آیا تا به حال به مایکروویو فکر کرده‌اید که غذای شما را با سهولت و طی چند دقیقه طبخ می‌کند؟ اگر به اجاق مایکروویو فکر نکرده‌اید، پس آیا به چراغ روشنایی بالای سر خودتان یا دستگاه اشعه ایکس که خبر خوبی برای شما داشته است که دست شما معیوب نشده است هم فکر نکرده‌اید؟ آیا در مورد مکانیسم‌های آنها فکر کرده‌اید؟ تمام این شگفتی‌های زندگی مدرن بر اساس پدیده شگفت انگیزی به نام انرژی الکترومغناطیسی اجرا می‌شوند. ما با این انرژی احاطه شده‌ایم و اگر این پدیده توسط بشر کشف نشده یا درک نشده بود، زندگی ما کاملاً متفاوت می‌بود. گفته می‌شود این انرژی به صورت امواج است. با این حال، طبق گفته‌های اینشتین و ماکس پلانک، "تابش الکترومغناطیسی به شکل ذره‌هایی به نام فوتون وجود دارد. هر ذره یا فوتون یک دانه با انرژی‌ای بسیار کم است – به اصطلاح یک بسته انرژی." آیا انرژی الکترومغناطیسی هم می‌تواند به صورت موج باشد و هم به صورت ذره یا بسته انرژی؟ خوب، پاسخ هر دو پیدا شده است، که رمز و راز پشت الکترومغناطیس را عمیق تر و بیش‌تر می‌کند.
 
گفته می‌شود انرژی الکترومغناطیسی نوعی انرژی است که از امواج الکترومغناطیسی حاصل می‌شود. این تابش‌های الکترومغناطیسی با سرعت نور طی مسیر می‌کنند و می‌توانند متشکل از امواج رادیویی، امواج تلویزیونی، امواج راداری، امواج گرمایی، نور، اشعه ایکس، اشعه گاما ، امواج غیر قابل مشاهده و غیره باشند. خورشید، زمین و یونوسفر منابع اصلی انرژی الکترومغناطیسی در طبیعت هستند.
 

مطالعه الکترومغناطیس

سردرگمی زیادی درمورد این که چه کسی دقیقاً امواج الکترومغناطیسی، تابش الکترومغناطیسی، یا انرژی الکترومغناطیسی را کشف کرده است، وجود دارد. با این حال، اولین سوابق موجود در رابطه با انرژی الکترومغناطیسی توضیح می‌دهد که الکترومغناطیس برای اولین بار در سال 1820 توسط هانس کریستین اورستد، فیزیکدان و شیمی دان دانمارکی کشف شد. هنگامی که او در حال تنظیم دستگاه برای کسب آمادگی برای سخنرانی عصرانه‌اش بود، متوجه شد که نوسان جریان الکتریکی سوزن قطب نما را از شمال مغناطیسی آن منحرف می‌کند، همان طور وقتی که باتری را خاموش و روشن می‌کرد. باتری منبع جریان الکتریکی است. اورستد متقاعد شد که جریان الکتریکی قادر به ایجاد یک میدان مغناطیسی است، که این ثابت می‌کرد رابطه‌ای منطقی بین جریان الکتریکی و مغناطیس وجود دارد. و این رابطه به عنوان الکترومغناطیس شناخته شد.
 
به طور خلاصه، تعریف انرژی الکترومغناطیسی را می‌توان به عنوان منبع انرژی مورد نیاز برای انتقال اطلاعات (به شکل موج) از یک مکان (ماده) به مکان دیگر ارائه داد. این اطلاعات می‌تواند به صورت نور، گرما یا به هر شکل دیگری باشد. بگذارید قدم به قدم درک کنیم که انرژی الکترومغناطیسی چیست.
 
بار الکتریکی
این یک ویژگی ذرات زیر اتمی است که تعامل آنها را هنگام قرار گرفتن در میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی تعیین می‌کند. ماده با بار الکتریکی تحت تأثیر میدان الکترومغناطیسی قرار می‌گیرد و بالعکس.
 
جریان الکتریکی
این حرکت یا جریان ذرات با بار الکتریکی است. دو نوع از ذرات باردار وجود دارد یعنی ذرات با بار مثبت یعنی پروتون‌ها و ذرات با بار منفی یعنی الکترون‌ها.
 
مغناطیس
مغناطیس نیرویی است که با ایجاد نیروهای جذب کننده یا دفع کننده بین مواد یا ذرات، بر تعامل مواد یا حرکت ذرات باردار تأثیر می‌گذارد.
 
