ردیابی ساده‌ی میادین الکترومغناطیسی

یکی از مهم‌ترین و متداول‌ترین پدیده‌های فیزیکی، وجود میادین است. میدان‌ها را همه جا و در همه چیز می‌توان یافت، از بر هم کنش گرانشی بین کهکشان‌های دور دست گرفته تا ذره‌های زیر اتمیِ تشکیل دهنده‌ی بدن ما. یکی از مهم‌ترین انواع میدان‌ها، میدان الکترومغناطیسی (یا برق مغناطیسی) است که هر وسیله‌ی الکترونیکی یا الکتریکی تولید می‌کند. برای ردیابی و برآورد شدت میدان‌های الکترومغناطیسی، راه ساده‌ای وجود دارد که در آن از یک رادیوی دستی AM معمولی استفاده می‌شود.
در همین لحظه‌ای که این نوشته را می‌خوانید در میان انواع گوناگون میدان‌ها غوطه‌ورید، که از آن میان می‌توان به میدان مغناطیسی زمین، میدان‌های الکترومغناطیسی گوناگون ناشی از ایستگاه‌های رادیویی و تلویزیونی، و میدان گرانشی زمین اشاره کرد. در حقیقت می‌توان گفت که هر شخص یا موجود زنده‌ای همیشه در معرض نوعی میدان قرار دارد. البته وجود برخی از این میدان‌ها ناگزیر و ضروری است. برای مثال، اگر میدان گرانشی زمین نبود همه‌ی ما بر اثر نیروی گریز از مرکز ناشی از چرخش زمین به دور خودش، به فضا پرتاب می‌شدیم. و جالب‌تر این که بدون وجود میدان‌هایی که ذره‌های زیر اتمی را به یک دیگر می‌چسبانند و به صورت اتم در کنار یک دیگر نگه می‌دارند، اصلاً (با مشخصات فعلی) نمی‌توانستیم وجود داشته باشیم!

میدان‌ها، زندگی را نیز دل پذیرتر می‌کنند. تصویرهایی که بر روی صفحه‌ی تلویزیون‌های کاتدی دیده می‌شود به کمک میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی تولید می‌شوند که باریکه‌ای از الکترون را منحرف می‌کنند؛ همین انحراف یا حرکت باریکه‌ی الکترونی است که تصویر تلویزیونی را پدید می‌آورد. از سویی دیگر، الکتریسیته‌ای که تلویزیون را به کار می‌اندازد حاصل میدان‌های مغناطیسی متغیری است که جریان الکتریکی را در رساناهای الکتریکی القا می‌کنند. اما میدان‌ها از لحاظ تأثیر بر انسان همیشه مفید یا خنثی نیستند. همواره در مورد این که آیا قرار گرفتن در معرض بعضی از انواع میدان‌ها، به ویژه میدان‌های الکترومغناطیسی، در دراز مدت می‌تواند بر انسان تأثیرهای زیان آور داشته باشد یا نه، زیاد بحث می‌شود. هنوز پاسخ قطعی و روشنی برای این مسأله به دست نیامده است. اما مسلّم این است که شناخت میدان‌ها و ماهیت آن‌ها می‌تواند به ما کمک کند تا شواهدی که در تأیید نظریه‌های گوناگون در مورد بی خطر یا زیان آور بودن بعضی از انواع میدان‌ها ارائه می‌شوند را بهتر ارزیابی کنیم. در این مقاله، میدان‌های گوناگون را بررسی می‌کنیم. هم‌چنین خواهیم دید که چگونه با استفاده از یک رادیوی AM قابل حمل (دستی)، می‌توانیم بعضی از میدان‌هایی را که در معرض آن‌ها قرار داریم شناسایی کنیم.
