طیف الکترومغناطیسی – به زبان ساده
نگاهی دقیق‌تر به طیف الکترومغناطیسی
برای آشنایی با حدود باند فرکانسی، طول موج و انرژی امواج الکترومغناطیس به تصاویر زیر دقت کنید.
جهت آشنایی کامل‌تر با ناحیه‌های فرکانسی مختلف در طیف الکترومغناطیسی و کاربردهای آنها، پیشنهاد می‌کنیم تا نگاهی بر مقالات زیر داشته باشید:
- امواج رادیویی -- به زبان ساده
- مایکروویو (Microwave) یا ریز موج -- به زبان ساده
- مادون قرمز (Infrared) -- به زبان ساده
- طیف مرئی -- به زبان ساده
- تابش ترمزی و اشعه ایکس -- به زبان ساده
انرژی فوتون وابسته به امواج الکترومغناطیسی
دمای تابش امواج الکترومغناطیسی
مطابق با رابطه فوق، هرچه دمای جسمی بالاتر رود، طول موج تابش شده از آن کمتر می‌شود. از آنجا هم که طول موج با معکوس فرکانس رابطه دارد ()، هرچه دمای جسم بالاتر باشد، فرکانس موج الکترومغاطیسی تابش شده از آن بیشتر است. شکل (۵) دمای متناظر با فرکانس امواج الکترومغناطیسی را نشان می‌دهد. درواقع اگر جسمی دمایش به مقادیر درج شده در شکل برسد، تابشی در فرکانس مربوطه خواهد داشت. از این نمودار می‌توان به تکنولوژی مادون قرمز دوربین‌های دید در شب و سیستم‌های هوشمند تشخیص موجودات زنده در خودروها پی برد، چراکه دمای بدن انسان و موجودات زنده تابشی در ناحیه مادون قرمز دارد.
شبیه‌ساز نور و مولکول‌ها
با استفاده از شبیه‌ساز نور و مولکول‌ها از دانشگاه کلرادو، می‌توانید رفتار مولکول‌های مختلف را در تابش‌های مختلف نوری به صورت تعاملی بررسی کنید.
برهمکنش با ماده
امواج الکترومغناطیسی بسته به فرکانس یا طول موج‌شان یا به طور دقیق‌تر با توجه به ناحیه‌ای که در آن جای می‌گیرند، به طور متفاوتی با مواد برهمکنش یا تعامل می‌کنند. به طور خلاصه تعامل اصلی هر ناحیه با مواد را می‌توان در جدول زیر مشخص کرد. علم «اسپکتروسکوپی» (Spectroscopy) که به علم شناسایی مواد نیز معروف است، ابزارهای آن مبتنی بر طیف الکترومغناطیسی و نحوه تعامل امواج با ماده، توسعه پیدا می‌کند.
| ناحیه طیف | بیشترین برهمکنش یا تعامل با ماده |
| امواج رادیویی | ایجاد نوسان دسته‌جمعی بارهای متحرک در جسم که با فرکانس پلاسما نوسان می‌کنند. به عنوان مثال می‌توان به حرکت نوسانی یک الکترون در آنتن اشاره کرد. |
| امواج میکروویو ~ امواج مادون قرمز دور (FIR) | تحریک اٌهمیک (گرمایی) پلاسما و ایجاد نوسان پلاسما (در اینجا پلاسما، گاز یونیده شده موسوم به حالت چهارم ماده است) / ایجاد چرخش مولکولی |
| امواج مادون قرمز نزدیک (NIR) | ایجاد ارتعاش مولکولی / ایجاد امواج الکترومغناطیسی که در سطح ماده (فلز) منتشر می‌شوند که به پلاسمون (به دلیل نوسان با فرکانس پلاسما) معروف اند. |
| ناحیه مرئی | تحریک الکترونی مولکولی (مثل مولکول‌های رنگدانه در شبکیه چشم انسان / ایجاد امواج الکترومغناطیسی که در سطح ماده (فلز) منتشر می‌شوند که به پلاسمون (به دلیل نوسان با فرکانس پلاسما) معروف اند. |
| فرابنفش | تحریک مولکولی و اتمی / یونیزه کردن / رهاسازی الکترون (اثر فوتوالکتریک) |
| اشعه X | تحریک مولکولی و اتمی / یونیزه کردن / پراکندگی کامپتون (برای اعداد اتمی کم) |
| امواج گاما | آزادسازی الکترون‌ها از اتم‌هایی با هسته سنگین / پراکندگی کامپتون (برای همه اعداد اتمی) / تحریک و تفکیک هسته اتم |
| امواج پر انرژی گاما | تحریک و تفکیک هسته اتمی / تولید ذره و پاد‌ذره (به طور مثال یک فوتون با انرژی حداقل دو برابر جرم سکون الکترون () می‌تواند به یک الکترون و یک پوزیترون تبدیل شود) |
در صورت علاقه‌مندی به مباحث مرتبط در زمینه فیزیک و مهندسی مخابرات، آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:
- مجموعه آموزش‌های فیزیک
- مجموعه آموزش‌های مهندسی مخابرات
- فوتون در فیزیک — به زبان ساده
- طیف مرئی -- به زبان ساده
- فیبر نوری -- به زبان ساده
- امواج الکترومغناطیسی — از صفر تا صد
- موج الکترومغناطیسی چگونه ایجاد می شود؟ — آموزش جامع
^^
مطالب مجله فرادرس را در جستجوی گوگل سریع‌تر ببینید
با سلام و درود
من استاد دانشگاهی هستم و بنا برضرورت حرفه یی لازم است در خصوص نمایش رنگ ها در نمایشگر دستگاه اکوکاردیوگرافی با دقت و ریزه کاری بدانم. اگر برایتان امکان دارد در باره چگونگی ایجاد رنگ های سرخ و آبی و زرد و سبز قابل مشاهده در صفحه نمایشگر توضیح مفصلی برایم بدهید. لطف شما موجب امتنان اینجانب است.
