امواج الکترومغناطیس

[negineskandary]

دید کلی

در مکانیک کلاسیک و ترمودینامیک تلاش ما بر این است که کوتاهترین وجمع و جورترین معادلات یا قوانین را که یک موضع را تا حد امکان بطور کامل تعریف می‌کنند معرفی کنیم. در مکانیک به قوانین حرکت نیوتن و قوانین وابسته به آنها ، مانند قانون گرانش نیوتن، و در ترمودینامیک به سه قانون اساسی ترمودینامیک رسیدیم. در مورد الکترومغناطیس ، معادلات ماکسول به عنوان مبنا تعریف می‌شود. به عبارت دیگر می‌توان گفت که معادلات ماکسول توصیف کاملی از الکترو‌مغناطیس بدست می‌دهد و علاوه برآن اپتیک را به صورت جزء مکمل الکترومغناطیس پایه گذاری می‌کند. به ویژه این معادلات به ما امکان خواهد داد تا ثابت کنیم که سرعت نور در فضای آزاد طبق رابطه (C = 1/√μ0 ε0) به الکترومغناطیس|کمیتهای صرفا الکتریکی و مغناطیسی مربوط می‌شود.

یکی از نتایج بسیار مهم معادلات ماکسول ، مفهوم طیف الکترومغناطیسی است که حاصل کشف تجربی موج رادیویی است. قسمت عمده فیزیک امواج الکترومغناطیسی را از چشمه‌های ماورای زمین دریافت می‌کنیم و در واقع همه آگاهیهای که درباره جهان داریم از این طریق به ما می‌رسد. بدیهی است که فیزیک امواج الکترومغناطیسی خارج از زمین در گسترده نور مرئی از آغاز خلقت بشر مشاهده شده‌اند.



تعریف امواج الکترومغناطیسی

امواج الکترومغناطیسی یک رده از امواج است که دارای مشخصات زیر است:


امواج الکترومغناطیسی دارای ماهیت و سرعت یکسان هستند و فقط از لحاظ فرکانس ، یا طول موج باهم تفاوت دارند
در طیف امواج الکترومغناطیس هیچ شکافی وجود ندارد. یعنی هر فرکانس دلخواه را می‌توانیم تولید کنیم.
برای مقیاسهای بسامد یا طول موج ، هیچ حد بالا یا پائین تعیین شده‌ای وجود ندارد.
از جمله منابع زمینی امواج الکترومغناطیسی می‌توان به امواج دستگاه رله تلفن ، چراغهای روشنایی و نظایر آن اشاره کرد.
این امواج برای انتشار خود نیاز به محیط مادی ندارند.
قسمت عمده این فیزیک امواج دارای منبع فرازمینی هستند.
امواج الکترومغناطیسی جزو امواج عرضی هستند.

گستره امواج الکترومغناطیسی :)

امواج الکترومغناطیسی از طولانی‌ترین موج رادیویی ، با طول موج‌های معادل چندین کیلومتر ، شروع شده پس از گذر از موج رادیویی متوسط و کوتاه تا نواحی کهموج ، فروسرخ و مرئی امتداد می‌یابد. بعد از ناحیه مرئی فرابنفش قرار دارد که خود منتهی به نواحی اشعه ایکس ، اشعه گاما و اشعه کیهانی می‌شود. نموداری از این طیف که در آن نواحی قراردادی طیفی نشان داده می‌شوند در شکل آمده است که این تقسیم بندی‌ها جز برای ناحیه دقیقا تعریف شده مرئی لزوما اختیاری‌اند.
\/

 

[sdkpz]

پاسخ : امواج الکترومغناطیس

بله . در درس میدان و امواج رشته برق-مخابرات همه اینا به شکل روابط ریاضی منظم خیلی خیلی خیلی زیبا بیان می شه .

من که این ترم دارم خیلی ازش لذت می برم !

 

[hastikhanoom]

پاسخ : امواج الکترومغناطیس

نور حامل انرژيه مي تونه حامل ماده هم باشه؟

 

[sdkpz]

پاسخ : امواج الکترومغناطیس

نور حامل انرژيه مي تونه حامل ماده هم باشه؟

خب به طور کلی امواج الکترومغناطیس رو از دو دیدگاه می شه بررسی کرد.
دید موج و دید کوانتومی.