میدان این گونه تعریف می‌شود: «ناحیه‌ای در فضا که به هر نقطه‌ی آن کمیتِ خاصِ دقیقاً معینی نسبت داده می‌شود.» در یک تعریفِ عملی ساده‌تر از میدان، آن را ناحیه‌ای از فضا می‌دانند که در آن نیرویی معین، مثل مغناطیس، دارای تأثیر است. میدان را می‌توان به عنوان حوزه‌ی تأثیر یا ناحیه‌ی اثر بخشی یک نیرو دانست. در داخل میدان، این نیرو می‌تواند بر چیزی تأثیر بگذارد. نحوه‌ی تأثیر میدان مغناطیسی بر قطب نما و منحرف کردن عقربه‌ی آن، مثالی از این رفتار است. در خارج از میدان، نیروی مورد نظر دیگر اثر بخش نیست. زمانی که در بیرون از میدان الکترومغناطیسی یک ایستگاه رادیویی حرکت می‌کنید و نمی‌توانید صدای رادیو را بشنوید همین حالت رخ داده است.
در تعریف عام و گسترده‌ی میدان، می‌توان میدان‌های دما یا صوت را نیز گنجاند. اما در این مقاله، به طور عمده به میدان‌های مغناطیسی و الکتریکی، و آن خصوصیتی که آن‌ها را از بقیه متمایز می‌سازد توجه می‌کنیم. تأثیرهای میدان‌های مختلف، مثل مغناطیس و رعد و برق الکتریسیته‌ی ساکن، از همان دوران‌های اولیه‌ی تمدن بشری شناخته شده بودند. اما تا زمانی که سِر آیزاک نیوتون، نخستین چاپ کتاب اصول ریاضی را در سال 1687 میلادی منتشر کرد هنوز مفهوم میدان به طور رسمی در نوشته‌های علمی بیان نشده بود. در این اثر برجسته، نیوتون به طور رسمی این مفهوم انقلابی را بیان کرد که نیروی گرانی می‌تواند بدون آن که ارتباط یا تماس فیزیکی مستقیمی با اجسام دور دست داشته باشد بر آن‌ها اثر بگذارد. اگرچه نیوتون از واژه‌ی میدان برای توصیف حوزه‌ی نفوذ گرانش استفاده نکرده بود اما دقیقاً مشخصات ویژه‌ی یک میدان را تشریح کرده بود. او در این اثر، قانون عکس مجذور فاصله را برای بیانِ چگونگی تغییر شدت میدان نسبت به فاصله از سرچشمه‌ی نیروی میدان به دست آورد. نخستین دانشمندی که مفهوم میدان را با استفاده از همان واژه‌هایی که ما امروزه به کار می‌بریم بیان کرد مایکل فاراده انگلیسی بود. در اوایل قرن نوزدهم میلادی او ثابت کرد که هر میدان مغناطیسی متحرک می‌تواند میدانی الکتریکی در یک رسانای برق به وجود آورد، و نیز وجود میدان الکتریکی متحرک (یا همان جریان الکتریکی) در داخلِ رسانای برق، باعث ایجاد میدان مغناطیسی در اطراف سیم می‌شود. او هم‌چنین پی برد که این میدان‌ها از همان قانون مجذور معکوسی تبعیت می‌کنند که بر میدان گرانشی زمین حکم فرماست. فاراده با ابداع مولدها (ژنراتورها) و موتورهای الکتریکی ابتدایی، توانست از ارتباط میان میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی عملاً استفاده کند. در پیِ فاراده، جیمز کلارک ماکسول، فیزیک دان اسکاتلندی، تلاش‌های او را ادامه داد. ماکسول در سال 1873 میلادی رساله‌ی در باره‌ی الکتریسیته و مغناطیس را منتشر کرد و در آن نشان داد که الکتریسیته و مغناطیس بخشی از پدیده‌ای واحد به نام الکترومغناطیس‌اند. در این کتاب، ماکسول اعلام کرد که میدان‌های الکترومغناطیس باید وجود داشته باشند. نسل‌های پی در پی دانش پژوهان فیزیک و مهندسی معادله‌های ماکسول را که حاصل شیوه‌های ریاضی استادانه و پر زحمت او در جهت اثبات نظریه‌هایش است آموخته‌اند. این معادله‌ها نشان می‌دهند که میدان‌های الکترومغناطیسی با سرعت نور حرکت می‌کنند، و نبز این که نور خودش نوعی موج الکترومغناطیسی است.
