إعـــــــلان

تقليص
لا يوجد إعلان حتى الآن.

مقدمة في المغناطيسية

تقليص
هذا الموضوع مغلق.
X
X
 
  • تصفية - فلترة
  • الوقت
  • عرض
إلغاء تحديد الكل
مشاركات جديدة

  • مقدمة في المغناطيسية

    تاريخ المغناطيسية


    بالرغم من أن بعض أنواع التأثير المغناطيسي كظاهرة الشفق القطبي في نصف الكرة الشمالي كان ملاحظاً من آلاف السنين إلا أن تطور المعرفة المغناطيسية لم يحدث إلا بعد اكتشاف الحديد. و تم ملاحظة أولى تأثيرات المغناطيسية عند اقتراب مصهور الحديد من أكسيد الحديد حبث تكونت الصيغة الكيميائية FeOFe2O3(Fe3O4) و هي عبارة عن معدن يعرف باسم حجر المغناطيس.
    و أصل لفظ المغناطيس يعتريه بعض الغموض و لكن هناك تفسيران أكثر تردداً . أحدهما أن تسمية المغناطيس تنتسب إلى راعي يوناني اسمه (ماغنس) و هو الذي اكتشفه عندما التصقن مسامير نعله في معدن حجر المغناطيس. أما التفسير الآخر هو أن التسمية تنتسب إلى دولة قديمة في آسيا الصغرى تعرف باسم ماغنيسيا و فيها وجد حجر المغناطيس بوفرة.
    و أول أطروحة عن الإبر الممغنطة و استخداماتها قدمها بطرس بريغرينوس في عام 1289. و قد وثقت هذه الدراسة عدداً من الخواص المغناطيسية منها:
    1- أن القوة المغناطيسية تؤثر عن بعد
    2- أن القوى المغناطيسية تجذب فقط المواد المغناطيسية
    3- أن الأقطاب المتشابهة تتنافر و المختلفة تتجاذب
    4-أن القطب الشمالي يشير نحو الشمال و الجنوبي يشير نحو الجنوب
    و استطاعت أوربا اعتماداً على هذه الحقائق أن تجوب العالم مجتاحة البلدان أمامها .
    و مع ذلك فشل بريغرينوس في ملاحظة أن الأرض نفسها مغناطيس . و لم يتوصل العلم إلى تلك الحقيقة إلا في عام 1600 على يد ويليام غلبرت .
    أجرى غلبرت عدداً من التجارب التي فندت الحقائق و وثقها في كتابه عن المغناطيسية الذي لخص فيه معرفة عصره عن المغناطيسية و الكهربية و تعتبر دراسة غلبرت العلمية المنظمة من قبل الكثيرين أول عمل عظيم في تاريخ العلم.



    آلة اخترعها غلبرت بريغرينوس عبارة عن حجر مغناطيس بيضاوي الشكل موضوع داخل صندوق خشبي موضح بداخله الجهات الأربع الأصلية و تقسيمات يبلغ عددها 360 . و وضعت الآلة داخل إناء به ماء لتحديد زاوية الشمس حيث تتم قراءة الزاوية عندما تتوقف الآلة عن الدوران
    أصل المغناطيسية
    إن دوران الإلكترون بالإضافة إلى قوة الدفع الزاوية للأوربيتالات ينتج عنها عزم قوة ثنائية القطب مكونة مجالاً مغناطيسياً ( كلاسيكياً يتم تمثيل الميكانيكا الكمية للدوران بكرة دوارة ذات شحنة ، أما النسخة الكمية فبها اختلافات ذات دلالة منها أنها تأخذ أوضاعاً منفصلة إلى أعلى و أسفل لا يمكن وصفها باستخدام متجه بشكل مشابه للحركة المدارية التي يتم تمثيلها في النموذج التقليدي بحلقة تيار مستمر. في الكثير من المواد (بخاصة تلك ذات الأوربيتالات الممتلئة بالإلكترونات) يكون عزم القوة في القطبين لكل الإلكترونات مساوياً للصفر ( بمعنى أن الدوران يكون في أزواج إلى أعلى و أسفل). فقط الذرات ذات الأوربيتلات الممتلئة جزئياً ( أي أن الإلكترونات لا تدور في أزواج) يمكن أن يكون لها عزم قوة مغناطيسية في غياب حقل مغناطيسي خارجي. فالمواد الفيرومغناطيسية تحتوي ذرات تدور في أوربيتالاتها إلكترونات غير مزدوجة . عندما تتراص هذه الأقطاب المغناطيسية الدقيقة في نفس الاتجاه فإنها تكون مجالاً مجهرياً يمكن قياسه.
    هذه الأقطاب الثنائية الدائمة تميل إلى الاصطفاف متوازيةً مع حقل مغناطيسي خارجي في تأثير يسمى البارامغناطيسية ( هناك تأثير مشابه لهذا التأثير و لكنه أضعف يسمى الدايامغناطيسية حيث ينتج عن الحركة المدارية الناشئة عن الحقل الخارجي عزم قوة في اتجاه مضاد لهذا الحقل)
    الفيرومغناطيسية تشتمل على ظاهرة إضافية حيث تميل الأقطاب إلى الاصطفاف بشكل تلقائي بدون تأثير حقل خارجي . و هذا عبارة عن تأثير محض لميكانيكا الكم.
    وفقاً للكهرومغناطيسية الكلاسيكية فإن أي قطبين مغناطيسيين متقاربين سوف يميلان إلى الاصطفاف في اتجاهات متضادة ( و هذا يودي إلى تكوين مادة أنتيفيرومغناطيسية ) . أما في حالة المادة الفيرومغناطيسية وفقاً لمبدأ بولي أن أي إلكترونين في نفس المدار و الاتجاه لا يمكن أن يشغلا نفس المكان مما يقلل استجابتهما الإلكتروستاتيكية مقارنة بإلكترونين آخرين في اتجاهين متضادين. يتم التعبير عن ذلك رياضياً بشكل أكثر تحديداً باستخدام نظرية تعداد الدوران و التي تنص أنه "لأن الإلكترونات هي جسيمات تساوي قيمة دورانها نصف عدد صحيح فإن قيمة المعادلة الموجية لها تتغير إشارتها بتغير موقع هذه الجسيمات . و يمكن ملاحظة ذلك في نموذج التقريب لـ " هارتي _ فوك" لتقليل الطاقة الإلكتروستاتيكية الكامنة حيث يسمى هذا الفرق في الطاقة بـ" الطاقة التبادلية"
    إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

