الاشعة الكهرومغناطيسية ماذا تعرف عنها

إن الضوء هو أشهر الموجات الكهرومغناطيسية لما له من دور في حياتنا وحياة جميع الأحياء إذ بواسطته يتم الإبصار ويقوم النبات بصنع الغذاء. والنور الأبيض، مثل نور الشمس، يتكون من مزيج من الألوان هي البنفسجي والأزرق والأخضر والأصفر والبرتقالي والأحمر. ولكل منها طول موجي وتردد يميزه عن غيره ويعطيه اللون الخاص به. ومن الجدير بالذكر أن استشعار العين للألوان المختلفة متباين، فهي مثلاً أكثر تحسساً للونين الأصفر والأخضر منها للونين البنفسجي والأحمر كما هو موضح في الشكل (1).
والضوء يعد قطرة في محيط بالنسبة للموجات الكهرومغناطيسية غير المتناهية التي سميت بهذا الاسم نظراً لأنها تتكون من مجالين كهربائي ومغناطيسي متعامدين على بعضها البعض وعلى اتجاه انتشار الموجة. لذا فالموجات الكهرومغناطيسية هي من الموجات المستعرضة، وهي تتحرك بسرعة عالية جداً. ففي الفراغ تبلغ سرعتها ثلاثمائة ألف كيلومتر بالثانية! ويستغرق وصول ضوء الشمس إلى الأرض حوالي ثماني دقائق رغم البعد الشاسع بين الأرض والشمس الذي يبلغ حوالي مائة وخمسين مليون كيلومتراً أي حوالي أربعة آلاف مرة ضعف متوسط محيط الكرة الأرضية !.
الشكل (2) يوضح الأطوال الموجية وترددات الأنواع المختلفة من الموجات الكهرومغناطيسية. وفيما يلي شرح موجز لهذه الأنواع وتطبيقاتها ابتداء من الأطوال الموجية الكبيرة وانتهاء بالصغير. ولابد من الإشارة إلى أن الموجات متداخلة ولا توجد بينها حدود واضحة، ولكن الموجات جميعها يمكن توليدها بتسريع الشحنات الكهربائية.
موجات البث الإذاعي تتراوح أطوالها الموجية بين الأمتار ومئات الأمتار وهي التي تستخدم في أنظمة الاتصالات كالمذياع والتلفاز. وعادة ما يكتب على أجهزة المذياع الأطوال الموجية وتردداتها وذلك لاستلام الإذاعات المختلفة حيث أن كل إذاعة تبث بأطوال موجية معينة. فالموجات القصيرة أطوالها الموجية تقدر بالأمتار. أما المتوسطة فتقدر أطوالها الموجية ببضع عشرات من الأمتار.
وتتراوح أطوال موجات المايكروويف بين (1) مليمتر و (300) مليمتر. وهي تستخدم في أنظمة الرادار وفي الملاحة الجوية وفي دراسة الصفات الذرية والجزئية للمواد. وقد استفاد المهندسون من هذه الموجات في صنع المايكروويف الذي يستخدم في طهي وتسخين الطعام بسرعة حيث وفر على ربات البيوت الكثير من الوقت. ويرى العلماء أن بالإمكان الاستفادة من أشعة الشمس في توليد الطاقة حيث تقوم محطات فضائية بتجميع موجات المايكروويف وإرسالها إلى الأرض. ومن الجدير بالذكر أن الأقمار الصناعية تستخدم موجات المايكروويف في الاتصالات.
كذلك تتراوح أطوال الموجات تحت الحمراء بين (0.7) مايكرومتر وحتى (1) مليمتر ويمكن توليد تلك الموجات بتسخين الأجسام الصلبة فتنطلق تلك الموجات بشكل طبيعي نتيجة لارتفاع درجة حرارتها. ولهذا فهي تسمى أيضاً باسم الموجات الحرارية. وهذه الموجات تمتص بسهولة من قبل معظم المواد مؤدية إلى تسخينها (أي رفع درجة حرارتها) ولهذه الموجات تطبيقات مدنية وعسكرية عديدة من ضمنها العلاج الفيزيائي والتصوير الليلي وكذلك الرؤية الليلية .
