امواج الکترو مغناطیسی چیست؟

همانطور که می‌دانید امواج مغناطیسی حاصل تغییرات میدان‌های مغناطیسی هستند که طول موج‌های متفاوتی دارند و به صورت نامرئی و مرئی بوده و کاربردهای بسیار زیادی دارند. به طور کلی امواج مغناطیسی در دنیای امروز تحولات عظیم و شگرفی را به وجود آورده‌اند. یعنی از زمانی که بشر به وجود امواج مغناطیسی پی برده تاکنون تغییرات بسیار زیادی در زمینه درمان و ساخت تجهیزات مختلف و غیره ایجاد کرده است.

در واقع امواج الکترومغناطیسی انواع مختلفی دارند که هر یک از آنها در جهتی مختلف مورد استفاده قرار گرفته و می‌تواند به عنوان یک انرژی با واحد فوتون در محیط مورد نظر منتشر و ساطع شود. اشعه ایکس، پرتوهای گاما، نور مرئی مادون قرمز و امواج رادیویی همگی از امواج مغناطیسی محسوب می‌شوند. در ادامه قصد داریم کاربرد امواج مغناطیسی را با جزئیات بیشتری خدمتتان شرح دهیم بنابراین پیشنهاد می‌کنیم که تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.

کاربرد امواج مغناطیسی

با توجه به اینکه امواج مغناطیسی تنوع بالایی دارند می‌توان فهمید که طول موج آنها نیز با هم متغیر بوده و همین موضوع در کاربرد آنها نیز تاثیر خواهد گذاشت. نورهای نامرئی مثل اشعه ایکس و مادون قرمز یا حتی امواج رادیویی هر کدام با طول موج‌های متغیر و متفاوت امکانات بهره‌وری را افزایش داده و استفاده از آنها در موارد مختلف ایجاد شده است. مواردی که در ادامه این مطلب قرار است مطالعه کنید، انواع کاربردهای امواج مغناطیسی هستند:

● امواج رادیویی

یکی از انواع دسته‌بندی امواج مغناطیسی مربوط به امواج رادیویی می‌شود که با حرکت شتابدار بارها در سیم به وجود می‌آیند و بیشترین کاربرد امواج رادیویی در استفاده از امواج تلویزیون و رادیو است. بنابراین اگر شما در هر کجای جهان تلویزیون را روشن می‌کنید و آنتن آن را تنظیم می‌کنید تمام تصاویری که بر روی صفحات تلویزیون ظاهر می‌شود حاصل امواج رادیویی است. طول موج امواج رادیویی حدود ۵۰۰ کیلو هرتز تا 1000 مگاهرتز است. البته که برای باندهای موج کوتاه از فرکانس‌های بیش از ۵۴ مگاهرتز استفاده می‌شود. برای باندهای رادیویی از طول موج ۸۸ الی ۱۰۸ مگاهرتز از امواج رادیویی استفاده خواهد شد. طول موج امواج مغناطیسی تلویزیون بین ۵۴ تا ۸۹۰ مگاهرتز است. از دیگر کاربردهای امواج رادیویی برای برقراری تماس صوتی در تلفن‌های همراه است که در طول موج بالایی انجام می‌گیرد.

● امواج مادون قرمز

در میان انواع امواج مغناطیسی امواج مادون قرمز نیز از این دسته محسوب می‌شود که از مجاورت طول موج بالا در ناحیه نور مرئی دسته‌بندی شده و می‌توان آن را از پرکاربردترین امواج مغناطیسی نامید. شاید برای شما هم جالب باشد که امواج مادون قرمز توسط اشیا و لوازم داغ تولید می‌شود. گاهی به امواج مادون قرمز امواج گرما هم می‌گویند؛ زیرا همه مولکول‌ها این امواج را جذب می‌کنند. گذشته از مولکول به طور کلی همه الکترون‌ها به جنبش درآمده و در نهایت انرژی درونی آنها افزایش پیدا می‌کند و همه این موارد باعث گرم شدن مواد می‌شود. معمولاً تشعشعات مادون قرمز توسط گازهای گلخانه‌ای به دام می‌افتد. دستگاه‌های الکتریکی که نیاز به ساطع کردن امواج دارند با استفاده از مادون قرمز کار می‌کنند. به عنوان مثال سیستم‌های الکتریکی خانگی مانند تلویزیون‌ها و سیستم‌های هایفای که برای کنترل به مادون قرمز نیاز خواهند داشت. کاربردهای امواج مغناطیسی شامل استفاده در فیزیوتراپی، ایجاد روشنایی، انجام طیف سنجی بابت شناسایی رشد محصولات زراعی، تصویربرداری، استفاده در ماهواره‌ها، سیستم‌های درمانی، مقاصد نظامی، سیستم‌های کنترل از راه دور و غیره…. می‌شود.

