امواج الکترومغناطیسی

در مکانیک کلاسیک و ترمودینامیک تلاش ما بر این است که کوتاهترین وجمع و جورترین معادلات یا قوانین را که یک موضع را تا حد امکان بطور کامل تعریف می‌کنند معرفی کنیم. در مکانیک به قوانین حرکت نیوتن و قوانین وابسته به آنها ، مانند قانون گرانش نیوتن، و در ترمودینامیک به سه قانون اساسی ترمودینامیک رسیدیم. در مورد الکترومغناطیس ، معادلات ماکسول به عنوان مبنا تعریف می‌شود. به عبارت دیگر می‌توان گفت که معادلات ماکسول توصیف کاملی از
سه‌شنبه، 12 آذر 1387
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
امواج الکترومغناطیسی
امواج الکترومغناطیسی
امواج الکترومغناطیسی

دید کلی

در مکانیک کلاسیک و ترمودینامیک تلاش ما بر این است که کوتاهترین وجمع و جورترین معادلات یا قوانین را که یک موضع را تا حد امکان بطور کامل تعریف می‌کنند معرفی کنیم. در مکانیک به قوانین حرکت نیوتن و قوانین وابسته به آنها ، مانند قانون گرانش نیوتن، و در ترمودینامیک به سه قانون اساسی ترمودینامیک رسیدیم. در مورد الکترومغناطیس ، معادلات ماکسول به عنوان مبنا تعریف می‌شود. به عبارت دیگر می‌توان گفت که معادلات ماکسول توصیف کاملی از الکترو‌مغناطیس بدست می‌دهد و علاوه برآن اپتیک را به صورت جزء مکمل الکترومغناطیس پایه گذاری می‌کند. به ویژه این معادلات به ما امکان خواهد داد تا ثابت کنیم که سرعت نور در فضای آزاد طبق رابطه (C = 1/√μ0 ε0) به الکترومغناطیس|کمیتهای صرفا الکتریکی و مغناطیسی مربوط می‌شود.
یکی از نتایج بسیار مهم معادلات ماکسول ، مفهوم طیف الکترومغناطیسی است که حاصل کشف تجربی موج رادیویی است. قسمت عمده فیزیک امواج الکترومغناطیسی را از چشمه‌های ماورای زمین دریافت می‌کنیم و در واقع همه آگاهیهای که درباره جهان داریم از این طریق به ما می‌رسد. بدیهی است که فیزیک امواج الکترومغناطیسی خارج از زمین در گسترده نور مرئی از آغاز خلقت بشر مشاهده شده‌اند.

تعریف امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی یک رده از امواج است که دارای مشخصات زیر است: • امواج الکترومغناطیسی دارای ماهیت و سرعت یکسان هستند و فقط از لحاظ فرکانس ، یا طول موج باهم تفاوت دارند
• در طیف امواج الکترومغناطیس هیچ شکافی وجود ندارد. یعنی هر فرکانس دلخواه را می‌توانیم تولید کنیم.
• برای مقیاسهای بسامد یا طول موج ، هیچ حد بالا یا پائین تعیین شده‌ای وجود ندارد.
• از جمله منابع زمینی امواج الکترومغناطیسی می‌توان به امواج دستگاه رله تلفن ، چراغهای روشنایی و نظایر آن اشاره کرد.
• این امواج برای انتشار خود نیاز به محیط مادی ندارند.
• قسمت عمده این فیزیک امواج دارای منبع فرازمینی هستند.
• امواج الکترومغناطیسی جزو امواج عرضی هستند.

گستره امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی از طولانی‌ترین موج رادیویی ، با طول موج‌های معادل چندین کیلومتر ، شروع شده پس از گذر از موج رادیویی متوسط و کوتاه تا نواحی کهموج ، فروسرخ و مرئی امتداد می‌یابد. بعد از ناحیه مرئی فرابنفش قرار دارد که خود منتهی به نواحی اشعه ایکس ، اشعه گاما و اشعه کیهانی می‌شود. نموداری از این طیف که در آن نواحی قراردادی طیفی نشان داده می‌شوند در شکل آمده است که این تقسیم بندی‌ها جز برای ناحیه دقیقا تعریف شده مرئی لزوما اختیاری‌اند.

