مجموعة الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية التي تنبعث من الذرة تسمى

مجموعة الأطوال الموجية الكهرومغناطيسية التي تنبعث من الذرة تسمى

الطيف الكهرومغناطيسي.

والطيف الكهرومغناطيسي هو عبارة عن التوزيع المنبعث من الذرات بناءً على الطول الموجي، ويتم هذا الانبعاث بترددات مختلفة وعلى نطاق واسع بالرغم من انتقال الموجات الكهرومغناطيسية بسرعة الضوء، لذلك هناك اختلاف في الأطوال الموجية التي تنتج بترددات مختلفة وأطوال مختلفة تؤدي إلى العديد من التطبيقات العملية بعد ذلك.

والتوزيع الكامل للطيف الكهرومغناطيسي يشمل جميع ترددات الأطوال الموجية من أعلى تردد إلى أقصر تردد، هذه الموجات التي يكون لها العديد من التطبيقات مثل موجات الراديو، والأشعة تحت الحمراء، والضوء الذي نراه، والأشعة السينية، الأشعة فوق البنفسجية وبصورة أعم يمكن استخدام جميع ترددات الأطوال الموجية المختلفة في التحليل الطيفي. [1]

ما هو الطول الموجي

وكما تم تعريق الطيف الكهرومغناطيسي أنه مجموعة من الأطوال الموجية،

ا

لطول الموجي للموجة هو عبارة عن المسافة الواقعة بين قمتين متجاورتين أو قاع دورات متجاورة وذلك أثناء حركة الموجة

، و يمكن الإشارة إلى هذا الطول بواسطة الرمز اللاتيني لامدا λ، ومن المعروف أيضاً أن لكل طول موجي تردد وهذا التردد يتناسب بصورة عكسية مع الطول الموجي للموجة الكهرومغناطيسية، وهي واحدة من السمات الرئيسية لكل الموجات الكهرومغناطيسية الثابتة والمتحركة.[2]

نطاقات الطيف الكهرومغناطيسي

من خصائص الطيف الكهرومغناطيسي هو أنه له العديد من النطاقات الواسعة، ليس هناك فواصل واضحة بين هذه النطاقات عند انتقاله، حيث أن هذه الفواصل تتلاشى بشكلٍ تام عند انتقالها مثلما نرى في قوس قزح لا حدود واضحة للفصل بين الألوان، ولذلك نجد أن خصائص كل طول موجي تتحدد بنطاق من منطقتي الطيف الكهرومغناطيسي المرتبط بهم ويمكن أن تؤثر هاتين المنطقتين على صفاته بصورة ما، وهذا ما يميز كل طول موجي وإمكانية تطبيقه في الحياة العملية.

أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي

أشعة غاما

Gamma radiation

.
أشعة إكس

X-ray radiation.
الأشعة فوق البنفسجية

Ultraviolet radiation

.
إشعاع مرئي

Visible radiation

.
الأشعة تحت الحمراء

Infrared radiation

.
إشعاع تيراهيرتز

Terahertz radiation.
إشعاع الميكروويف

Microwave radiation

.
موجات الراديو

Radio waves

.

عندما يسقط الإشعاع أو الطيف الكهرومغناطيسي يقع في منطقة أو نطاق يسمى الطيف الكهرومغناطيسي ويتم تصنيف الأطوال المختلفة للطيف الكهرومغناطيسي إلى الفئات التالية:

أشعة

غاما Gamma radiation:

أول من قام باكتشافها هو العالم بول أولريش فيلارد وكان ذلك في عام 1900، وهي من أكثر الترددات نشاطاً، ولها العديد من التطبيقات خصوصاً في عالم الفلك، وأيضاً في مجالات أخرى مثل الزراعة حيث يتم استخدامها في مجالات التعقيم، وأيضًا على مجال واسع في تطبيقات الطب المختلفة التصوير التشخيصي المقطعي، وعلاج أمراض السرطانات بالإشعاع.

أشعة إكس

X-ray radiation

:

وتسمى أيضا بالأشعة السينية، ولها نوعان الصلبة واللينة، ويمكن اعتبار الأشعة السينية الصلبة لها أطوال موجية أقصر من الأشعة السينية اللينة لذلك نستطيع استخدامها في رؤية الأجسام ذات السماكة الرفيعة جدا، تستخدم الأشعة السينية في مجالات عديدة في الطب عن طريق استخدامها في التصوير بالأشعة السينية للأغراض التشخيصية.