  • #2
    لماذا تكون بعض المواد مغناطيسية


    اكتشف أورستيد في عام 1820 أن إبرة البوصلة المغناطيسية كانت تنحرف عند اقترابها من تيار كهربي؛ و مثل ذلك طفرة في فهم المغناطيسية قادت العالم أمبير فيما بعد إلى ملاحظة أن المجال المغناطيسي المتولد عن ملف كهربي يطابق المجال الموجود لدي المغناطيس الطبيعي.


    و افترض أمبير بعد ذلك أن كل التأثيرات المغناطيسية ناشئة عن دورة كهربية و أن تأثير المغناطيس في المواد لابد أنه بسبب (تيارات جزيئية) ناتجة من حركة الإلكترونات. و لكن وفقاً لهذا النموذج يكون هناك عدد محتمل من التيارات بشكل غير قابل للتطبيق كما أنه يقتضي وجود أصل آخر للمغناطيسية. هذه الآلية الثانية كانت هي الحركة الدورانية كما افترض (ديراك) في عام 01928، بعد أن توصل إلى حل كامل لمعادلات الكم النسبية التي تتحكم في حركة الإلكترونا


    من الصعب تصور الحركة المغزلية للإلكترون إلا أن لها عزم قوة مغناطيسية صغير يشير إما إلى أعلى أو إلى أسفل. و في نطاق الذرة تكون الإلكترونات مرتبة في مدارات بحد أقصى إلكترونين في كل مدار يدوران في اتجاهي دوران متعاكسين ( بسبب مبدأ الاستبعاد لبولي) و هذه المدارات تتجمع في مجموعات متراصة . و في كل الذرات ماعدا ذرة الهيدروجين يوجد أكثر من إلكترون و تتفاعل هذه الإلكترونات كل منها مع الآخر كما تتفاعل مع النواة مكونة اقتراناً.
    إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

    تعليق


    • #3
      الاقتران:


      كما يتضح مما سبق فإن مجموع عزوم القوة المغناطيسية يكون محصلة إسهامين لكل إلكترون هما :

      1 – قوة الدفع الزاوي لتحرك الإلكترون في مداره حول النواة ( بشكل أكثر تحديداً : قوة دفع النواة للإلكترون) . و هذه طبقاً لأمبير هي التيار الجزيئي و تعرف بالمساهمة المدارية.
      2 – الحركة المغزلية للإلكترون نفسه.
      في داخل نواة مفردة الإلكترون يعتمد إجمالي عزم القوة المغناطيسية على القوة المرتبطة بحركة الإلكترونات بالنسبة للنواة و حركتها بالنسبة لبعضها البعض و بين المدارات فيما بينها. و يلاحظ أن قوة الاقتران تكون ضعيفة في الذرات الخفيفة بل يمكن تجاهلها عند حساب إجمالي قوة الدفع الزاوي .
      يمكن تحديد إجمالي عزم القوة المغناطيسية بعملية جمع بسيطة لمتجهات المجال. و تكون نتائج هذا الاقتران كالتالي: عند حساب عزم القوة في ذرة فإن تجمعات المدارات فقط تكون ذات إسهام في الناتج و هكذا فإن الإلكترونات تتراص في مجموعات مدارية بطريقة تزيد الحد الأقصى للدوران. إذا وضعنا هاتين النتيجتين معاً نرى أنه عندما تكون التجمعات المدارية نصف ممتلئة فإن الدورانات تزدوج في المدارات و يتناقص عزم القوة المغناطيسي. و هذا يفسر و جود ترتيب مغناطيسي في عناصر السلسلة الثالثة و عناصر وسط السلسلة الرابعة.
      إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

      تعليق


      • #4
        أنواع المواد المغناطيسية


        ترجع المغناطيسية إلى حركة الإلكترونات في مداراتها حول النواة و طريقة استجابة كل منهل للآخر.
        والطريقة الأنسب للتعرف على الأنواع المختلفة للمغناطيسية تكون بوصف استجابة المواد للحقول المغناطيسية. و قد تكون مفاجأة للبعض أن يعرف أن بعض المواد تزيد في مغناطيسيتها عن غيرها من المواد ، الفارق الوحيد هو أن بعض المواد ليس لديها استجابة لعزم القوة المغناطيسية في الذرة بينما في مواد أخرى تزداد هذه الاستجابة.
         و يمكن تقسيم المواد حسب سلوكها المغناطيسي إلى خمسة مجموعات رئيسية كالتالي:
        1. المواد الدايامغناطيسية (المغناطيسية المزدوجة) (Diamagnetism)
        2. المواد البارامغناطيسية (المغناطيسية المتوازية) (Para magnetism)
        3. المواد الفيرومغناطيسية (المغناطيسية الحديدية ( (Ferromagnetism)
        4. المواد الفيريمغناطيسية (Ferrimagnetism)
        5. المواد الأنتيفيرومغناطيسية (المغناطيسية اللامتوازية)
        (Antiferromagnetism)


