امواج الكترومغناطيس

امواج الكترومغناطيس

در فيزيكي يك موج آشوب يا نوساني است كه در فضا يا ماده حركت مي‌كند و انرژي را انتقال مي‌دهد، اغلب امواج به صورت حركات نوساني، تناوبي يا پريوديك هستند.

امواج به دو دسته‌ي اصلي امواج مكانيكي مثل صدا و امواج الكترومغناطيسي يا همان نور طبقه‌بندي مي‌شوند. ويژگي‌هاي امواج را با كميت هایی مثل فركانس، طول موج، سرعت انتشار امواج و ... مي‌توان مشخص كرد.

فركانس که آن را معمولاً با يا (نو) نشان مي‌دهند، بيانگر تعداد نوسانات كامل در واحد زمان است. واحد فركانس برثانيه يا سيكل بر ثانيه () يا هرتز است.

طول موج كه معمولاً آن را با نشان مي‌دهند، به صورت ساده همان فاصله‌ي دو قله يا دو دره‌ي متوالي در موج است.

سرعت انتشار يا پيشروي موج (V) بيانگر سرعت حركت موج در فضا است.

بين فركانس، طول موج و سرعت انتشار موج رابطه‌‌ي روبه رو را داريم:

امواج الكترومغناطيسي نوسانات ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي هستند كه مي‌توانند به خاطر حرکت شتابدار ذرات باردار توليد شوند و براي تبادل انرژي با سيستم‌هاي حاوي برهمكنش‌هاي الكتريكي و مغناطيسي مي‌توانند به كار گرفته شوند.

تمام امواج الكترومغناطيسي در خلا با سرعت نور یعنی يا حركت مي‌كنند. بنابراين براي تمام امواج الكترومغناطيسي رابطه‌ي زير برقرار است:

بنابراين براي تمام امواج الكترومغناطيسي، فركانس و طول موج امواج الكترومغناطيسي با يكديگر رابطه‌ي معكوس دارند. بعبارت دیگر با توجه به یكسان بودن سرعت انتشار تمام امواج الكترومغناطیس در خلاء طول موج و فركانس این امواج با هم رابطه معكوس دارند و با افزایش فرکانس، طول موج حتما کاهش می یابد و بالعکس. بعبارت دیگر امواج الكترومغناطیسی که فرکانس بیشتری دارند، طول موج کمتری دارند و بالعکس. براساس مقادیر طول موج و فرکانس می توان امواج الکترومغناطیس را طبقه بندی نمود. به ترتیب کاهش طول موج امواج الکترومغناطیس به امواج رادیویی (Radio Waves)، میکروویو (Microwaves)، تابش مادون قرمز یا فرو سرخ (Infrared Radiation or IR)، نور مرئی (Visible Light)، تابش فرابنفش (Ultraviolet Radiation or UV)، اشعه های X (X-Rays) و اشعه های گاما (γ Rays) طبقه بندی می شوند. شکل بعدی این طیف امواج الکترومغناطیس را بهمراه محدوده تقریبی فرکانس و طول موج هر دسته نشان می دهد. همانطور که در شکل نیز دیده می شود، ناحیه نور مرئی یا امواج الكترومغناطیسی که توسط چشم انسان قبل تشخیص هستند، طول موجی در محدوده 400nm تا 700nm دارد.

به نور مي‌توان هم نگرش موجي و هم نگرش ذره‌اي داشت در نگرش موجي نور به صورت نوسانات ميدان‌هاي الكتريكي و مغناطيسي و در نگرش ذره‌اي به صورت مجموعه‌اي از بسته‌هاي حامل انرژي يا فوتون در نظر گرفته مي‌شود.