شنبه 03 آبان ماه 1393   | عضويت  | ورود 
 

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 به طور 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 به دست 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 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 الکترو مغناطیسی خارج از زمین در گسترده نور مرئی از آغاز خلقت بشر مشاهده شده‌اند.

تعریف فیزیک امواج الکترومغناطیسی

فیزیک امواج الکترو مغناطیسی یک رده از فیزیک امواج است که دارای مشخصات زیر است.

  • امواج الکترو مغناطیسی دارای ماهیت و سرعت یکسان هستند و فقط از لحاظ فرکانس ، یا طول موج با هم تفاوت دارند

  • در طیف فیزیک امواج الکترو مغناطیس هیچ شکافی وجود ندارد. یعنی هر فرکانس دلخواه را می‌توانیم تولید کنیم.

  • برای مقیاس‌های بسامد یا طول موج ، هیچ حد بالا یا پائین تعیین شده ای وجود ندارد.

  • از جمله منابع زمینی فیزیک امواج الکترومغناطیسی می‌توان به فیزیک امواج دستگاه رله تلفن ، چراغ‌های روشنایی و نظایر آن اشاره کرد.

  • این فیزیک امواج برای انتشار خود نیاز به محیط مادی ندارند.

  • قسمت عمده این فیزیک امواج دارای منبع فرازمینی هستند.

  • فیزیک امواج الکترومغناطیسی جزو امواج عرضی هستند.

گستره فیزیک امواج الکترومغناطیسی

فیزیک 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 پرتوی 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 به تناسب مورد ، برحسب متر و همچنین میکرون یا میکرومتر μm ، واحد آنگستروم A و واحد ایکس XU نشان داده می‌شود.

  • با به کار 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 به کار برده می شود.

  • واحد XU ابتدا به شکل مستقل طوری تعریف شده بود که رابطه آن با آنگستروم به صورت 1A=XU 1002.060 بود. 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/λvacvac=c/v جایگزین شود. مولفین مختلف واحدهای مختلفی را برای عدد موجی مانند ΄ν ، K و δ به کار می‌برند که همگی یکسان‌اند، در این بحث علامت δ انتخاب شده است، زیرا امکان اشتباه آن با خود ν و یا سایر ثابت ها 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 به کار 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.

 

انرژی فوتون

طیف نمایی و فیزیک 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 قسمت های 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.

 

اشعه مادون قرمز

  •  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 آشکارسازی تابش با طول موج‌های متناسب ممکن نبوده است. اختراع رادار در سال‌های جنگ ( 45- 1938 ) راه ورود به نواحی فیزیک 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 ، به خاطر 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 منشا خطوط طیفی مبتنی است.

 

اشعه فرابنفش

  • 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 به وجود می‌آیند.

کاربرد‌های فیزیک امواج الکترومغناطیسی

  • کاربردهای فیزیک امواج الکترومغناطیسی در مخابرات :
    از این جمله می‌توان فیبر نوری ، دستگاه رله تلفن ، موجبرها ، ماهواره و... اشاره کرد.

 

فیبر نوری

  • کاربرد‌های فیزیک امواج الکترو‌مغناطیسی در نظامی :
    مانند بمب الکترومغناطیسی ، انواع رادار ، ردیابهای موشک و...

  • کاربردهای فیزیک امواج الکترو مغناطیسی در پزشکی :
    از قبیل عکسبرداری مغناطیسی ، رادیولوژی ، سونوگرافی با لیزر ، کاربرد اشعه ایکس و گاما در فیزیک پزشکی و...

  • کاربردهای فیزیک امواج الکترومغناطیسی در صنعت :
    انواع برشکاری‌های لیزری ، قطار الکترو‌مغناطیسی و صندلی مغناطیسی و...

  • کاربردهای فیزیک امواج الکترومغناطیسی در اخترشناسی : با مطاله طیف الکترومغناطیسی گسیل شده از جو می‌توان به ساختار اجرام آسمانی پی‌برد.

كاربران فعال بازديد كندگان فعال :
Visitors بازديد ها: 31
Members اعضاء: 0
مجموع كاربران مجموع: 31

بازديد ها بازديد ها :  
Visitors بازديد هاي كل: 2050468
Visitors بازديد هاي امروز: 2214
Visitors بازديد هاي ديروز: 1206

اَللّهُمَّ كُنْ لِوَلِيِّكَ الْحُجَّةِ بْنِ الْحَسَنِ صَلَواتُكَ عَلَيْهِ وَ عَلى آبائِهِ في هذِهِ السّاعَةِ وَ في كُلِّ ساعَةٍ وَلِيّاً وَ حافِظاً وَ قائِداً و َناصِراً وَ دَليلاً وَ عَيْناً حَتّى تُسْكِنَهُ أَرْضَكَ طَوْعاً وَ تُمَتِّعَهُ فيها طَويلاً

قوانين و مقررات کشاورزي و دامپروري بهداشـت و درمـــان صفحه اصلي
حمل و نقل عمومي محيــط زيست آمــوزش و پــژوهش معرفي شهرستان
آگهي و استعلام اجتماعي و خانواده اشتغال و نيروي کار راهنماي گردشگري
همايشها و نمایشگاه مسکن و شهرنشيني صنعت و کارخانجات اقتصاد و تجـارت
 سايتهاي مفيد  مقالات و مستندات  فرهنــگ و هنــــــــر کودکان و نوجوانان
 برنامه های مفید  دانستنیها  پلیس + 10  ورزش و تندرستی

فال حافظ

فال حافظ

به سان سوسن اگر ده زبان شود حافظ
چوغنچه پيش تواش مهربردهن باشد


سخن روز

سخن امیرالمومنین علی (ع)

يكتايش ندانست آنكه ، برايش كيفيتى انگاشت و به حقيقتش نرسيد آنكه براى او همانندى پنداشت

آیه امروز

 
Ariana Informatics Group
Ariana Informatics Group - گروه داده ورزي آريانا