        الخواص المغناطيسية لبعض المعادن المعروفة:
        المجموعة الأولى و الثانية تحتوي على مواد ليس لديها استجابة مغناطيسية و لذا فهي لا تعد مواداً مغناطيسية، بينما المجموعات الثلاث الأخيرة تندرج تحتها مواد ذات استجابة مغناطيسية واسعة المدى عند تعرضها إلى درجة حرارة حرجة.
        و عادةً فإن المواد الفيرومغناطيسية و المواد الفيريمغناطيسية ( و هي التي تشبه الحديد في خصائصها) تعتبر مواد مغناطيسية في حين أن المواد في المجموعات الثلاث الباقية ذات مغناطيسية ضعيفة جداً و لذا نعتبرها عادةً مواد غير مغناطيسية.
        إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

        تعليق


        • #5
          الموجات الكهرمغناطيسية


          الموجات اللاسلكية أو الكهرومغناطيسية تعد أحد أهم الاكتشافات العلمية في العصر الحديث فلا يكاد يخلو منزل من الأجهزة التي تعتمد في تشغيلها على تلك الموجات، فهي التي تنقل إلينا الأخبار والموسيقى والمعلومات والحوارات عبرالأثير ولملايين الأميال من جميع أنحاء العالم وعلى الرغم من أن هذه الموجات لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة إلا أنها استطاعت أن تغير من ملامح التاريخ والمجتمع الذي نعيش فيه فإذا نظرت حولك ستجد المئات بل الملايين من الأجهزة التي أسهمت وبشكل كبير في تطور البشرية.

          العرض: تتميز الموجات الكهرومغناطيسية بعدة مميزات: تنتشر هذه الموجات في الفراغ بسرعة ثابتة, لاتتأثر بالمجالات الكهربائية او المغناطيسية, تنتشر في خطوط مستقيمة وتخضع للخصائص الموجية من حيث الحيود والتداخل, موجات مستعرضة قابلة للإستعراض.

          طيف الموجات الكهرومغناطيسية: تشغل الموجات الكهرومغناطيسية حيزاً كبيراً من الترددات وتتنوع وتختلف عن بعضها في طبيعة مصدرها وطريقة اكتشافها واختراقها للأوساط المختلفة ولكنها تتفق في الخصائص العامة.

          ينقسم طيف الموجات الكهرومغناطيسية الى: الموجات الراديوية, الأشعة تحت الحمراء, الضوء المرئي, الأشعة فوق البنفسجية, الأشعة السينية, أشعة جاما.

          بعض الأجهزة الرئيسية التي تعتمد على الموجات الكهرومغناطيسية: الهواتف الاسلكية, أجهزة فتح وغلق الأبواب اتوماتيكياً, شبكات الحاسب الآلي الاسلكية, ألعاب الأطفال التي تعمل بالاسلكي, الهواتف التقالة, اجهزة التلفاز, أجهزة الإستقبال الاسلكية, أجهزة الراديو المتنقلة, أجهزة الإتصالات الفضائية, أجهزة اتصالات الشرطة.

          كيف تعمل الملايين من الموجات الكهرومغناطيسية غير المرئية والمنتشرة حول العالم بدون أن يحدث تداخل او تشويش لبعضها البعض؟,؟
          إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

          تعليق


          • #6
            أن الموجات الكهرومغناطيسية يتم تحميلها على موجات جيبية ذات ترددات مختلفة و أن هذه التكنولوجيا تعتمد على فكرة أساسية في غاية البساطة وهي أن لكل جهاز يعمل بالموجات اللاسلكية وحدتين رئيسيتين إحداهما للإرسال والأخرى للاستقبال فعندما يقوم جهاز الإرسال ببث أي نوع من البيانات سواء كانت صوتاً أو صورة أو بيانات من خلال وحدة تسمى(الموديم) فإن تلك البيانات يتم تشفيرها وتحميلها على موجات جيبية ذات ترددات مختلفة، تنقل من خلال الموجات الكهرومغناطيسية عبر الأثير وعندئذ يقوم جهاز الاستقبال لدى الطرف الآخر بفك شفرة تلك الرسالة ولكل جهاز إرسال أو استقبال هوائي خاص به للقيام بعملية بث أو استقبال الموجات الكهرومغناطيسية. وتعتبر الهواتف النقالة أو المحمولة من أبرز الأجهزة المعقدة التي تعمل بالموجات الكهرومغناطيسية حيث يحتوي كل جهاز على وحدتين للإرسال والاستقبال يعملان بطريقة تبادلية تستطيع التمييز بين مئات الإشارات والترددات المختلفة ويزود بكل هاتف هوائي خاص به يقوم بعملية الإرسال أو الاستقبال.