به این ترتیب، در آغاز قرن بیستم میلادی، اصول بنیادی میدان‌ها و وجود میدان‌های گرانشی و الکترومغناطیسی شناخته شده بودند. اکنون شرایط برای کشف و شناخت دو میدان بنیادی دیگر، و برای تلاشی گسترده در جهت وحدت بخشیدن به این چهار میدان و نیروی تشکیل دهنده‌ی آن‌ها در نظریه‌ی همه چیز، آماده بود.

ویژگی میدان‌ها

دو واژه‌ای که معمولاً در بحث راجع به میدان‌ها به کار برده می‌شوند، شدت و جهت هستند. شدت در این جا به همان مفهومی به کار برده می‌شود که در موارد دیگر استفاده می‌شود، و به طور ساده نشان دهنده‌ی شدت نیروی تشکیل دهنده‌ی میدان در نقطه‌ای مشخص در داخل میدان است. جهت، مفهومی پیچیده‌تر دارد، و در واقع کلیدِ درک میدان است. ماهیتِ جهت دار بودن میدان را می‌توان به کمک دو قطعه آهن ربا تجربه کرد. سعی کنید دو قطعه آهن ربا را به یک دیگر بچسبانید. به راحتی می‌توان دو وجه آهن رباها را به یک دیگر نزدیک کرد و آن‌ها را به هم چسباند. در این حالت، آهن رباها را از یک دیگر جدا سازید و یکی از آن‌ها را سر و ته کنید. اکنون بکوشید دو باره آهن رباها به یک دیگر بچسبانید. چه اتفاقی می‌افتد؟ این بار آهن رباها به یک دیگر جذب نمی‌شوند. در حقیقت یک دیگر را دفع می‌کنند. چرا؟ زیرا نیروهای داخل میدان دارای جهت‌های مخالفند. خطوط نیرو در داخل میدان، بیان‌گر این جهت‌ها هستند.
فاراده نخستین کسی بود که از مفهوم خطوط نیرو در داخل میدان برای توضیح رفتار میدان استفاده کرد. خطوط نیرو کاملاً فرضی‌اند، اما به تجسم و شناخت آن‌چه در داخل میدان رخ می‌دهد کمک می‌کنند. شاید بهترین مثال در مورد خطوط نیرو، خطوط نیرویی باشند که در اطراف آهن ربای میله‌ای وجود دارند. یکی از راه‌های متداول برای دیدن این خطوط فرضی، گذاشتن آهن ربای میله‌ای بر روی سطحی غیر فلزی (مثلاً چوبی) و گذاشتن ورقه‌ای نازک از پلاستیک یا شیشه‌ی شفاف بر روی آهن رباست. اگر در این حالت براده‌های آهن به آرامی روی ورقه‌ی شفاف ریخته شود، براده‌ها مطابق با طرح یا آرایش خطوط نیروی موجود در اطراف آهن ربا، شکل خواهد گرفت.
توجه کنید که دو انتها یا نقطه، روی آهن ربا وجود دارد که در آن‌ها شدت میدان مغناطیسی بیش‌تر از هر جای دیگری است. این نقاط، قطب‌های آهن ربا هستند که برای سهولت، در قیاس با قطب‌های جغرافیایی کره‌ی زمین، آن‌ها را قطب‌های شمال و جنوب، نام گذاری کرده‌اند. این قطب‌ها از یک قانون بنیادی مغناطیس تبعیت می‌کنند: قطب‌ها هم‌نام یک دیگر را دفع و قطب‌های نا هم‌نام یک دیگر را جذب می‌کنند. جهت خطوط نیروی پیرامون یک منبع مغناطیسی، بسته به نوع آهن ربا متفاوت است. همان گونه که در شکل زیر نشان داده شده است سیمی که حامل جریان الکتریکی است دارای میدانی مغناطیسی با خطوط نیروی دایره‌ای است. هر چه دایره‌های نیرو از سیم دور باشند، میدان در آن‌ها ضعیف‌تر است. اگر جهت جریان در سیم معکوس شود، جهت خطوط دایره‌ای نیرو نیز معکوس می‌شود.