● امواج مایکروویو

احتمالاً تاکنون نام امواج مایکروویو را در میان امواج مغناطیسی شنیده باشید که به عنوان ریز موج هم شناخته می‌شوند. در واقع این امواج توسط لوله‌های خلا با طول موج گیگاهرتز تولید شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. جالب است بدانید که امواج مایکروویو هم کاربرد بسیار زیادی دارند که یکی از نمونه‌های کاربرد این موج در رابطه با ناوبری هواپیماها در سیستم‌های راداری آن است. دستگاه مایکروویو نیز یک نمونه از کاربردهای امواج مایکروویو محسوب می‌شود که برای گرم کردن و پختن انواع مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. فرکانس امواج مایکروویو به صورتی است که مولکول‌های آب را درگیر کرده و سبب افزایش انرژی جنبشی آنها می‌شود که این انرژی جنبشی در نهایت موجب گرما شده و باعث گرم شدن ماده غذایی که دارای آب است خواهد شد به همین دلیل است که از طریق مایکروویو انواع غذاهه پخته می‌شوند.

● امواج فرابنفش

امواج فرابنفش از دیگر نمونه‌های امواج الکترومغناطیسی محسوب می‌شوند که طول موج آنها در محدوده مشخصی این m 10-7 ×4 (nm 400) تا m 10-10 × 6 (nm 6/0) را پوشش می‌دهد. خورشید یکی از منابع تولید کننده پرتو فرابنفش است که بیشتر این پرتو در فاصله ۴۰ تا ۵۰ کیلومتری زمین و در لایه اوزون به دام می‌افتد. دیگر مواردی که سبب تولید امواج فرابنفش می‌شوند شامل حرارت حاصل از گرمای لامپ‌ها است. نکته جالب توجه در رابطه با پرتوهای فرابنفش این است که شیشه آنها را جذب می‌کند. بنابراین اگر بخواهید آفتاب بگیرید قطعاً پوست شما نخواهد سوخت و برنزه نخواهید شد؛ چرا که شما در پشت شیشه هستید و همه پرتوهای فرابنفش شده از خورشید از طریق شیشه جذب می‌شود. در واقع پرتو فرابنفش دارای مضراتی برای انسان است که در نهایت خطراتی را به همراه خواهد داشت به همین دلیل است که جوشکاران به هنگام جوشکاری از عینک‌های مخصوص استفاده می‌کنند تا پرتو فرابنفش حاصل از گرما و حرارت چشم آنها را اذیت نکند.
اما مهمترین کاربرد امواج فرابنفش در طول موج‌های بسیار بالا جهت درمان جراحی چشم و لیزیک است. لامپ‌های یووی یکی دیگر از موارد کاربردی امواج فرابنفش هستند که باعث از بین بردن میکروب‌ها می‌شوند به همین دلیل از آنها در دستگاه‌های تصفیه آب نیز استفاده می‌کنند. طیف سنج‌های نوری برای آنالیز مواد از پرتو فرابنفش استفاده می‌کند.

● نور مرئی

حتماً کنجکاو هستید بدانید که آیا امواج مغناطیسی قابل دیدن هستند یا خیر. یک نمونه از انواع امواج الکترومغناطیس نور مرئی است که به راحتی قابل مشاهده خواهد بود. طول موج نور مرئی در محدوده Hz 1014 ×4 تا حدود Hz 1014 ×7 دسته‌بندی می‌شود. در این صورت شما می‌توانید این طیف امواج الکترومغناطیسی را از طریق تشکیل رنگین کمان ببینید که به رنگ‌های زرد، سبز، آبی، نیلی، بنفش، قرمز و نارنجی قابل مشاهده است.