            _ _ _ _ _ _ _ الأجهزة التي تعمل بالموجات اللاسلكية مثل الهواتف النقالة وأجهزة الراديو وغيرها مزودة بهوائيات تختلف في أشكالها وأحجامها تبعا لنوع وقوة الترددات التي تستقبلها. فمثلا هوائي راديو السيارة لايتعدى حجمه سلكاً صغيراً جداً يكفي لاستقبال الموجات الإذاعية المختلفة مثل Amأو Fm، بينما تستخدم وكالة ناسا Nasa الأمريكية لعلوم الفضاء والطيران -هوائي- "طبق" قد يصل طول نصف قطره حوالي 200 قدم (60 متراً) لإرسال أو استقبال ترددات من الفضائية التي قد تبعد ملايين الأميال من الأرض، ولكن هناك حقيقة علمية يجب ألا نغفلها وهي أن الحجم الأمثل للهوائي يعتمد على قوة تردد الموجة الكهرومغناطيسية وليس على المسافة التي تنتقل خلالها وأكبر دليل على ذلك أن هوائي الهاتف النقال لا يزيد طوله عن ثلاث بوصات ويرجع ذلك إلى أن الهاتف النقال يعمل على تردد قوته 900 ميجاهرتز فقط.

            موجات غير مؤينة: هناك نوعين من الموجات الكهرومغناطيسية: موجات مؤينة وموجات غير مؤينة, فبينما تقع أشعة إكس وألفا وأشعة جاما في نطاق الموجات المؤينة، والتي قد تؤدي إلى حدوث انقسام في الخلايا؛ مما يسبب في نهاية المطاف الإصابة ببعض الأمراض، فإن الموجات الكهرومغناطيسية المستخدمة في محطات وأجهزة التليفون المحمول تقع في نطاق النوع غير المؤين، وهي لا تؤثر على خلايا الجسم البشري؛ لأنها قريبة جدًا من ترددات المستخدمة في الإذاعات والرادارات. وكذلك يتعرض الأطفال الذين يلعبون بألعاب تعمل بالريموت كنترول لتردد مشابه لموجات التليفون المحمول، ولكن بطاقة أكبر منها، كما أن جسم الإنسان نفسه يطلق طاقة مقدارها 84 واطا في حالة الاسترخاء، وعشرة أضعاف هذه الطاقة في حالة النشاط العقلي، وجزء كبير من هذه الطاقة يشع من الجسم على هيئة موجات كهرومغناطيسية، لها طبيعة الموجات المستخدمة نفسها في التليفون المحمول، ولكن بترددات أعلى.

            التأثير الحراري: أن طبيعة الموجات الكهرومغناطيسية غير المؤينة المستخدمة في المحمول غير قادرة على الوصول إلى نواة الخلية الحية مهما زادت قوتها، ولم يثبت حتى الآن علميًّا أن هذه الأشعة تسبب خللاً في الكروموزمات أو الجينات الوراثية، وأن التأثير الوحيد لها هو تأثير حراري لا يختلف كثيرًا عن تأثير الأشعة تحت الحمراء، وأن هوائيات التليفون المحمول مصممة بحيث لا يؤدي التعرض لها لرفع درجة حرارة الجسم لأكثر من 0.1 درجة مئوية، وجسم الإنسان له القدرة على التأقلم مع ارتفاع درجة حرارته الداخلية إلى ثلاث درجات مئوية، دون أن يتسبب هذا في أي أضرار صحية. كما أن نسبة السوائل داخل الجسم تصل إلى 70% من الوزن، وتعمل على امتصاص طاقة هذه الأشعة بكفاءة تامة، وتمنع وصولها إلى خلاياه الحية. مدى تأثر الجسم بالإشعاع الكهرومغناطيسي:

            1- يزداد امتصاص هذه الطاقة الكهربية بزيادة الذبذبات الخاصة بالإشعاع.
            2- تزداد كمية الامتصاص الإشعاعي بزيادة فترة التعرض له، كما تتأثر هذه الكمية بنوع الأقمشة المرتداة؛ حيث يعمل بعضها كعاكس للموجات.
            3- زيادة حركة الهواء المحيط بالجسم يقلل من تأثير الإشعاع.
            4- يزداد تأثير الإشعاع بزيادة نسبة الرطوبة في الجو.
            5- تأثيرات الإشعاع بزيادة درجة حرارة الجو المحيط.
            6- د تأثير الإشعاع في الأعضاء أو الأنسجة التي تقل فيها كمية الدم بصفة عامة مثل العين.
            7- اقل العمر زاد امتصاص الجسم للإشعاع؛ فالكمية التي يمتصها الطفل أكبر من التي يمتصها البالغ.
            التعديل الأخير تم بواسطة الوليد; الساعة 2009-01-15, 02:01 AM.
            إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

            تعليق


            • #7
              الطيف الكهرومغناطيسي


              الطيف الكهرومغناطيسي أو الأشعة الكهرومغناطيسية أو الأمواج الكهرومغناطيسية كلها تحمل نفس المعني الفيزيائي
              وحين التحدث عن جزء خاص من هذا الطيف الكهرومغناطيسي مثل الضوء المرئي المايكروويف وأشعة اكس وأشعة جاما وموجات التلفزيون والراديو كلها عبارة أشعة تعرف باسم الأشعة الكهرومغناطيسية Electromagnetic Radiation وكلها لها نفس الخصائص ولكنها تختلف في الطول الموجي Wavelength أو التردد Frequency

              وكما نعلم فإن الأمواج المتكونة في وسط مثل الماء فإن جزيئات الوسط (الماء) هي التي تتذبذب فتنتج إضرابات تنتشر في وسط الماء.
              وكذلك الحال في الأمواج الصوتية حيث أن الصوت ينتقل من خلال إضراب في جزيئات الهواء على شكل تضاغط وتخلخل ينتشر في الفراغ.
              ولكن الحال مختلف في الأمواج الكهرومغناطيسية حيث أن الذي يتموج (يتذبذب) في هذه الحالة هو المجال الكهربي الذي ينشئ من تذبذب الجسيمات المشحونة مثل الإلكترون ذو الشحنة السالبة أو البروتون ذو الشحنة الموجبة.
              إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