در مورد دید کوانتومی مختصری تو فیزیک ۲ پیش صحبت شده . منم اطلاعات چندان دقیقی ازش و از ارتباط و پیوند این دو تا دید ندارم .البته تو فکرش هستم راجع بهش بیشتر مطالعه کنم.
اما چیزی که تو دید موج بودن امواج الکترومغناطیس مطرحه اینه که ماهیت امواج الکترومغناطیس میدان های الکتریکی و مغناطیسی هستش.

یه آنتن رو در نظر بگیرید یا به طور معادل یه جریان متغیر با زمان .به زبان خیلب ساده این جریان متغیر با زمان در فضای اطراف خودش یک میدان الکتریکی ایجاد می کنه و تغییراین میدان الکتریکی با زمان طبق معادلات جناب ماکسول میدان مغناطیسی متغیر با زمان ایجاد می کنه.پس در فضای اطراف ما میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی متغیر با زمان داریم که می شه تصور کرد این خاصیت داره در فضا پخش می شه . با استخراج روابط ریاضی از معادلات ماکسول و حل اون ها و بدست اوردن میدان الکتریکی و مغناطیسی از اون ها این خاصیت موج بودن (اتفاق افتادن پدیده ای در یک زمان و مکان خاص و تکرار شدن اون در زمان و مکان دیگه یا به عبارتی تابعی از هم مکان و هم زمان بودن) کاملا مشهود می شه . سرعت امواج الکترومغناطیس رو هم می شه همین جا بدست اورد.
همین طور با استفاده از همین روابط اون چیزای آشنایی که در مورد امواج الکترومغناطیس شنیده بودیم رو می شه با روابط ریاضی لمس کرد.اگه بخوام مثال بزنم می شه این خاصیت رو گفت که همیشه بهمون گفتن تو موج الکترومغناطیس میدان الکتریکی و مغناطیسی بر هم و بر راستای انتشار عمودند که با فرض دور بودن از منبع تولید بیان می شه و خیلی چیزای دیگه .
پس اصلا تو ماهیت بحث ماده در نظر نیست.

البته این بحث مطرحه که این امواج در حضور ماده (عایق ها و هادی هایی که دور و برمون هستن مثل داخل کابل ها یا کوه و دریاو... یا حتی گازهای یونیزه شده موجود در جو ) چه رفتاری از خودشون نشون می دن که بسیار بسیار هم مهمه و بسیار تا بسیار هم بحث کاربردی هست . در واقع مبنای کار هست در خطوط انتقال یا روش های انتقال سیگنال . از رادیویی که تو تاکسی بهش گوش می دین یا ساختار کابل آنتن تلویزیون خونتون گرفته تا استفاده های نظامی خیلی پیچیده تر دریایی و زمینی و هوایی.
شما در اپتیک تو دوره راهنمایی قوانین بازتاب نور رو شناختین و بارها دیدین که نور(و در واقع قسمتی از اون) با هر زاویه ای به سطحی برخورد کنه با همون زاویه نسبت به خط عمود بر می گرده اما تا حالا فکر کردید که برای نور با ماهیت موج الکترومغناطیس تو این برخورد چه اتفاقی میفته و چه بلایی سر این میدانهای الکتریکی و مغناطیسی متغیر با زمان میاد؟
یا به طور مشابه تو شناختن زاویه حد و بازتابش کلی!

یا اصولا چه خاصیتی تو محدوده فرکانس نور مریی هست که اونو برای ما خاص تر می کنه و ما با اون می بینیم!

اما سوالی مثل این که با این اوصاف چرا نور از جاذبه سیاهچاله نمی تونه فرار کنه اگه صحبت ماده نیست رو خودم همیشه داشتم و نظریه هایی درموردش هست که فقط گذرا شنیدم ولی اطلاعات کافی درموردش ندارم و نرفتم دنبالش.

کلا جدا از بحث علمی موضوع فکر کردن راجع به این چیزا و متفاوت دیدن دنیایی که توش زندگی می کنیم و بیشتر وقتا خیلی ساده از کنارش می گذریم خودش ارزشمنده.هر دفعه که تو آینه تصویر خودتون رو می بینید می تونید تو همین یه کار کوچیک و روزمره به دنیایی رو ببینید که کلی مفهوم پشتش هست و کلی سوال که هنوز به ذهنتون نرسیده حتی. سوالایی که رسیدن بهشون شاید از جوابشون مهم تر باشه.

 

[ae student]

پاسخ : امواج الکترومغناطیس

حذف.

 

[ae student]

پاسخ : امواج الکترومغناطیس

حذف.