء المرئي هو شكل من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية . هذه الموجات الكهرومغناطيسية لها أطوال موجية أقصر من موجات الأشعة تحت الحمراء أو موجات الراديو ، وبالتالي فهي ذات تردد أعلى وطاقة أكثر.
تبعث الشمس طاقة كهرومغناطيسية في موجات كهرومغناطيسية عبر الطيف الكهرومغناطيسي ، لكن موجات الضوء المرئية التي تنبعث منها هي الأقوى . هذا جزء من سبب عدم قدرتك على التحديق في الشمس – شدة الضوء المرئي أكثر من اللازم للعين البشرية.
5. الأشعة فوق البنفسجية
هذا الشكل من الإشعاع الكهرومغناطيسي له أطوال موجية قصيرة ، مما يعني أن الأشعة فوق البنفسجية لها تردد عالٍ لذلك ، يحتوي على طاقة كهرومغناطيسية أكثر من الضوء المرئي أو الموجات الدقيقة أو موجات الراديو .
في هذه المرحلة يمكن أن يبدأ الإشعاع الكهرومغناطيسي في أن يصبح خطيرًا على البشر إذا لم يتم اتخاذ الاحتياطات المناسبة. لماذا ا؟ لأنه على عكس موجات الراديو والميكروويف والأشعة تحت الحمراء ، فإن الأشعة فوق البنفسجية هي إشعاع مؤين . (من الجدير بالذكر أيضًا أن الأشعة السينية وأشعة جاما مؤينة أيضًا).
هناك العديد من التطبيقات العملية للأشعة فوق البنفسجية:
- الأضواء السوداء
- الدباغة الاصطناعية
- علاجات السرطان
- أجهزة تعقيم الأسطح.
6. الأشعة السينية
يمكن أن تشكل الأشعة السينية مخاطر على الكائنات الحية لأن هذا النوع من الإشعاع يمكن أن يسبب ضررًا جزيئيًا إذا لم يتم التحكم فيه بإحكام.
تطبيق الأشعة السينية الأكثر شيوعًا الذي نعرفه جميعًا هو علم الأشعة ، والذي يستخدم هذه الموجات الكهرومغناطيسية لإنتاج صور للجزء الداخلي من جسم الإنسان لن تكون متاحة لنا لولا ذلك. سواء كنت تحصل على تصوير بالأشعة السينية ، أو تخضع لأمن المطار ، أو يتم فحص أسنانك عند طبيب الأسنان ، فإن الأشعة السينية هي شكل من أشكال الطاقة الكهرومغناطيسية التي نتفاعل معها عادة في مراحل مختلفة من حياتنا.
7. أشعة غاما
توجد أشعة جاما في الطرف البعيد من الطيف الكهرومغناطيسي ، مع أقصر أطوال موجية ولكن مع أعلى ترددات . أشعة جاما هي أيضًا أعلى الموجات الكهرومغناطيسية طاقة ، وبالتالي فهي تشكل أكبر تهديد للحياة البيولوجية.
تعتبر أشعة جاما شديدة الخطورة. لحسن الحظ ، فإن مصادر هذه الأشعة محدودة نسبيًا . يمكن للأشعة الكونية والعواصف الرعدية والتوهجات الشمسية أن تنتج هذه الموجات الكهرومغناطيسية ، مثلها مثل الاضمحلال الإشعاعي.
أشعة جاما و الأشعة السينية على حد سواء مصادر المؤينة الإشعاع، الذي يعرف بأنه “نوع من الطاقة المنطلقة من الذرات التي تنتقل في شكل موجات الكهرومغناطيسية .” في الجرعات المنخفضة ، يمكن للإشعاع المؤين أن يسبب السرطان ، وفي الجرعات العالية يمكن أن يدمر الحياة البيولوجية.
تلعب الموجات الكهرومغناطيسية دورًا مهمًا في حياتك
الطاقة الكهرومغناطيسية موجودة في كل مكان حولنا ، على الرغم من أننا في معظم الوقت ندرك فقط جزء محدود جدًا من الطيف الكهرومغناطيسي – الضوء المرئي . ومع ذلك ، فإن الموجات الكهرومغناطيسية ضرورية لكيفية إحساسنا بالعالم وتجربته. من الراديو والهواتف المحمولة إلى الموجات الدقيقة والأشعة السينية وما وراءها ، هناك طرق لا حصر لها نستفيد من كل الطاقة الكهرومغناطيسية التي يقدمها الكون.
اقرأ ايضًا: استخدامات الطاقة النووية