موج الکترومغناطیسی
موجی است که با شتاب ذرات باردارِ قرار داده شده در میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی، که به صورت عمود بر یکدیگر عمل می‌کنند، خلق می‌شود. نوسان ذرات در موج، انرژی‌ای به نام انرژی موج الکترومغناطیسی ساطع می‌کند.
 
انرژی طیف الکترومغناطیسی
طیف وسیعی از امواج الکترومغناطیسی از همه فرکانس‌ها و طول موج‌های ممکن، طیف الکترومغناطیسی را تشکیل می‌دهد. به کل انرژی طیف، انرژی طیف الکترومغناطیسی گفته می‌شود.
 
تابش الکترومغناطیسی
تشعشع الکترومغناطیسی، مجموعه‌ای از امواج الکترومغناطیسی است که در خلأ یا ماده حرکت می‌کنند. انرژی تابش شده توسط امواج الکترومغناطیسی، انرژی تابش الکترومغناطیسی نام دارد.
 
میدان الکترومغناطیسی
میدان الکترومغناطیسی توسط اشیاء دارای بار الکتریکی ایجاد می‌شود، که بر رفتار مواد یا ذرات باردار در اطراف میدان تأثیر می‌گذارد. خورشید، زمین و یونوسفر منابع اصلی انرژی الکترومغناطیسی در طبیعت هستند. به کل انرژی میدان و مواد تحت تأثیر میدان، انرژی میدان الکترومغناطیسی گفته می‌شود.
 
حقایق انرژی الکترومغناطیسی
* انواع مختلف امواج الکترومغناطیسی عبارتند از نور، مایکروویو، اشعه ایکس و امواج انتقالی تلویزیونی و رادیویی.
 
* در اینجا لیستی از امواج الکترومغناطیسی به ترتیب بر حسب کم شدن فرکانس‌های آنها که طیف الکترومغناطیسی را تشکیل می‌دهند آورده شده است: پرتوهای گاما، اشعه ایکس، اشعه ماوراء بنفش، پرتوهای نور قابل مشاهده، پرتوهای مادون قرمز، مایکروویو، امواج رادیویی FM، امواج رادیوییAM ، امواج رادیویی طولانی
 
* انرژی ذرات موج الکترومغناطیسی هنگامی بالاتر است که طول موج کوتاه تر باشد.
 
* امواج الکترومغناطیسی از میان هر ماده‌ای و همچنین از میان خلأ عبور می‌کنند.
 
* سرعت امواج الکترومغناطیسی در خلأ برابر با سرعت نور در خلأ است، یعنی در حدود سیصد هزار کیلومتر بر ثانیه.
 
* هنگامی که امواج الکترومغناطیسی وارد ماده می‌شوند، سرعت آنها کند می‌شود یعنی انرژی آنها کاهش می‌یابد، از این رو طول موج افزایش می‌یابد.
 
* هنگامی که هر جسمی گرم می‌شود، حرکت ذرات آن سرعت می‌گیرد که باعث ایجاد تغییر در میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی آنها می‌شود، و بنابراین موج الکترومغناطیسی شکل می‌گیرد. در حالی که وقتی یک موج الکترومغناطیسی به یک جسم برخورد می‌کند، گرما در سطح آن ایجاد می‌کند که به نوبه خود باعث لرزش ذرات آن جسم می‌شود. گرما و لرزش ذرات به طول موج و انرژی موج الکترومغناطیسی فرود آمده بستگی دارند.
 
ما از انرژی الکترومغناطیسی در زندگی روزانه خود استفاده می‌کنیم بدون این که از وجود آن آگاه باشیم. آیا جالب نیست به صورت جزئی بدانید که انرژی الکترومغناطیسی چیست و چگونه ایجاد می‌شود؟ هنگامی که شما بدانید که چگونه انرژی الکترومغناطیسی را تعریف کنید، می توانید از آن با کارایی بیشتری استفاده کنید.
 
در واقع ذرات دارای بار الکتریکی در حالت ایستا و پویا بر هم نیرو وارد می‌کنند. همچنین قطب‌های آهن ربایی نیز در حالت ایستا و پویا بر هم نیرو وارد می‌کنند. بار الکتریکی و قطب مغناطیسی در حالت ایستا بر هم نیرو وارد نمی‌آورند، اما اگر دارای حرکت و جابجایی نسبی نسبت به موقعیت هم باشند بر یکدیگر نیرو وارد می‌آورند. فرم برداری این نیروها در معادلات ماکسول متجلی است. حرکت نسبی بارهای الکتریکی و قطب‌های مغناطیسی موجد امواج الکترومغناطیسی است.
 
منبع: آیشواریا نیرومال - ScienceStruck