یکاهای معروف فیزیک امواج الکترومغناطیسی

• طول موج λ بنا به تناسب مورد ، برحسب متر و همچنین میکرون یا میکرومتر μm ، واحد آنگستروم A و واحد ایکس XU نشان داده می‌شود.
• با بکار بردن متر به عنوان واحد طول ، طول موجهای نوری بایستی بنا به تناسب برحسب ، nm سنجیده شوند، ولی هنوز آنگستروم یک واحد رسمی بوده و به عنوان متداول ترین واحد در طیف نمایی بکار برده می‌شود.
• واحد XU ابتدا به شکل مستقل طوری تعریف شده بود که رابطه آن با آنگستروم به صورت 1A = XU 1002.060بود. این واحد اکنون دقیقا معادل 10-10 یا m 10-13 تعریف شده است.
• علی رغم طبقه بندی عمومی تابش با طول موج ، کمیت مهم از نظر ساختار اتمی و مولکولی فرکانس <ν = c/λvacΔE = hv به اختلاف انرژی ΔE بین دو حالت ساکن دستگاه مربوط است. در طول موجهای کوتاهتر مناسب‌تر آن است که به جای ν واحد متناسب با آن یعنی عدد موجی δ = 1/λvac = c/v جایگزین شود. مؤلفین مختلف واحدهای مختلفی را برای عدد موجی مانند ΄ν ، K و δ بکار می‌برند که همگی یکسان‌اند، در این بحث علامت δ انتخاب شده است، زیرا امکان اشتباه آن با خود ν و یا سایر ثابتها کم است.
• واحد عدد موجی یک بر سانتیمتر است که گاهی کایزر (K) نامیده می‌شود. واحد کوچکتر آن میلی کایزر است که (mk) واحد مناسبی برای ساختار فوق ریز و کارهای مربوط به عرض خطی است. هر چند که متخصصین طیف نمایی فرکانس رادیویی برای این قبیل کمیتها واحد فرکانس یعنی MHz را بکار می‌برند (MHz 29.979=mk 1 ).
• انرژی موج را بر حسب واحد الکترون ولت (ev) بیان می‌کنند که انرژیهای فوتونی خیلی بالا (مربوط به طول موجهای خیلی کوتاه) یک الکترون ولت معادل 1.6x10-19J است.

طیف نمایی و امواج الکترومغناطیسی

• ناحیه مرئی یا نور مرئی (4000-7500 آنگستروم) توسط نواحی فروسرخ از طرف طول موجهای بلند ، فرابنفش از طرف طول موجهای کوتاه ، محصور شده است. معمولا این نواحی به قسمتهای فروسرخ و فرابنفش دور و نزدیک ، با محدوده‌هایی به ترتیب در حدود 30 میکرومتر و 2000 آنگستروم تقسیم می‌شوند که نواحی مزبور دارای شفافیت نوری برای موادی شفاف از جمله منشورها و عدسیها می‌باشند.
• تا این اواخر ناحیه مرئی متشکل از فروسرخ تا فرابنفش نور توسط گافهایی از نواحی رادیویی و اشعه ایکس سوا می‌شدند که در آنها بر انگیزش و آشکار سازی تابش با طول موجهای متناسب ممکن نبوده است. اختراع رادار در سالهای جنگ (45 - 1938) راه ورود به نواحی امواج خیلی کوتاه رادیویی یا کهموج را باز کرد، در حالی که در همان زمان طیف شناسان فروسرخ دامنه فعالیت خود را تا به نواحی طول موجهای بلندتر توسعه می‌دادند. این دو ناحیه هم اکنون ابعاد کوچکتر از میلیمتر روی هم می‌افتند.
• گاف طول موج کوتاه ، بخاطر جالب بودنش برای متخصصین فیزیک پلاسما و اختر فیزیک به خوبی پر شده است. هم اکنون حدود طیف نمایی نوری به زیر 2 آنگستروم رسیده است در حالی که مرز پرتوهای ایکس نرم تا 50 آنگستروم می‌رسند. تشخیص بین پرتو نوری و پرتو ایکس ، در ناحیه پوشش فوق الذکر بر منشأ خطوط طیفی مبتنی است.
• طیف نمایی نوری با گذار‌های الکترونهای خارجی یا ظرفیتی و طیف نمایی اشعه ایکس با گذارهای الکترونهای داخلی مربوط می‌کند. طیفهای نوری ، طول موجهای خیلی کوتاه از الکترونهای خارجی عناصری با درجه یونش بسیار بالا بوجود می‌آیند.
منبع:دانشنامه رشد