میدان‌های الکتریکی را در ساختارهای اتمی نیز می‌توان یافت. الکترون، ذره‌ای است با بار الکتریکی منفی، و پروتون ذره‌ای است با بار مثبت. اگر دو پروتون یا دو الکترون به یک دیگر نزدیک شوند میدان‌های الکتریکی اطراف آن‌ها یک دیگر را دفع می‌کنند، اما یک پروتون و یک الکترون به هم جذب می‌شوند. (در ساختار اتمی، برایند همین نیروهای دافعه و جاذبه‌ی ذره‌های زیر اتمی است که آرایش ساختار اتمی را ایجاد و حفظ می‌کند.) میدان‌های الکتریکی پیرامون الکترون‌ها و پروتون‌های ساکن را میدان‌های الکتروستاتیکی (یا برق ایستایی) می‌نامند. در این مورد، ساکن یا استاتیکی بدین معنی است که میدان، حاصلِ حرکتِ الکترون‌ها نیست. اگر الکترون‌ها به حرکت در آیند (مثل موقعی که جریان الکتریکی در سیمی برقرار می‌شود) میدان‌های مغناطیسی تولید می‌شوند. میدان‌های مغناطیسی عمود بر میدان‌های الکتروستاتیکی‌اند و همان گونه که پیش‌تر دیدیم، به صورت دایره‌ها با حلقه‌هایی، الکترون‌های متحرک را احاطه می‌کنند.

ماهیت میدان‌ها

مدت‌های مدیدی دانشمندان بر این باور بودند که کل جهان هستی در ماده‌ای نامرئی به نام اتر (یا اثیر) غوطه‌ور است، و همه‌ی میدان‌ها حاصل تنش‌ها و ارتعاشات اتر هستند. اما در سال 1905 میلادی، آلبرت آینشتاین نشان داد که تشکیل میدان‌ها مبتنی بر مبادله‌ی ذره‌های اتمی بین اشیاء است. آینشتاین، همه‌ی میدان‌هی الکترومغناطیسی (شامل نور، مغناطیس، و امواج رادیویی) را ناشی از مبادله‌ی فوتون دانست. فوتون‌ها، بسته‌های کوچکی از انرژی‌اند که وزن و بار الکتریکی ندارند. می‌توان گفت که فوتون‌ها به عنوان پیام رسان‌های میدان الکترومغناطیسی عمل می‌کنند و نیروی آن را به اشیاء دیگر منتقل می‌کنند. هر چه یک شیئ به سر چشمه‌ی میدان (مثلاً قطب یک آهن ربا) نزدیک‌تر باشد فوتون‌های بیش‌تری مبادله می‌شوند. فوتون‌ها با سرعت نور حرکت می‌کنند و این بدان معناست که میدان‌ها و آثار آن‌ها نیز با سرعت نور حرکت می‌کنند. چند سال بعد، میدان‌های گرانشی را به عنوان حاصلِ مبادله‌ی ذره‌هایی به نام گراویتون تعریف کردند. گراویتون‌ها نیز، مثل فوتون‌ها، بدون جرم و بار الکتریکی‌اند و با سرعت نور حرکت می‌کنند.
