ما سرعة الموجة الكهرومغناطيسية التي تنتقل عبر الهواء ؟ ، حيث أن الموجات الكهرومغناطيسية هي شكل من أشكال الطاقة المنبعثة من الجسيمات المشحونة ، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الموجات الكهرومغناطيسية ، وسنشرح ما هي سرعة هذه الموجات.
ما هي الموجات الكهرومغناطيسية
الإشعاع الكهرومغناطيسي هو موجة تنتشر عبر الفضاء وتحمل طاقة مشعة كهرومغناطيسية ، حيث يتكون الإشعاع الكهرومغناطيسي من موجات كهرومغناطيسية ، وهي تذبذبات متزامنة للمجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفراغ ، وتنبعث الموجات الكهرومغناطيسية من الجسيمات المشحونة كهربائيًا التي تتعرض للتسارع. ، ويمكن لهذه الموجات أن تتفاعل لاحقًا مع الجسيمات المشحونة الأخرى ، مما يؤدي إلى التأثير عليها ، حيث تحمل الموجات الكهرومغناطيسية الطاقة والزخم الزاوي بعيدًا عن جسيم مصدرها ، ويمكنها نقل هذه الكميات إلى المادة التي تتفاعل معها ، و يرتبط الإشعاع الكهرومغناطيسي بتلك الموجات الكهرومغناطيسية التي تتمتع بحرية الانتشار دون تأثير. الحركة المستمرة للشحنات المتحركة التي تنتجها ، لأنها على مسافة مناسبة من تلك الشحنات.
في الواقع ، يمكن توليد الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يولد هذه الموجات إما بشكل طبيعي أو صناعي ، حيث أن الموجات الكهرومغناطيسية الطبيعية تشبه الضوء والأشعة السينية وأشعة غاما التي تنبعث من نوى الذرات ذات النشاط الإشعاعي ، ولكن صناعيًا يكون من خلال الإنسان. الأجهزة المصنعة التي تبث هذه الموجات في الفراغ ، يولد مجال مغناطيسي متغير مجالًا كهربائيًا ، ويولد مجال كهربائي متغير مجالًا مغناطيسيًا.
أنظر أيضا: يسمى انحراف الموجات حول الشقوق الضيقة
ما سرعة الموجة الكهرومغناطيسية التي تنتقل عبر الهواء
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية التي تنتقل في الهواء هي 2.99712 × 810 م / ثانيةحيث تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية بسرعة الضوء في الفراغ لتصل إلى أعلى سرعتها حوالي 2.99792458 x 810 أمتار / ثانية ، ويمكن للموجة الكهرومغناطيسية أن تنتقل عبر أي شيء سواء كان هواءًا أو صلبًا أو فراغًا ، وهذه الموجات لا تحتاج إلى وسيط للانتقال من مكان إلى آخر ، ويمكن حساب سرعة الموجات الكهرومغناطيسية في أي وسيط مادي من خلال قانون سرعة الموجة الكهرومغناطيسية ، والذي ينص على أن سرعة الموجة الكهرومغناطيسية تساوي سرعة الضوء مقسومة على جذر ثابت العزل الكهربائي للوسيط ، ويمكن كتابة القانون رياضيًا على النحو التالي:
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسط
V = ج ÷ √K
بينما:
- الخامس ← هو مقدار سرعة الموجة الكهرومغناطيسية ويقاس بالأمتار / الثانية.
- ج ← ثابت بحجم سرعة الضوء في الفراغ ويبلغ تقريبًا 2.99792458 × 810 م / ثانية.
- √K ← هو حجم الجذر التربيعي لكمية العازل الكهربائي للوسط الذي تنتقل فيه الموجة الكهرومغناطيسية.
عند استبدال الأرقام في السؤال السابق تظهر النتائج التالية:
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسط
بما أن القيمة العازلة للهواء تساوي 1.00054 ، تكون النتيجة كما يلي:
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 ÷ √1.00054
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 1.0002699
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99712 س 810 م / ثانية
أنظر أيضا: البحث في الضوء والطاقة الكمومية
أمثلة على حسابات سرعة الموجة الكهرومغناطيسية
هناك العديد من الأمثلة على مدى سرعة تحرك الموجة الكهرومغناطيسية ، وإليك بعض الأمثلة العملية لحساب هذه السرعة:
- المثال الأول: احسب سرعة الموجة الكهرومغناطيسية عندما تتحرك في الماء
طريقة الحل:ثابت العزل للماء = 1.77
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسط
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 ÷ √1.77
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 ÷ 1.330
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.25337510 س 810 م / ثانية - المثال الثاني: احسب سرعة الموجة الكهرومغناطيسية أثناء تحركها عبر الزجاج
طريقة الحل:ثابت العزل الكهربائي للزجاج = 4.7
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسط
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 ÷ √4.7
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 ÷ 2.1679
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 1.38283949 × 810 م / ثانية - المثال الثالث: احسب سرعة الموجة الكهرومغناطيسية عندما تتحرك في الماس
طريقة الحل:ثابت العزل الكهربائي للماس = 5.5
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسط
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 ÷ √5.5
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 2.345
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 1.27831933 x 810 م / ثانية - المثال الرابع: احسب سرعة الموجة الكهرومغناطيسية عندما تتحرك في السيليكون
طريقة الحل:ثابت العزل الكهربائي للسيليكون = 11.68
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ ثابت العزل للوسط
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 ÷ 11.68
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 x 810 ÷ 3.4176
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 8.7720133 x 710 م / ثانية
أنواع الموجات الكهرومغناطيسية
تتكون جميع الموجات الكهرومغناطيسية من فوتونات تنتقل عبر الفضاء حتى تتفاعل مع المادة ، بحيث يتم امتصاص بعض الموجات وينعكس البعض الآخر ، وفيما يلي الأنواع الرئيسية للموجات الكهرومغناطيسية في الطبيعة ، على النحو التالي:
- موجات الراديو: هم الموجات الترددية الأدنى في الطيف الكهرومغناطيسي.
- المايكرويف: إنها ثاني أقل موجات تردد في الطيف الكهرومغناطيسي ، حيث يمكن للموجات الدقيقة اختراق العوائق التي تتداخل مع موجات الراديو مثل السحب والدخان والمطر.
- موجات الأشعة تحت الحمراء: عندما تقع موجات الأشعة تحت الحمراء في النطاق المتوسط الأدنى للترددات في الطيف الكهرومغناطيسي ، تتراوح موجات الأشعة تحت الحمراء في الحجم من بضعة ملليمترات إلى أطوال مجهرية.
- أشعة الضوء المرئية: إنها موجات كهرومغناطيسية يستطيع الإنسان رؤيتها.
- الموجات فوق البنفسجية: حيث أن الموجات فوق البنفسجية هي سبب حروق الشمس ويمكن أن تسبب السرطان في الكائنات الحية.
- الأشعة السينية: إنها موجات عالية الطاقة ذات أطوال موجية تتراوح بين 0.03 و 3 نانومتر.
- أشعة غاما: إنها موجات كهرومغناطيسية ذات تردد عالٍ ، تنبعث فقط من الأجسام الكونية الأكثر نشاطًا مثل النجوم النابضة والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء.
في ختام هذا المقال عرفنا ما سرعة الموجة الكهرومغناطيسية التي تنتقل عبر الهواءكما شرحنا بالتفصيل ماهية الموجات الكهرومغناطيسية ، وذكرنا كيفية حساب سرعة هذه الموجات حسب وسيط المادة الذي تنتقل من خلاله ، بالإضافة إلى التعرف على جميع أنواع الموجات الكهرومغناطيسية.