              تعليق


              • #8
                الأشعة الكهرومغناطيسية:


                وهذا سبب تكون الأشعة الكهرومغناطيسية حيث أن تذبذب الشحنات المكونة للذرة يؤدي إلى انبعاث الطيف الكهرومغناطيسي والذي يقوم بدور الزنبرك هو درجة الحرارة التي تمد الشحنات بالطاقة أو أي نوع من أنواع الإثارة Excitation مثل التصادمات وغيره.
                ويعتمد الطول الموجي للأشعة الكهرومغناطيسية على درجة إثارة الشحنة ومن هنا نجد أن الطيف الكهرومغناطيسي له مدى واسع وللتميز بين الأطوال الموجية أعطيت أسماء مختلفة مثل أشعة المايكروويف والأشعة المرئية وأشعة اكس وأشعة جاما
                إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

                تعليق


                • #9
                  خصائص الاشعة الكهرومغناطيسية


                  الأشعة الكهرومغناطيسية تنتشر في الفراغ بسرعة ثابتة هي سرعة الضوء ،تنتقل هذه الأشعة في الفراغ وتنقل الطاقة من المصدر source إلى المستقبل receiver.
                  تم اكتشاف هذه الأشعة على مراحل حيث كان العالم هيرتز Hertz 1887 أول من عمل في هذا المجال وكان في ذلك الوقت فقط أشعة الراديو والأشعة المرئية ومن ثم تم اكتشاف باقي الطيف الكهرومغناطيسي من خلال الملاحظات والظواهر الفيزيائية.

                  الأشعة الكهرومغناطيسية لها طول موجي L وتردد v يحدد خصائصها وترتبط سرعة الأشعة الكهرومغناطيسية مع التردد والطول الموجي من خلال المعادلة
                  c = v L

                  كما هو واضح في الشكل المقابل مخططاً لكامل الطيف الكهرومغناطيسي حيث يبدأ من أمواج الراديو ذات الطول الموجي الطويل والتردد المنخفض ثم منطقة أشعة المايكروويف ومنطقة الأشعة تحت الحمراء ثم منطقة الأشعة المرئية ثم منطقة الأشعة فوق البنفسجية ثم منطقة أشعة اكس ثم منطقة أشعة جاما.
                  وهذا التسلسل هو تبعاً لزيادة تردد هذه الموجات. ولكل منطقة من مناطق الطيف الكهرومغناطيسي خصائص تميزها عن بعضها البعض وبناء عليه نتجت تطبيقات مختلفة لهذه الأشعة وللعلم فإن منطقة الطيف المرئي هي التي منحنا الله سبحانه وتعالى القدرة على رؤيتها وهي المنطقة التي تستجيب لها شبكية العين لتتمكن من رؤية الأشياء من حولنا


                  الأشعة الكهرومغناطيسية لها طاقة تعطى بالمعادلة
                  E = h v
                  حيث أن الثابت h هو ثابت بلانك
                  h = 6.6x10-34 J.s
                  وتستخدم وحدة الإلكترون فولت للتعبير عن طاقة الأشعة الكهرومغناطيسية
                  1e.v. = 1.6 x 10-19 J
                  نستنتج من ذلك أنه كلما زاد التردد ازدادت الطاقة وعليه فإن طاقة أشعة جاما اكبر ما يمكن في الطيف الكهرومغناطيسي
                  وكما نعلم أن جسم الإنسان يتحمل طاقة أقصاها طاقة الطيف المرئي وتعتبر طاقة الطيف فوق الأزرق ضارة وتسبب حرق لخلايا الجسم وكذلك طاقة أشعة اكس تستطيع اختراق جلد البشري والتعرض لها يسبب خطورة كبيرة.
                  إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

                  تعليق


                  • #10
                    أشعة الراديو


                    كان لتجارب العلماء مثل هيرتز Hertz وماكسويل Maxwell وفرادي Faraday واختراع التلجراف بواسطة العالم ماركوني Marconi الفضل في اكتشاف أمواج الراديو (أشعة الراديو) وفهمها واستخدامها في العديد من التطبيقات.

                    أمواج الراديو هي التي لها اكبر طول موجي في الطيف الكهرومغناطيسي وتستخدم في نقل الأصوات و إشارة التلفزيون والتلفون....


                    تطبيقات أمواج الراديو


                    الطب:
                    تستخدم أمواج الراديو لنقل معلومات عن دقات القلب المريض من بيته إلى المستشفى. وكذلك من سيارة الإسعاف إلى المستشفى التي سينتقل إليها المريض. فيمكن الطبيب من إعطاء تعليماته لممرضين لتقديم الإسعافات الأولية وإسعافه.

                    الصناعة:

                    تستخدم أمواج الراديو في المجالات الصناعية في الاتصال بين المؤسسة وموظفيها وتمكنهم من تبادل المعلومات من مواقع عملهم. كذلك تستخدم في أجهزة الرموت كنترول للتحكم في الأجهزة عن بعد.

