خصائص الموجات الكهرومغناطيسية - كتاب الفيزياء - الصف 12 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

افترض الفيزيائي الاسكتلندي جيمس ماكسويل في عام 1860م أن عکس الحث صحيح أيضاً، فتغير في المجال الكهربائي يولد مجالاً مغناطيسياً متغيراً، وهذا موضح في الشكل 5b. واقترح ماكسويل أيضاً أن الشحنات الكهربائية ليست ضرورية؛ فالجال المتغير وحده يمكن أن يولد مجالاً مغناطيسياً. ثم توقع ماكسويل أن كلا من المسارعة والمجالات المغناطيسية المتغيرة تولد مجالات كهربائية ومغناطيسية تتحرك معاً في الفضاء.

خصائص الموجات الكهرومغناطيسية

ويسمى المجالان المغناطيسي والكهربائي المنتشرن معاً في الفضاء بالموجات الكهرومغناطيسية، أو موجة EM. ويوضح الشكل 5c-5 اتجاهات المجالات التي تكون موجة كهرو مغناطيسية. وفي عام 1887م أثبت الفيزيائي الألماني هيرشز نظرياً عملياً صحة نظرية ماكسويل. كما أدت نظرية ماكسويل إلى وضع تصور كامل للكهرباء والمغناطيسية.

العلاقة بين الطول الموجي والتردد لموجة

الطول الموجي للضوء يساوي مقدار سرعته مقسوماً على تردده.

λ = v/f

في هذه المعادلة يقاس الطول الموجي λ بوحدة m، وتقاس السرعة v بوحدة m/s، ويقاس التردد f بوحدة Hz. ولاحظ أن السرعة v لأي موجة كهرومغناطيسية تنتقل في الفراغ تساوي سرعة الضوء c، ولذلك فإن العلاقة الخاصة بالموجة الكهرومغناطيسية تصبح:

λ = c/f c = 3.00 × 10⁸ m/s

لاحظ أن حاصل ضرب الطول الموجي في التردد لأي موجة كهرومغناطيسية هو مقدار ثابت ويساوي c. ولذلك عندما يزداد الطول الموجي يقل التردد، والعكس صحيح. أي أن الموجة الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي الكبير لها تردد صغير، بينما الموجة الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي الصغير لها تردد كبير.

مسائل تدريبية

ما مقدار سرعة موجة كهرومغناطيسية في الهواء إذا كان ترددها 3.2×10¹⁹ Hz؟

ما طول موجة الضوء الأخضر إذا كان تردده 5.70×10¹⁴ Hz؟

ما طول موجة كهرومغناطيسية ترددها 8.2×10¹⁴ Hz؟

ما تردد موجة كهرومغناطيسية طولها الموجي 2.2×10⁻² m؟

افترض الفيزيائي الاسكتلندي جيمس ماكسويل في عام 1860م أن عکس الحث صحيح أيضاً، فتغير في المجال الكهربائي يولد مجالاً مغناطيسياً متغيراً، وهذا موضح في الشكل 5b. واقترح ماكسويل أيضاً أن الشحنات الكهربائية ليست ضرورية؛ فالجال المتغير وحده يمكن أن يولد مجالاً مغناطيسياً. ثم توقع ماكسويل أن كلا من المسارعة والمجالات المغناطيسية المتغيرة تولد مجالات كهربائية ومغناطيسية تتحرك معاً في الفضاء. --- SECTION: خصائص الموجات الكهرومغناطيسية --- خصائص الموجات الكهرومغناطيسية ويسمى المجالان المغناطيسي والكهربائي المنتشرن معاً في الفضاء بالموجات الكهرومغناطيسية، أو موجة EM. ويوضح الشكل 5c-5 اتجاهات المجالات التي تكون موجة كهرو مغناطيسية. وفي عام 1887م أثبت الفيزيائي الألماني هيرشز نظرياً عملياً صحة نظرية ماكسويل. كما أدت نظرية ماكسويل إلى وضع تصور كامل للكهرباء والمغناطيسية. --- SECTION: العلاقة بين الطول الموجي والتردد لموجة --- العلاقة بين الطول الموجي والتردد لموجة الطول الموجي للضوء يساوي مقدار سرعته مقسوماً على تردده. λ = v/f في هذه المعادلة يقاس الطول الموجي λ بوحدة m، وتقاس السرعة v بوحدة m/s، ويقاس التردد f بوحدة Hz. ولاحظ أن السرعة v لأي موجة كهرومغناطيسية تنتقل في الفراغ تساوي سرعة الضوء c، ولذلك فإن العلاقة الخاصة بالموجة الكهرومغناطيسية تصبح: λ = c/f c = 3.00 × 10⁸ m/s لاحظ أن حاصل ضرب الطول الموجي في التردد لأي موجة كهرومغناطيسية هو مقدار ثابت ويساوي c. ولذلك عندما يزداد الطول الموجي يقل التردد، والعكس صحيح. أي أن الموجة الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي الكبير لها تردد صغير، بينما الموجة الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي الصغير لها تردد كبير. --- SECTION: مسائل تدريبية --- مسائل تدريبية --- SECTION: 15 --- ما مقدار سرعة موجة كهرومغناطيسية في الهواء إذا كان ترددها 3.2×10¹⁹ Hz؟ --- SECTION: 16 --- ما طول موجة الضوء الأخضر إذا كان تردده 5.70×10¹⁴ Hz؟ --- SECTION: 17 --- ما طول موجة كهرومغناطيسية ترددها 8.2×10¹⁴ Hz؟ --- SECTION: 18 --- ما تردد موجة كهرومغناطيسية طولها الموجي 2.2×10⁻² m؟