1) آشنايي با دسته ديگري از موج هاي موجود در اطراف به نام امواج الکترومغناطيسي
2) خواص مشترک بين امواج الکترومغناطيسي و امواج مکانيکي
3) خواص ويژه امواج الکترومغناطيسي
همه شما با امواج مکانيکي آشنايي داريد. اين امواج را در مطلب "طبقه بندي امواج" مورد بررسي قرار داديم. امواجي که در طول طناب منتشر مي شوند، امواج صوتي، امواج روي سطح آب، موج هاي زله، امواج تشکيل شده در لوله هاي صوتي و همه از نوع امواج مکانيکي اند که به دو دسته طولي و عرضي يا ترکيب طولي و عرضي تقسيم مي شوند که همگي به محيط مادي براي انتشار نياز دارند وگرنه به زودي از بين مي روند. آيا نوع ديگري از امواج وجود دارند که بتوانند در محيط خلا يا غير مادي وجود داشته باشند؟ البته !
اگر راداري بر روي هواپيما بوديد، مي توانستيد به خلبان در جهت يابي کمک کنيد و اگر مانند جغد يا مار بوديد، مي توانستيد در شب نيز به راحتي حرکات موجودات اطراف خود را حس کنيد. اگر دوربيني که به اشعه ايکس حساس است، داشته باشيد، مي توانيد درون بدن انسان و ساختمان هاي اطراف را به راحتي مشاهده کنيد!!!
به نظر شما اين توانايي از چه چيزي ناشي مي شود؟ چه خاصيتي در اين موارد وجود دارد؟
نوري که ما مي توانيم دنياي اطراف خود را مشاهده کنيم، تنها يک قسمت کوچک از دسته بزرگي از امواج خاص الکتريکي و مغناطيسي است. در شکل بالا مي بينيد که به دليل شکل خاص کروي قطرات باران، هنگام تابش نور خورشيد به آن ها، نور آبي موجود در نور سفيد خورشيد، بيشتر از نور قرمز شکسته مي شود و طيف نور زيبايي پديدار مي شود. اين پديده زيبا نمونه اي از امواج الکترومغناطيسي اطراف ماست. حال بيشتر با امواج الکترومغناطيسي و طيف آن آشنا مي شويم.
تابش الکترومغناطيس، شکلي از انرژي است که يا از نوسان الکتريکي و مغناطيسي توليد مي شود و يا از حرکت ذرات باردار که درون ماده يا خلأ حرکت مي کنند. ميدان هاي الکتريکي و مغناطيسي با زاويه 90 درجه نسبت به هم در فضا منتشر شده و با هم ترکيب مي شوند؛ در نتيجه جهت انتشار موج حاصل از نوسان اين دو ميدان، هم بر ميدان الکتريکي عمود خواهد شد و هم بر ميدان مغناطيسي.
نور و ديگر انواع انرژي تابشي (تشعشعي) را که از منبع تابش خاصي منتشر مي شوند، طيف الکترومغناطيسي نام گذاري کرده اند.
چشم ما فقط قادر به ديدن محدوده کمي از طيف الکترومغناطيسي است، قسمتي از طيف الکترومغناطيسي که چشم ما قادر به ديدن آن است، نور مرئي ناميده مي شود. براي راحتي، نور مرئي را با نام نور و بقيه انواع موج هاي موجود در طيف شکل بالا را امواج الکترومغناطيسي مي ناميم.
تمام اين امواج با سرعت نور (سيصد هزار کيلومتر در ساعت) منتشر مي شوند؛ يعني اين امواج مي توانند با چنين سرعتي در مدت يک دقيقه، چهارصد بار دور دنيا را طي کنند!
نور مرئي که براي چشم ما قابل ديدن است از محدوده نور قرمز (با کم ترين فرکانس و بلندترين طول موجي که چشم ما مي تواند شناسايي کند) شروع شده و بعد از نارنجي، زرد، سبز، آبي، نيلي به نور بنفش (با بيشترين فرکانس و کوتاه ترين طول موج) مي رسد.
در تمام امواج الکترومغناطيسي، انرژي نامحدود با مقداري خاص در هر بار تشعشع در فضاي اطراف منبع تشعشع با سرعت نور منتشر مي شود. براي همين در طيف الکترومغناطيسي، انرژي بر حسب طول موج (يا فرکانس) طبقه بندي شده است.
1) تابش الکترومغناطيسي مي تواند از فضاي خلأ هم عبور کند، پس نيازي به ماده براي انتشار ندارند (مثلا نور خورشيد از فضاي خلأ عبور مي کند و به سطح زمين مي رسد)؛ در حالي که بيشتر امواجي که تا به حال با آن ها آشنا شده ايد، بايد داخل ماده منتشر شوند( مانند امواج صوتي که به محيط مادي گاز، مايع و جامد نياز دارند تا شنيده شوند!).
2) امواج الکترومغناطيسي از نوع عرضي هستند ولي خواص آن ها با موج هاي عرضي که قبلا با آن ها آشنا شده ايد مانند موج ايجاد شده در طناب کاملا متفاوت است.
3) سرعت نور هميشه ثابت است (مقدار تقريبي آن 300 هزار کيلومتر در ساعت و مقدار دقيق آن 299 هزار کيلومتر در ساعت يا 2.99792458 x 108 متر بر ثانيه است). امواح الکترومغناطيسي در خلأ مي توانند با اين سرعت منتشر شوند.
4) طول موج اين امواج، يا بين دو قله يا دو دره محاسبه مي شود.
5) امواج الکترومغناطيسي داراي اندازه حرکت هستند.
6) امواج الکترومغناطيسي مي توانند قطبيده (پلاريزه) شوند زيرا از ارتعاش ذرات باردار الکتريکي توليد مي شوند(با مفهوم قطبش بعدها آشنا خواهيم شد).
نکته:
علاوه بر امواج مکانيکي و الکترومغناطيسي، امواج ديگري هم هستند که در کتاب درسي به آن ها اشاره نشده است. امواجي مانند امواج دوبروي(يا امواج ماده)، موج هاي رايلي( سطحي ) و امواج الاستيک. البته امواج الاستيکي از دسته امواج مکانيکي هستند اما آن ها را در دسته جداگانه اي بررسي مي کنند. امواج سطحي نيز مي توانند هم مکانيکي باشند و هم الکترومغناطيسي!
درباره این سایت