النور المرئي:هي الموجات الكهرومغناطيسية الأكثر شهرة كما أسلفنا حيث أنها الموجات التي يمكن للعين أن تدركها وتبصر بواسطتها الأشياء. وهي تتولد من إعادة ترتيب الالكترونات في الذرات والجزيئات.
الأشعة فوق البنفسجية: تغطي الأطوال الموجية بين (60) نانومتراً وحتى (380) نانومتراً وتعد الشمس من المصادر المهمة لهذه الموجات، ويقوم الغلاف الجوي للأرض بامتصاص معظم الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس وذلك بوساطة طبقة الأوزون. وهذا من لطف العزيز الحكيم بديع السموات والأرض حيث أن التعرض لجرعات كبيرة من تلك الموجات له تأثيرات ضارة على الإنسان من ضمنها توليد سرطان الجلد وعدد من أمراض العيون. وقد أثير أخيراً الكثير من الجدل حول امكان حدوث ثقب كبير في طبقة الأوزون المحيطة بالأرض والحامية لها من الأشعة فوق البنفسجية نتيجة تسرب غاز الفريون وغيره من المواد الكيميائية، ذات الشراهة العالية للأكسجين مثل مركبات الفلور والكلور والكربون، إلى هذه الطبقة عن طريق التلوث بعوادم الطائرات وغيرها من وسائل النقل وكذلك ما تنفثه مداخن المصانع إلى الجو. وغاز الفريون يستخدم بشكل كبير في الصناعة وفي أجهزة التبريد مثل الثلاجات والمكيفات.
الأشعة السينية: وهي أيضاً من الموجات الكهرومغناطيسية وتتراوح أطوالها الموجية من حوالي (0.1) بيكومتر وحتى (10) نانومتر. وهذه الأشعة تستخدم بشكل واسع في الطب. فهي تستخدم في التشخيص وفي علاج بعض أنواع الأورام السرطانية غير العميقة مثل سرطان الجلد. ومن المعروف أن هذه الأشعة تتلف الخلايا والأنسجة الحية لذا ينبغي عدم التعرض الزائد لها. وتستخدم الأشعة السينية كذلك في دراسة التراكيب البلورية للذرات.
أشعة "جاما":هي أشعة كهرومغناطيسية تنطلق من نوى الذرات المشعة مثل اليورانيوم والكاربون (14)، ومن التفاعلات النووية، ويوجد في الطبيعة ما يزيد على (40) من النوى المشعة . كما يصنع المئات من النظائر المشعة في المفاعلات والمسرعات النووية نظراً لما لها من استخدامات تطبيقية وعلمية كبيرة. وتتراوح أطوالها الموجية بين (0.01) بيكومتر و (100) بيكومتر. وهي شديدة الاختراق للأجسام وتؤدي إلى تلف شديد عند امتصاصها من قبل الأنسجة الحية. لهذا ينبغي على العاملين بالقرب من هذه الأشعة الخطرة أخذ الحيطة والوقاية منها.
(1) المليمتر = 1000/1 من المتر (أي واحد من الألف من المتر)
والمايكرومتر – 1000.000/1 من المتر (أي واحد من المليون من المتر)
والنانومتر = 1000.000.000/1 من المتر (أي واحد من الألف المليون من المتر)
والبيكومتر= 1000.000.000.000/1 من المتر (أي واحد من المليون مليون من المتر)
(2) النظائر : بالرغم من احتواء جميع ذرات عنصر ما على العدد نفسه من البروتونات فإنها قد تختلف في إعداد النيوترونات، وهذا يعني أن العنصر الواحد له عدة أنواع من الذرات التي لها الصفات الكيميائية نفسها ولكنها تختلف قليلاً في أوزانها الذرية، إن هذه الأنماط المختلفة تدعى (النظائر) لذلك العنصر. والنظائر منتشرة انتشاراً كبيراً في الطبيعة. وبعض نظائر العنصر الواحد مشع وبعضها غير مشع
و ان افضل طريقة لتفريغ الاشعة الزائدة في جسمنا هي السجود في الصلاة