                    العلوم:

                    يقوم العلماء الفلك باستخدام تلسكوبات خاصة لالتقاط أمواج الراديو من الفضاء الخارجي. حيث أن أمواج الراديو يمكن التقاطها بواسطة اريال antenna المثبتة على التلسكوب.
                    إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

                    تعليق


                    • #11
                      أشعة المايكروويف


                      أشعة المايكروويف هي جزء من الأشعة الكهرومغناطيسية ذات طول موجي طويل يقاس بالسنتمتر في المدى من 0.3 إلى 30 سنتمتر ولهذه الأشعة استخدامات عديدة منها في طهي الطعام وهو ما يعرف بفرن المايكروويف Microwave oven كما تستخدم في الاتصالات ونقل المعلومات وأجهزة الاستشعار عن بعد وأجهزة الرادار ومن هنا فإن استخدامها في الطهي هو جزء بسيط من تطبيقاتها العملية العديدة، ويعتبر الطهي بواسطة أشعة المايكروويف من تكنولوجيا القرن العشرين لما توفره من سرعة في تحضير الطعام أو تسخينه وكفاءته العالية في توفير الطاقة المستخدمة في الأفران التقليدية التي تعمل بالكهرباء أو الغاز حيث أنها تعمل على تسخين المواد الغذائية فقط دون غيرها.

                      وتجدر الإشارة إلى أن هذه الأجهزة موجودة في كل بيت في أمريكا وأوروبا وبدأت تنتشر عندنا، ولكن كثيراً ما دار التساؤل عن خطورة استخدام هذه الأجهزة على سلامة الإنسان.
                      إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

                      تعليق


                      • #12
                        الأشعة تحت الحمراء:Infra red


                        تعني كلمة Infra تحت وهذا يعني إننا في منطقة الأشعة تحت الحمراء والتي ترددها اقل من تردد الأشعة الحمراء في الطيف الكهرومغناطيسي المرئي.
                        الأجهزة التي تستخدم الأشعة تحت الحمراء يمكنها الرؤية في الظلام الدامس لأنها تعتمد على الإشعاع الحراري المنطلق من الأجسام
                        ويسمى الجهاز المستخدم للرؤية الليلية بالبالوميتر Balometers.
                        يقع طيف الأشعة تحت الحمراء بين الطيف المرئي وطيف أشعة المايكروويف.

                        تغطي الأشعة تحت الحمراء منطقة واسعة من الطيف الكهرومغناطيسي ككل وتقسم إلى ثلاثة مناطق وهي على النحو التالي:
                        الأشعة تحت الحمراء القريبة Near infrared وهي الأقرب إلى الأشعة المرئية وبالتحديد اللون الأحمر.
                        الأشعة تحت الحمراء البعيد Far infrared وهي التي تكون الأقرب إلى أشعة المايكروويف.
                        الأشعة تحت الحمراء الوسطى Med infrared وهي التي تقع بين المنطقتين السابقتين.


                        الأشعة تحت الحمراء هي أشعة حرارية وتنبعث من كافة الأشياء من حولنا مثل الفرن أو المصباح الحراري أو من الاحتكاك أو من تسخين أي جسم وتنبعث كذلك من أجسامنا وهي الأشعة التي تصلنا من الشمس ويشعر الجلد بالدفء عند التعرض إلى أشعة الشمس.
                        ولهذا تستخدم الأشعة تحت الحمراء في بعض الأحيان لتسخين الطعام أو الإبقاء عليه ساخناً.

                        يجب التأكيد على نقطة هامة وهي أن الأشعة تحت الحمراء القريبة لا تعد ساخنة ولا يمكن الشعور بها وهي التي تستخدم في أجهزة الرموتكنترول للتحكم بالأجهزة عن بعد.

                        العديد من الأشياء تصدر أشعة تحت الحمراء مثل جسم الإنسان والحيوان والنباتات وكذلك الكرة الأرضية والشمس والأجرام السماوية، هذه الأشعة لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة وباستخدام أجهزة خاصة تمكن الإنسان من الرؤية في الظلام الدامس باستخدام هذه الأشعة.


                        صورة الكرة الأرضية مصورة بواسطة قمر صناعي يعمل في مدى الأشعة تحت الحمراء واختلاف الألوان على الصورة هي نتيجة تحليل الكمبيوتر للصورة الحرارية ومن ثم تقسيمها إلى ألوان لتستنتج توزيع السحب في تلك اللحظة وموقع المسطحات المائية واليابسة على الكرة الأرضية , هذه المعلومات لا يمكن تصويرها بدقة باستخدام الأشعة المرئية
                        تطبيقات الأشعة تحت الحمراء:


                        الطب:

                        يستخدم الأطباء الأشعة تحت الحمراء لمعالجة الأمراض الجلدية ولتخفيف الألم التي قد تصيب العضلات.
                        يتم في هذه المعالجة تسليط الأشعة تحت الحمراء على جسم المريض حيث تخترق الجلد وتعمل على تدفئة الجلد بدرجة معينة لتنشيط الدورة الدموية.

                        الصناعة:

                        استخدمت الأشعة تحت الحمراء في بعض الأفران الخاصة للطلاء الجاف للأسطح مثل الجلد والمعادن والأوراق والأقمشة.
                        كذلك طور العلماء بعض النوافذ الخاصة المستخدمة في المكاتب والمنازل بحيث تعكس الأشعة تحت الحمراء وبهذا يمكن الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للمكاتب.
                        كما يستخدم بعض المصورين أفلام حساسة للأشعة تحت الحمراء للتصوير في الظروف التي ينعدم فيها توفر الأشعة المرئية أي التصوير في الظلام باستخدام طيف الأشعة تحت الحمراء.
                        إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

                        تعليق


                        • #13
                          الأشعة المرئية


                          وهو الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي نراه ونرى بواسطته.
                          نرى هذا الطيف على شكل ألوان كالتي تظهر في السماء بعد سقوط المطر وتعرف بقوس المطر.