تا دهه‌ی 1950 میلادی، چهار نوع اساسی نیروها و میدان‌ها شناخته شدند. علاوه بر الکترومغناطیس و گرانش، دو میدان دیگر عبارتند از نیروی اتمی قوی و نیروی اتمی ضعیف. نیروی اتمی قوی، پروتون‌ها و نوترون‌ها را در هسته‌ی اتم در کنار یک دیگر نگه می‌دارد. قدرت نیروی ضعیف تقریباً یک میلیونم نیروی قوی است؛ تأثیرهای این نیرو به طور عمده به رخ دادهای زیر اتمی مثل واپاشی ذره‌های بتا محدود می‌شود. در دهه‌ی 1970 میلادی، استیون واین برگ از دانشگاه هاروارد، و عبدالسلام از کالج سلطنتی در لندن، مستقل از یک دیگر، این نظریه را مطرح کردند که الکترومغناطیس و نیروی ضعیف، در واقع دو شکل از یک نوع نیرو هستند که امروزه آن را نیروی الکتروضعیف می‌نامند. امروزه بسیاری از دانشمندان سرگرم انجام آزمایش‌هایی هستند تا پی ببرند که آیا این سه نیروی بنیادی، یعنی گرانش و الکتروضعیف و نیروی اتمیِ قوی، واقعاً شکل‌های مختلف از یک نیروی واحدند یا نه. رهیافت‌های مختلف متعددی برای تدوین نظریه‌ی همه چیز یا اَبَر نیرو در دست بررسی است، و نتیجه‌ی مورد انتظار را نظریه‌ی وحدت بزرگ یا GUT (Great United Theory)، نام گذاری گرده‌اند. با این که تلاش زیادی برای دست یابی به یک GUT مطلوب صورت گرفته است، هنوز GUT مناسبی که به طریق تجربی تأیید پذیر باشد پیدا نشده است. اما کسی چه می‌داند در آینده چه پیش خواهد آمد؟

گوش دادن به میدان‌ها

در حالی که دانشمندان حرفه‌ای در آزمایش‌گاه‌هایشان در جستجوی یک GUT هستند شما هم می‌توانید با استفاده از رادیویی دستی که گیرنده‌ی موج AM داشته باشد به جستجوی میدان‌های الکترومغناطیسی موجود در محیط اطرافتان بپردازید. شما هم تعجب خواهید کرد وقتی پی ببرید که در معرض میدا‌های الکترومغناطیسی متعددی قرار دارید. ابزار مورد استفاده برای این ردیابی میدان‌ها، یک رادیوی دستی کوچک است که آن را روی کم‌ترین بسامد تنظیم می‌کنیم. در بیش‌تر رادیوها، این بسامد معمولاً پانصد و بیست یا پانصد و سی کیلو هرتز (KHz) است. اما هر نقطه‌ای روی باند AM که چیزی روی آن پخش نمی‌شود نیز قابل استفاده است. رادیوی شما نمی‌تواند میدان‌هایی (علامت‌های رادیویی‌ای) را که بسامدهای آن‌ها بیش‌تر از بسامد تنظیم شده روی رادیو است بگیرد. اما بیش‌تر میدان‌های الکترومغناطیسی موجود در محیط اطراف ما دارای منشأ کم بسامدند و با رادیوی AM می‌توان هارمونیک‌های بسامد اولیه‌ی آن‌ها را شنید. هارمونیک یک بسامد، ضریبی صحیح از آن بسامد است، و بسیاری از سرچشمه‌‌های میدان الکترومغناطیسی، هارمونیک‌های متعددی نیز تولید می‌کنند. علاوه بر این، سرچشمه‌ی اولیه‌ی میدان الکترومغناطیسی غالباً محدوده‌ی بزرگی از بسامد را در بر می‌گیرد، و این خود بیان‌گر آن است که هارمونیک‌های سرچشمه‌ی اولیه را در محدوده‌ی بسامدهایی بسیار فراتر از آن چه در ابتدا تصور می‌رود می‌توان یافت.
هنگامی که رادیو در میدانی الکترومغناطیسی به غیر از میدان ناشی از ایستگاه فرستنده‌ی رادیویی قرار می‌گیرد صداهایی وزوز مانند دریافت می‌کند. هر چه علامت یا صدایی که از رادیو شنیده می‌شود بلندتر باشد حاکی از آن است که شدت میدان در نقطه‌ی آزمایش بیش‌تر است. اما این روشی ساده و بی‌دقت برای تعیین شدت میدان است. بعضی از رادیوها مجهز به ابزار نشان دهنده‌ی شدت علامت دریافت شده هستند و شدت میدان را نشان می‌دهند. (اما این شدت سنج‌ها غالباً نه دقیق‌اند و نه در گستره‌ی کاری‌اشان رفتاری خطی دارند.) هم‌چنین ممکن است متوجه شوید که با تغییر دادن وضعیت و جهت رادیو، شدت میدان مورد بررسی نیز تغییر می‌کند. این مشخصه‌ی میدان نیست بلکه ناشی از جهت آنتن رادیو است. برای یک‌سان بودنِ شرایط اندازه گیری‌ها، رادیو را همیشه در وضعیتی یک‌سان نسبت به بدن خودتان یا یک نقطه‌ی مرجع دیگر نگه دارید.