دکتر رسول فراست کیش
با سلام و درود
ببخشید خواستم ببینم آیا امواج مکانیکی مثل امواج صوتی می تونن روی امواج الکترومغناطیسی تاثیر بگذارند؟؟ اگه بله، چطور؟؟
ببخشید واحد اندازه گیری امواج الکترومغناطیسی چیست؟
با سلام و وقت بخیر خدمت شما.
من یه سوالی دارم دربارهٔ طیف نشری خطی. از اون جایی که قبلاً هم سوالاتی رو از فرادرس پرسیدم و جواب گرفتم (💚) باز هم به اینجا مراجعه کردم.
اجسام (غیر شفاف) پرتوی مرئی رو می‌گیرن. بخشی از امواج رو جذب می کنن و بخشی رو بازتاب.
اگه فرض بگیریم جسم A از اون گسترهٔ پیوستهٔ امواج الکترومغناطیس فقط نور زرد رو بازتاب کنه، ما جسم A رو زرد می‌بینیم. (حالا بقیه رنگ ها رو یا جذب کرده یا عبور داده که کاری نداریم)
حالا اگه ما تو یه محیطی باشیم که اصلاً نور خورشید به اون محیط ورود پیدا نکنه، از طرفی جسمی هم داشته باشیم که ذراتش انرژی گرفتن و دارن پرتوی الکترومغناطیس گسیل می کنن اما نور زرد رو گسیل نمی‌کنن (تو طیف نشری خطیش رنگ زرد نیست)
حالا آیا اصلاً ما A رو (که فقط نور زرد رو بازتاب میکرد) می‌بینیم؟
در این صورت نمیشه گفت جسم رو نمیبینیم بلکه میگیم جسم به رنگ سیاه دیده میشه
سلام وقت بخیر، دستگاهی برای سنجش انرژی الکترومغناطیسی اطراف ما در دمای اتاق وجود دارد؟ منظور سنجش انرژی الکترومغناطیسی که در فرکانس بی خطر برای ما قراردارند. ممنون میشم جواب بنده را بفرمایید
سلام خسته نباشید مگه دمای خورشید 5800 نیست که به رنگ زرد هست.چرا با شکل 5جور در نمیاد.
سلام و روز شما به خیر؛
در جواب به سوال شما دو نکته را باید مد نظر قرار داد. اول اینکه دمای سطح خورشید 5800 درجه سلسیوس است و مسلماً این دما به ما نمی‌رسد چون اگر این اتفاق می‌افتاد اثری از ما باقی نمی‌ماند. نکته دوم در مورد اینکه چرا خورشید را زرد مشاهده می‌کنیم به اتمسفر زمین وابسته است. در حقیقت، جو زمین نور را در ناحیه طول موج آبی، نیلی و بنفش بیشتر پراکنده می‌کند. در حالی که رنگ‌های طول موج بالاتر مانند قرمز، نارنجی و زرد کمتر پراکنده می‌شوند. به دلیل این پراکندگی ناسازگار نور توسط جو زمین، خورشید زرد به نظر می‌رسد و به همین دلیل است که آسمان در طول روز آبی به نظر می‌رسد، زیرا طول موج آبی پراکنده ترین رنگ از طیف نور مرئی است.
از اینکه با فرادرس همراه هستید خرسندیم.
دروود .
بسیار عالی …برای من که علاقمند به رشد وآگاهی در زمینه امواج الکترومغناطیسی ارتعاش وفرکانس هستم ..در مرحله مبتدی عالی بود