● اشعه ایکس

با توجه به اینکه طیف امواج الکترومغناطیسی با هم متفاوت هستند اشعه ایکس یکی دیگر از امواج مغناطیسی محسوب می‌شود. طول موج امواج اشعه‌ای ایکس در محدوده m10-8 (nm 10) تا m 10-13 (nm 10-4) قرار می‌گیرد که تولید این اشعه از طریق الکترون اندود کردن یک فلز انجام خواهد شد. یعنی یک جسم فلزی را هدف قرار داده و الکترون‌ها به سمت آن با انرژی بالا تابانده می‌شوند تا یک تصویر خلق شود. این تصویر حاصل از اشعه ایکس بوده که در دنیای پزشکی تاثیر بسزایی دارد یعنی از طریق آن می‌توان برخی سرطان‌ها را تشخیص داد. به طور کلی قرار گرفتن طولانی مدت در برابر اشعه ایکس و بی قطعاً آسیب زننده خواهد بود از این رو فقط به جهت تصویربرداری‌های ضروری از طریق اشعه ایکس اقدام کنید در غیر این صورت لزومی به قرار گرفتن در برابر آن نخواهد بود.

● اشعه گاما

در طیف امواج الکترومغناطیسی گسترده اشعه گاما نیز گنجانده شده است. در واقع این اشعه جزو آخرین اشعه الکترومغناطیسی محسوب می‌شود که فرکانس بالایی در این طیف دارد. محدوده طول موج اشعه گاما بین 10-10 m تا کمتر از m 10-14 تخمین زده شده است. از مهم‌ترین کاربردهای اشعه گاما در واکنش‌های هسته‌ای است که از طریق هسته‌های رادیواکتیو ساطع خواهد شد. در دنیای پزشکی از اشعه گاما برای از بین بردن سلول‌های سرطانی استفاده می‌کنند.
اکنون دیگر تنوع بالای امواج مغناطیسی را می‌شناسید هرچند که در این مطلب به ترتیب به این اشعه‌ها اشاره نشد، اما هر یک از آنها با جزئیات کامل در اختیارتان قرار گرفت. اکنون می‌خواهیم به مفاهیم بیشتری در رابطه با امواج مغناطیسی اشاره کنیم پس ادامه این مطلب را نیز مورد مطالعه قرار دهید.

امواج مغناطیسی کجا استفاده می‌شود؟

با توجه به اطلاعاتی که در اختیارتان قرار گرفت اکنون دیگر حضور ذهن بیشتر و کامل‌تری در رابطه با کاربرد امواج الکترومغناطیسی پیدا کرده‌اید و می‌دانید که امواج مغناطیسی بیشتر در حیطه پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع در انواع کلینیک‌های پزشکی و بیمارستان‌ها دستگاه‌های پیشرفته سونوگرافی و رادیولوژی قرار دارند که در همه آنها از انواع امواج الکترومغناطیس استفاده شده و بدون وجود آنها عملاً دنیای پزشکی فلج شده و دیگر کارایی سابق را نخواهد داشت. اصلاً بدون وجود امواج مغناطیسی تشخیص سرطان‌ها غیر ممکن شده و درمان آنها نیز با مشکل مواجه خواهد شد.
گذشته از این موضوع استفاده از امواج الکترومغناطیسی در واکنش‌های هسته‌ای باعث خلق و ایجاد ترکیبات جدیدی شده به همین دلیل از این کاربرد در واکنش‌های هسته‌ای و رادیو اکتیو بیشتر استفاده می‌شود. نمونه زیبا و قابل توجه امواج الکترومغناطیس را می‌توان در نور مرئی و ظاهر شدن رنگین کمان مشاهده کرد و از آن نهایت لذت را برد. همچنین شما نباید این موضوع را از یاد ببرید که استفاده از امواج الکترومغناطیسی تا خانه‌های ما نیز آمده است. در واقع شما با روشن کردن یک لامپ uv یا روشن کردن تلویزیون و گوش کردن به رادیو یا حتی روشن کردن مایکروویو برای گرم کردن غذا از امواج الکترومغناطیسی بهره می‌برید.