                          لكل لون من هذه الألوان طول موجي خاص يكون فيها اللون الأحمر أطول طول موجي في الطيف المرئي بينما يكون اللون الأزرق أقصر الأطوال الموجية.
                          اجتماع هذه الألوان مع بعضها البعض يعطي اللون الأبيض. ولتحليل الضوء الأبيض إلى ألوان الطيف نستخدم منشور كما في الشكل حيث ينحرف (ينكسر) كل لون بزاوية خاصة حسب طوله الموجي.


                          الشمس مصدر أساسي للأشعة المرئية وبدونها لما تمكنا من رؤية الأشياء من حولنا حيث أن عملية الإبصار تعتمد على انعكاس هذا الطيف الكهرومغناطيسي من الأجسام وسقوطها على العين
                          فاللون الأحمر يعكس اللون الأحمر ويمتص باقي الألوان ولذلك نراه احمر وهكذا بالنسبة لبقية الألوان وتتكون الصورة المرئية بتجميع هذه الانعكاسات على شبكية العين.
                          كذلك تعمل كاميرا التصوير الفوتوغرافية أو الفيديو بنفس الآلية. ولكن يجب التنويه هنا إلى أن العين غير مبصرة لبقية الطيف الكهرومغناطيسي لحكمة يعلمها سبحانه وتعالى وقد طور الإنسان كاميرات تستطيع استخدام نطاقات أخرى من الطيف الكهرومغناطيسي الغير مرئي.
                          إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

                          تعليق


                          • #14
                            الأشعة فوق بنفسجية


                            الأشعة فوق البنفسجية لها طول موجي أقصر من الطول الموجي للضوء الأزرق.
                            الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية بالنسبة للإنسان ولا لبعض الحشرات والطيور يمكن أن ترى بواسطتها. كما أن هذه الأشعة تساعد على تنشيط التفاعلات الكيميائية في النباتات ولكن التعرض لها أكثر من اللازم يقتل الخلايا النباتية.
                            اكتشفت الأشعة فوق البنفسجية في العام 1801 من قبل العالم Johanna W. Ritter
                            بواسطة تجربة عملية قام فيها باستخدام منشور لتحليل ضوء الشمس إلى ألوانه الأساسية وتعريض كل لون على عينة من الكلوريد ولاحظ أن الضوء الأحمر يحدث تأثير طفيف للكلوريد ولكن الضوء ذو اللون البنفسجي سبب في اسمرار لون الكلوريد.
                            وبمجرد تعريض الكلوريد إلى المنطقة بعد اللون البنفسجي احترقت عينة الكلوريد تماماً، وهذا إثبات على وجود طيف كهرومغناطيسي غير مرئي بعد اللون البنفسجي أطلق عليه بالأشعة فوق البنفسجية ultraviolet أو UV light.

                            قسم العلماء منطقة طيف الأشعة فزق البنفسجية إلى ثلاثة مناطق ترجع إلى طاقة الأشعة وهذه المناطق تعرف بـ:
                            •الأشعة فوق البنفسجية القريبة near ultraviolet وهي القريبة من الطيف المرئي.
                            •الأشعة فوق البنفسجية المتوسطة far ultraviolet وهي التي تقع بين المنطقة القريبة والمنطقة البعيدة.
                            •الأشعة فوق البنفسجية البعيدة extreme ultraviolet وهي الأقرب إلى أشعة اكس والتي لها اكبر طاقة.


                            تشع شمسنا كافة الأطياف الكهرومغناطيسية ولكن الإشعاع الذي يسبب اسمرار الجلد عند التعرض لأشعة الشمس هو الأشعة فوق البنفسجية حيث أن جزء غير بسيط من هذه الأشعة تستطيع اختراق الغلاف الجوي، ولا شك في أننا قد لاحظنا لسعة أشعة الشمس على الجلد عند تعرضنا مباشرة لها، هذه اللسعة لا نشعر بها في حالة سقوط أشعة الشمس من خلال نافذة من الزجاج لأن الزجاج يمتص الأشعة الفوق بنفسجية.
                            والصورة المبينة في الشكل توضح كيف تبدو الشمس بالأشعة الفوق بنفسجية عند طول موجي 171 أنجستروم.

                            The Angstrom is a unit length equal to 10^-10 meters.


                            وضع العلماء مراصد حساسة للأشعة الفوق بنفسجية على الأقمار الاصطناعية لقياس هذه الأشعة المنبعثة من المجرات والنجوم في هذا الكون الفسيح.

                            تظهر الصورة توهج الكرة الأرضية عند تصويرها بمنظار يعمل بالأشعة فوق البنفسجية والجزء اللامع من الصورة يوضح الجزء من الكرة الأرضية المقابل للشمس.

                            تطبيقات الأشعة فوق البنفسجية

                            الطب:

                            تستخدم الأشعة فوق البنفسجية الصادرة من مصابيح خاصة في تعقيم أدوات الجراحة حيث أن الأشعة فوق البنفسجية تقتل البكتيريا والفيروسات.

                            الصناعة:

                            تستخدم الأشعة الفوق بنفسجية في صناعة الدوائر الإلكترونية الرقيقة.

                            العلوم:

                            استخدم العلماء الأشعة فوق البنفسجية في دراسة مستويات الطاقة للذرات المختلفة.
                            كما يمكن لعلماء الفلك من تحديد المسافات بين المجرات والنجوم من خلال رصد طيف الأشعة الفوق بنفسجية المنبعثة منها.
                            كذلك يدرس العلماء من خلال مصابيح خاصة تأثير الأشعة فوق البنفسجية على المواد حتى نتأكد من صمودها تحت أشعة الشمس قبل استخدامها في الصناعات المختلفة.