بیش‌ترِ توجهی که به آثار زیان آورِ احتمالی میدان‌های الکترومغناطیسی شده است در مورد تابش ناشی از خطوط انتقال برق AC بوده است. بسامد جریان در این خطوط، شصت هرتز است، اما هارمونیک‌های پر قدرتی در حد چند صد یا حتی چند هزار کیلو هرتز نیز در این خطوط یافت می‌شوند. با توجه به این که بسیاری از خطوط انتقال برق از نواحی مسکونی عبور می‌کنند خوب است بدانیم که شدت تابش‌ میدان‌های الکترومغناطیسی آن‌ها چقدر است.

میدان الکترومغناطیسی موجود در اطراف بعضی از خطوط انتقال برق که از نواحی مسکونی می‌گذرند ظاهراً قوی‌تر از علامت‌های دریافت شده از ایستگاه‌های فرستنده‌ی رادیویی AM است! در کنار برخی از ساختمان‌هایی که در اطراف خطوط انتقال برق بر پا شده‌اند می‌توان صدای ترق ترق را از محل مقره‌های دکل، که سیم بر روی آن‌ها قرار گرفته است، شنید. اگر با رادیوی خود در این جا در این حال آزمایش کنیم قادریم از آن صدای وزوز مانندی را بشنویم که نمونه‌ی رادیویی همان ترق ترقی است که از محل مقره‌ها به گوش می‌رسد. اگر با رادیوی AM به جستجوی میدان‌های الکترومغناطیسی بروید خیلی زود متوجه خواهید شد که شدت این میدان‌ها مطابق با قانون عکس مجذور فاصله تغییر می‌کند. ساختمان‌هایی که خطوط انتقال برق AC از روی آن‌ها رد می‌شود معمولاً چند طبقه‌اند. اندازه گیری‌ها را از محل پارکینگ اتوموبیل‌ها در طبقه‌ی هم کف انجام دهید و سپس این کار را در طبقات بالاتر تکرار نمایید و نتایج را با هم مقایسه کنید.
اما همه‌ی سرچشمه‌های تابش الکترومغناطیسی را به این سادگی نمی‌توان یافت. مثلاً ممکن است روزی که در حال قدم زدن در محله‌اتان هستید صدای وزوز شدیدی را از نزدیکی سطح زمین بشنوید و با کمی جستجو متوجه شوید که صدا از گوشه‌ی جعبه‌ی کلید چراغ راهنمایی می‌آید. با تغییر رنگ چراغ راهنمایی (مثلاً از سبز به زرد) تغییری در صدا به وجود نمی‌آید. به همین دلیل ممکن است حدس بزنید که وجود آن میدان الکترومغناطیسی، ناشی از اتصال اصلی برق جعبه کلید است. به این ترتیب متوجه خواهید شد که سرچشمه‌ی تابش، تنها در گوشه‌ی جعبه کلید (محل اتصال برق) بوده و از بقیه‌ی جعبه صدایی به گوش نمی‌رسد. برخی از میدان‌های الکتریکی موجود در محله‌ی زندگی شما فقط در زمان‌های معینی از روز خود را نشان می‌دهند. چراغ‌های روشنایی خیابان مثالی از این موردند. بیش‌تر این چراغ‌ها واحدهای کنترل کننده با فوتوسل (سلول نوری) دارند که وقتی مقدار نور خورشید از حد معینی کم‌تر می‌شود چراغ‌ها را روشن، و وقتی که مقدار نور خورشید از حد معینی بیش‌تر می‌شود چراغ‌ها را خاموش می‌کنند. عملیات روشن و خاموش شدن چراغ‌ها در حدود پانزده دقیقه طول می‌کشد، و در این مدت، واحد کنترل هر تیر چراغ، میدانی الکترومغناطیسی با صدایی ناهنجار تولید می‌کند.