ویژگی‌های امواج الکترومغناطیسی

قطعاً برای شما هم جالب است بدانید که امواج الکترومغناطیس ویژگی‌های منحصر به فردی دارند. در واقع این ویژگی‌ها سبب تنوع بالا و کاربرد گسترده و وسیع در این زمینه شده است. بدون وجود این ویژگی‌ها در واقع امواج الکترومغناطیسی کارایی و کاربردی نخواهند داشت. مواردی که در ادامه خواهید خواند گویای ویژگی‌های امواج مغناطیسی هستند:
● از مهمترین ویژگی‌های امواج الکترومغناطیسی می‌توان به نوسان دوره‌ای یا تناوب از موج‌های مغناطیسی و الکتریکی اشاره نمود.
● هر یک از موج‌های مغناطیسی دارای طول موجی مشخص است که آن را در محدوده خاص قرار می‌دهد.
● در دسته‌بندی موج‌های مغناطیسی هر طول موج اشعه یا پرتوی خاص ارائه کرده که نامی مشخص برای آن وجود دارد.
● امواج الکترومغناطیسی کاربردهای وسیع و گسترده‌ای در دنیای امروز دارند.

امواج الکترومغناطیسی به زبان ساده همان موج‌های الکتریکی و مغناطیسی هستند که نوسان آنها در کنار یکدیگر باعث ایجاد طول موج معینی شده و در دنیای امروز مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از امواج الکترومغناطیسی روز به روز گسترده‌تر می‌شود و هر بار که نام امواج مغناطیسی به گوش می‌رسد در واقع کشف جدیدی رخ داده که می‌توان با استفاده از این امواج به جایگاه جدیدی دست یافت و یا کاربردهای نوآورانه‌ای از آن ارائه داد.

مشخصات امواج الکترومغناطیس

امواج مغناطیسی دارای مشخصه‌هایی هستند که عملکرد آنها را مشخص کرده و کاربرد و استفاده از آنها را نیز افزایش یا کاهش می‌دهد. از مهمترین مشخصات امواج الکترومغناطیس وجود فرکانس، دوره تناوب، دامنه و طول موج را می‌توان نام برد. هر یک از این موارد بر دیگری تاثیرگذار بوده و نقش کلی امواج الکترومغناطیس را مشخص می‌کند.
مشخصات بیشتر و آموزش‌های لازم در رابطه با امواج الکترومغناطیس در درس فیزیک ارائه می‌شود چرا که اندازه‌گیری طول موج‌ها و تناوب هر یک از امواج طیف مختلفی داشته که تنها به این حوزه مربوط می‌شود. به طور کلی یک مگاهرتز تغییر در طیف وسیع امواج مغناطیسی می‌تواند نام آن را تغییر دهد و کاربرد آن را نیز متغیر سازد.
نتیجه‌گیری
با توجه به اطلاعاتی که در اختیارتان قرار گرفت اکنون دیگر می‌دانید که امواج مغناطیسی در واقع همان میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی هستند که با طول موج مختلفی که دارند دنیای امروز ما را دگرگون کرده‌اند و البته این دگرگونی پرفایده و مفید بوده است. امواج مغناطیسی انواع مختلفی دارند در این میان می‌توان به اشعه گاما و ایکس اشاره کرد که پرکاربردترین اشعه‌ها در میان امواج مغناطیسی هستند. علاوه بر آنها نور مرئی و فرابنفش از دیگر انواع امواج مغناطیسی محسوب می‌شوند. هر یک از این امواج کاربردهای مختلفی داشته و بر اساس طول موجی که دارند شناسایی خواهند شد.
از کاربرد وسیع امواج مغناطیسی در دنیای پزشکی و علم امروزی نمی‌توان غافل شد. مهمترین کاربردهای امواج مغناطیسی در دنیای پزشکی بوده که باعث تشخیص انواع بیماری‌ها از جمله سرطان و تصویربرداری از قسمت‌های مختلف بدن شده است. همچنین از امواج الکترومغناطیسی در واکنش‌های هسته‌ای نیز استفاده می‌کنند. استفاده از امواج مغناطیسی در خانه‌ها شامل استفاده از ماهواره‌ها و امواج رادیویی یا تماشای تلویزیون و روشن کردن مایکروویو می‌شود. جهت اطلاعات بیشتر در رابطه با امواج الکترومغناطیسی و کاربرد و طول موج آنها می‌توانید با کارشناسان و مشاورین ما در ارتباط باشید.