                            خطورة الأشعة فوق البنفسجية والحماية منها:
                            التعرض للأشعة الشمس المباشرة التي تحتوي على الأشعة فوق البنفسجية يسبب ألام شديدة في العين أو حرق للجلد أو سرطان الجلد.
                            كما أن هذه الأشعة تسبب دمار للنباتات التي تحافظ على طبقة الأوزون.
                            وللوقاية يمكن استخدام النظارات الشمسية التي تمتص هذه الأشعة والابتعاد عن التعرض لأشعة الشمس المباشرة.
                            وتجدر الإشارة أن شاشات التلفزيون تبعث أشعة فوق بنفسجية بالإضافة إلى الأشعة المرئية ولهذا يجب أن تكون شاشات التلفزيون بعيدة عنا بما فيه الكفاية لتقليل خطورة هذه الأشعة. والمسافة الصحيحة هي عشرة أضعاف قطر التلفزيون.
                            إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

                            تعليق


                            • #15
                              أشعة اكس: X-rays


                              اكتشفت أشعة اكس عام 1895 بواسطة العالم الألماني وليام رونتجين Wilhelm Roentgen.

                              حيث قام العالم رونتجين بقذف شعاع إلكتروني ذو طاقة حركة عالية خلال تعجيلها في فرق جهد كبير يصل إلى 30000 فولت في أنبوبة زجاجية مفرغة من الهواء. عند اصطدام الإلكترونات المعجلة بزجاج الأنبوبة المفرغة لاحظ رونتجين توهج واضح على شاشة فسفورية مثبتة على مسافة قصيرة من هذا التوهج استمر حتى حين وضع لوح خشبي بين الأنبوبة المفرغة والشاشة الفسفورية. استنتج رونتجين أن هناك أشعة قوية تنبعث من هذه الأنبوبة وقد أطلق رونتجين على هذه الأشعة بأشعة x حيث أنه لم يكن يعلم بعد عن خصائصها.
                              وفي ألمانيا يطلق عليها باسم أشعة رونتجين

                              تنتج أشعة اكس عندما تفقد الإلكترونات طاقتها فجأة عند اصطدامها بذرات أخرى. الجهاز الذي ينتج أشعة اكس يعمل على تعجيل الإلكترونات المنبعثة من فتيلة إلى سر عات عالية لتصطدم بمعدن يسمى الهدف Target. وعندما تعطي الإلكترونات المعجلة جزء من طاقتها إلى ذرات المعدن لإثارته والجزء الباقي ينبعث على صورة أشعة كهرومغناطيسية (أشعة اكس).

                              بعد دراسة طيف أشعة اكس وتحليله تبين أن له طول موجي أقصر من الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية وهذا يعني أن طاقتها أكبر.
                              ولهذا السبب تستطيع أشعة اكس من اختراق جسم الإنسان ولكنها لا تخترق العظم ولهذا استخدمت في تصوير العظام حيث بوضع فيلم حساس لأشعة اكس خلف ساق شخص ما وتسليط أشعة اكس لفترة زمنية قصيرة على الجانب الأخر من الساق يمكن تصوير ظل أشعة اكس على الفيلم ورؤية صورة واضحة لشكل العظم.

                              وإذا افترضنا أن أعيننا يمكن أن ترى في مدى ترددات أشعة اكس فإن الصورة التي سنراها ستكون شبيهة بتلك التي تأخذ في المستشفى.!!!!

                              تطبيقات أشعة اكس:

                              الطب:

                              من خصائص أشعة اكس عند تسليطها على جسم الإنسان لفترة زمنية متناهية في القصر يمكن تصور العظام حيث أنها تنفذ من الجلد ولا تنفذ من العظم وبهذا تستخدم في تشخيص الكسور التي قد تصيب العظام.

                              الصناعة:

                              تستخدم أشعة اكس في الصناعة لفحص المواد المستخدمة في التصنيع والتأكد من جودتها، وكذلك في مراقبة الأمتعة في المطارات.

                              العلوم:

                              تستخدم أشعة اكس في الأبحاث العلمية لدراسة التركيب البلوري للمواد ولمعرفة المواد الداخلة في تركيب مادة مجهولة مثل كشف المواد المكونة للخليط الذي استخدمه الفراعنة في التحنيط.

                              خطورة أشعة اكس والحماية منها:
                              بالرغم من الاستخدامات العديدة لأشعة اكس فإن التعرض لها اكثر من اللازم يؤدي إلى الإصابة بمرض السرطان أو حرق لخلايا الجلد أي أنها أشعة خطيرة على الخلايا الحية، وللحماية منها حين استخدامها في أحد التطبيقات سابقة الذكر يستخدم جدار حاجز من الرصاص حيث أن الرصاص اكثر المواد امتصاصاً لهذه الأشعة.

                              كما أن الغلاف الجوي يحمي الكرة الأرضية من هذه الأشعة المنبعثة من الشمس أو النجوم حيث يقوم بامتصاصها قبل وصولها إلى سطح الأرض وخطورة ثقب الأوزون تكمن من وجود ثغرة يمكن لهذه الأشعة النفاذ منها إلى سطح الأرض.
                              إن أدركت معنى الحقيقة, ستدرك حينها وهم الحياة...

                              تعليق

                              يعمل...
                              X