الأشعة فوق البنفسجية

Ultraviolet radiation

:

هي أكثر أنواع الأطياف الكهرومغناطيسية ضررا للحياة البشرية، وأقصرها من حيث الطول الموجي، تنبعث بصورة أساسية من أشعة الشمس وبرغم وصول فقط ما يعادل 10% منها إلى الأرض وسكانها وامتصاص أغلبها بواسطة الغلاف الجوي، إلا أن هذا الجزء البسيط يكون له العديد من الأضرار المباشرة على خلايا الجلد عند التعرض المباشر لأشعة الشمس ويمكن أن تسبب سرطان الجلد إذا تم التعرض لفترات طويلة للشمس دون وقاية كافية.

إشعاع مرئية Visible radiation

:

الطيف الكهرومغناطيسية المرئي هو الذي يستطيع الانعكاس على الأجسام ثم تمتصه العين بعد ذلك ليتم بعد ذلك معالجة هذا الانعكاس عن طريق النظام البصري، ليتم رؤية الألوان المختلفة نتيجة اختلاف تردد الضوء المرئي ويكون لكل لون طول موجي وتردد معين.

الأشعة تحت الحمراء Infrared radiation

:

هناك ثلاث أجزاء من الأشعة الحمراء، الأشعة الحمراء البعيدة، وهي منتصف الأشعة الحمراء، والأشعة تحت الحمراء القريبة، ويغطي نطاق واسع من الطيف الكهرومغناطيسي من 300 جيجاهرتز إلى 400 تيراهرتز.

إشعاع تيراهيرتز

Terahertz radiation

:

تظهر تطبيقات هذا النوع من الأطياف الكهرومغناطيسية في مجال الاتصالات والتصوير، وأيضًا في المجالات العسكرية لمراقبة التحركات الإلكترونية للقوات الأخرى ويمكن استغلالها أيضا في تعطيل معداتهم عن بعد، ولكن في بعض الأوقات تكون عديمة الفائدة للاتصالات بعيدة المدى وذلك لسهولة امتصاصه عن طريق الغلاف الجوي.

إشعاع الميكروويف

Microwave radiation

: هذه الموجات لها القدرة على اختراق الأجسام ثم بعد ذلك تقوم بترسيب تلك الطاقة على سطح الأجسام التي تم اختراقها، لذلك يتم استخدام هذا النوع من الموجات على نطاق واسع في عمليات التدفئة وبعض العمليات الطبية، والفكرة الأساسية في تسخين الطعام عن طريق الميكرويف.

موجات الراديو Radio waves

: تعتبر نوع من أنواع الموجات ذات الطول الموجي القصير، وتعتبر من أكثر أنواع الأطياف التي لها تطبيقات واسعة في حياتنا العملية هي موجات الراديو، وتستخدم على جميع أصعدة نقل المعلومات عبر الأنظمة المختلفة للاتصالات، مثل التلفزيون والبث الإذاعي والهواتف المحمولة والشبكات اللاسلكية، ويتم نقل المعلومات عبر أنظمة الاتصالات المختلفة عن طريق تغيير سعة التردد للأطوال الموجية المختلفة حيث يتم بعد ذلك استقبالها عبر أجهزة الاستقبال المتعددة، ويمكن استخدام هذه الموجات أيضا على نطاق واسع في أجهزة الملاحة الدولية، وأنظمة تحديد المواقع GPS، والعديد من أجهزة التحكم عن بعد. [3]

الفرق بين الطيف المستمر والطيف الخطي

كما تم الإشارة سابقًا على أن الطيف الكهرومغناطيسي هو عبارة عن مجموعة من الأطوال الموجية التي تنبعث من الذرة متعددة التردد وهذا الطيف قد ينبعث أو يتم امتصاصه بواسطة جسم ما، ومن أهم أنواع الطيف المغناطيسي هو الطيف المستمر والطيف الخطي والفرق الأساسي بينهما هو أن الطيف الكهرومغناطيسي المستمر لا يوجد به أي فجوات بينما الخطي يحتوي على فجوات ويتم تحديد الطيف المستمر والخطي بناءً على انبعاث أو امتصاص الأطوال الموجية. [4]

كيف ترى عيوننا ترى الضوء المرئي

الضوء المرئي الذي تستطيع أعيننا أن تراه هو نوع من الأطياف الكهرومغناطيسية والتي يكون تردد موجاتها بين 400 و 790 تيراهيرتز (THz) وبعد انعكاسها على الأجسام وامتصاصها مرة أخرى بالنظام البصري لدينا، تستطيع أدمغتنا أن تفسر الأطوال الموجية المختلفة لهذا النطاق من التردد على أنها ألوان مختلفة، وهي ما يتم التعبير عنها بألوان قوس قزح، وكل لون من هذه الألوان يكون لها تردد موجي معين أطولها اللون الأحمر وأقصرها اللون البنفسجي، نستطيع أن نرى هذه الألوان عند انبعاثها وذلك بتمرير ضوء الشمس عن طريق المنشور الضوئي الذي سوف يعيد توجيه الضوء إلى سبع ألوان كلا منها بزاوية مختلفة. [5]