تصاوير زيبا و مرتبط با اين مقاله


تبلیغات در راسخون
نظرات کاربران
ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.
موارد بیشتر برای شما
مراسم اهدای جام قهرمانی مسابقات کشتی فرنگی قهرمانی جهان ۲۰۲۶ به تیم ایران
play_arrow
مراسم اهدای جام قهرمانی مسابقات کشتی فرنگی قهرمانی جهان ۲۰۲۶ به تیم ایران
چاقوکشی در یکی از مراکز رأی‌گیری در اراضی اشغالی
play_arrow
چاقوکشی در یکی از مراکز رأی‌گیری در اراضی اشغالی
دور افتخار سعید اسماعیلی با پرچم مقدس ایران
play_arrow
دور افتخار سعید اسماعیلی با پرچم مقدس ایران
ادعاهای ترامپ : شاید ایران برای پایان جنگ منتظر انتخابات آمریکاست + فیلم
play_arrow
ادعاهای ترامپ : شاید ایران برای پایان جنگ منتظر انتخابات آمریکاست + فیلم
ادعای ترامپ :تا دو سه هفته آینده خواهید دید درباره جنگ با ایران چه اتفاقی خواهد افتاد + فیلم
play_arrow
ادعای ترامپ :تا دو سه هفته آینده خواهید دید درباره جنگ با ایران چه اتفاقی خواهد افتاد + فیلم
نماینده ایران در سازمان ملل: تأسیسات هسته‌ای صلح‌آمیز ایران در دو جنگ هدف حمله قرار گرفتند + فیلم
play_arrow
نماینده ایران در سازمان ملل: تأسیسات هسته‌ای صلح‌آمیز ایران در دو جنگ هدف حمله قرار گرفتند + فیلم
ونس افزایش قیمت بنزین در آمریکا را به خشم رهبران خاورمیانه نسبت داد + فیلم
play_arrow
ونس افزایش قیمت بنزین در آمریکا را به خشم رهبران خاورمیانه نسبت داد + فیلم
بن‌گویر در مرکز خرید: کشور در خطر است، به نتانیاهو رأی دهید + فیلم
play_arrow
بن‌گویر در مرکز خرید: کشور در خطر است، به نتانیاهو رأی دهید + فیلم
ترامپ در پاسخ به نگرانی‌ها درباره تشدید خشونت‌ها در اروپا: اصلاً نگران نیستم + فیلم
play_arrow
ترامپ در پاسخ به نگرانی‌ها درباره تشدید خشونت‌ها در اروپا: اصلاً نگران نیستم + فیلم
تکنیک‌های کنترل خشم در لحظه جر و بحث؛ هنر کظم غیظ
تکنیک‌های کنترل خشم در لحظه جر و بحث؛ هنر کظم غیظ
آداب صدا زدن دیگران؛ پرهیز از القاب زشت و احترام به نام‌ها
آداب صدا زدن دیگران؛ پرهیز از القاب زشت و احترام به نام‌ها
لحن و تن صدا؛ چگونه بدون داد زدن، مقتدر و تأثیرگذار باشیم؟
لحن و تن صدا؛ چگونه بدون داد زدن، مقتدر و تأثیرگذار باشیم؟
کشتی دیدنی سعید اسماعیلی در فینال و کسب مدال طلا
play_arrow
کشتی دیدنی سعید اسماعیلی در فینال و کسب مدال طلا
لحظات درخشان هری کین برنده توپ طلای ۲۰۲۶
play_arrow
لحظات درخشان هری کین برنده توپ طلای ۲۰۲۶
نماینده ایران: آژانس در برابر حملات به تأسیسات هسته‌ای ایران سکوت کرد + فیلم
play_arrow
نماینده ایران: آژانس در برابر حملات به تأسیسات هسته‌ای ایران سکوت کرد + فیلم