اخیراًً به خطرهای میدان‌های الکترومغناطیسی ناشی از پایانه‌های کامپیوتری توجه زیادی می‌شود. در برخی از ایالت‌های امریکا قوانینی برای حفاظت و ایمنی کارکنانی که از کامپیوتر استفاده می‌کنند وضع کرده‌اند. اما بیش‌ترِ این کارکنان، مثل بسیاری از مردمِ دیگر، در معرض میدان‌هایی دیگر به شدت میدان‌های ناشی از پایانه‌های کامپیوتری، یا حتی شدیدتر از آن‌ها، و به مدت‌هایی طولانی‌تر قرار دارند. سرچشمه‌ی این چنین میدان‌هایی گیرنده‌های تلویزیونی‌اند. میدان مغناطیسی تولید شده توسط تلویزیون در خانه، در محلی که می‌نشینیم و آن را تماشا می‌کنیم، بسیار قوی‌تر از میدان‌هایی است که در بیش‌تر خطوط انتقال برق AC اندازه گیری می‌شود. سعی کنید شدت میدان تلویزیون خود را اندازه گیری کنید، ممکن است قوی‌ترین میدانی باشد که اندازه گیری کرده‌اید! نمی‌توان گفت که نگرانیِ به حق بسیاری از مردم در باره‌ی خطر احتمالی میدان‌های الکترومغناطیسی تولید شده توسط پایانه‌های کامپیوتری یا خطوط انتقال برق AC بی‌مورد یا کم اهمیت است اما بد نیست بدانید که واکنش این مردم چه خواهد بود اگر پی ببرند که میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط یک تلویزیون معمولی چقدر شدیدتر است!
در محیط کار هم می‌توان به جستجوی میدان‌های الکترومغناطیسی پرداخت. همان‌ گونه که انتظار می‌رود نمایش‌گرهای ویدئویی سیستم‌های کامپیوتری، میدان‌های الکترومغناطیسی پر قدرتی تولید می‌کنند. اسباب‌های دیگری مثل چاپ‌گرهای لیزری و ماشین‌های کپی نیز میدان‌هایی با شدت‌های متفاوت تولید می‌کنند. توزیع میدان در همه جا یک‌نواخت نیست. شدت میدان در نزدیکی دریچه‌های تهویه و صفحه‌های نمایش دیجیتالی بیش‌تر است. برخی افراد نگران میدان‌های ناشی از اجاق الکترونیکی (میکو ویو) هستند اما عملاً میدانی در اطراف آن قابل ردیابی نیست مگر در ناحیه‌ی کوچکی در نزدیکی کلید تنظیم آن که در آن جا میدانی با شدت متوسط قابل ردیابی است. بسیاری از میدان‌های الکترومغناطیسی تولید شده توسط اسباب‌هایی مثل کامپیوتر، وقتی که وسیله در حال کار است، تغییر می‌کنند. این تغییر را می‌توان به صورت تغییر در صدا (یا شدت صوت) در رادیوی AM شنید. در بعضی از کامپیوترها، می‌توان تغییر میدان در هنگام زدنِ هر کلید را شنید. حتی می‌توان تغییر میدان الکترومغناطیسی در هر بار کلید زدن را در یک ماشین حساب قدیمی، شنید، و این صداها مثلاًً به هنگام زدن کلید جذر شتیدنی‌تر می‌شود.
با تعیین شدت میدان‌ها در نقاط مختلف در صفحه‌های عمودی و افقی پیرامون اسبابی که میدان را تولید می‌کند، می‌توان طرح و نقش میدان‌های الکترومغناطیسی گوناگون را مشخص کرد. اگر خواستید این نقشه را تهیه کنید به خاطر داشته باشید که باید اندازه گیری‌ها را طوری انجام دهید که رادیو را همواره در جهت و وضعیتی یک‌سان نسبت به اسباب مورد نظر نگه دارید و فاصله‌ها را به دقت رعایت کنید تا از هر گونه اندازه گیری نادرست به سبب تغییر جهت آنتن رادیو جلوگیری شود. شاید بپرسید که آیا با قطب نما نمی‌توان میدان‌های مغناطیسی را ردیابی کرد. پاسخ مثبت است، اما به علت وجود میدان مغناطیسی نسبتاً پر قدرت زمین، این روش چندان کارساز و دقیق نیست. سعی کنید با استفاده از قطب نما، میدان‌های مغناطیسی ناشی از اسباب‌هایی را که دارای آهنرباهای الکتریکی هستند، مثل انواع موتورهای الکتریکی، رد یابی کنید. انجام این کار مثلاً در مورد کمپرسور هوای سیستم تهویه‌ی مطبوع، نتایج جالبی به دست می‌دهد. شدت میدانی که در لحظه‌ی روشن شدن کمپرسور تولید می‌شود به اندازه‌ای است که عقربه‌ی قطب نما را در یک لحظه تا حد زیادی منحرف می‌کند، هرچند به سبب شدت زیاد میدان مغناطیسی زمین، عقربه به سرعت به جای اولش باز می‌گردد.

توضیحی در مورد قانون عکس مجذور فاصله

اگر با استفاده از رادیوی دستی به جستجوی میدان بروید متوجه خواهید شد که بسته به دوری و نزدیکی نسبت به سرچشمه‌ی میدان، شدت میدان‌های الکترومغناطیسی گوناگون (که به صورت صوتی رادیویی شنیده می‌شوند) تغییر می‌کند. این تغییر شدت میدان، بی‌نظم نیست بلکه از قانون عکس مجذور فاصله تبعیت می‌کند. قانون عکس مجذور فاصله را نخستین بار سِر آیزاک نیوتون در نظریه‌ی گرانش بیان کرد. به طور ساده، این قانون می‌گوید که شدت یک میدان در هر نقطه، با مجذور فاصله‌ی میان سرچشمه‌ی میدان و آن نقطه، نسبت عکس دارد. به این ترتیب، اگر فاصله تا سرچشمه‌ی میدان الکترومغناطیسی نصف شود شدت دو برابر نخواهد شد بلکه چهار برابر می‌شود، و اگر فاصله یک سوم شود شدت یک نهم می‌شود. اهمیت این کشف نیوتون زمانی روشن‌تر می‌شود که می‌بینیم این قانون در مورد انواع میدان‌های شناخته شده، چه میدان‌های اطراف ذره‌های اتمی، و چه میدان‌های پیرامون فرستنده‌های تلویزیونیِ چند میلیون واتی، صادق است.

مطلبی در مورد ضد میدان، و ضد جاذبه

ضد جاذبه همواره موضوع مورد علاقه‌ی نویسندگان داستان‌های علمی-تخیلی بوده است. چون در میدان‌ها و نیروهای الکترومغناطیسی، هویت‌هایی مخالف یک دیگر وجود دارند، و چون در حال حاضر تلاش‌هایی برای وحدت بخشیدن جاذبه (گرانش) با الکترومغناطیس و نیروهای دیگر انجام می‌گیرد ممکن است این سؤال پیش آید که آیا از لحاظ فیزیک نظری، وجودِ چیزی به عنوان میدان ضد جاذبه امکان پذیر است یا نه. اگر جاذبه ناشی از مبادله‌ی گراویتون با اشیاء است، آیا گراویتون‌های مثبت و گراویتون‌های منفی وجود ندارند؟ پاسخ، با توجه به دانش کنونی ما، منفی است. انرژی موجود در ذره‌های اتمی همیشه مثبت است. ذره‌های اتمی به سبب وجود همین انرژی، جرم دارند، و هر چیزی که جرم مثبت داشته باشد به سمت هر چیز دیگری با جرم مثبت جذب می‌شود. هر شکلی از ضد جاذبه، در صورت وجود، باید نوعی انرژی منفی داشته باشد. اما بر اساس دانش کنونی ما، انرژی منفی نمی‌تواند وجود داشته باشد. بنا بر این، جاذبه، نیرویی همیشه مثبت باقی می‌ماند، و اشیاء را به سمت یک دیگر می‌کشد. تنها راه مقابله با نیروی جاذبه (گرانش) به کار بردن نیرویی قوی‌تر در جهت مخالف است. اگرچه این نیرو ممکن است بر جاذبه‌ی گرانشی غلبه کند اما به هیچ وجه نمی‌تواند جاذبه را از بین ببرد. بنا بر این چیزی به عنوان ضد جاذبه فقط در تصور انسان می‌تواند وجود داشته باشد.