فهم خصائص الموجات الكهرومغناطيسية: دليل شامل وموجز

خصائص رئيسية للموجات الكهرومغناطيسية

السعة والطول الموجي والتردد

يُمكن تعريف كل من هذه الخصائص على النحو الآتي:¹

• السعة: المسافة العمودية بين قمة الموجة، والمحور المركزي للموجة، وترتبط هذه الخاصية بشدة الموجة.
• الطول الموجي: المسافة الأفقية بين قمتين، أو قاعين متتاليين.
• التردد: عدد الأطوال الموجية الكاملة التي تمر بنقطة معينة في الثانية الواحدة، ويقاس بوحدة الهيرتز، ومن الجدير بالذكر أنّ العلاقة بين الطول الموجي، والتردد علاقة عكسية فكلما كان الطول الموجي أقصر كان التردد أعلى.

السرعة والفترة الزمنية

يُمكن تعريف هذه الخصائص على النحو الآتي:²

• الفترة الزمنية: الزمن اللازم لعبور موجة واحدة، وتقاس بالثواني (ث).
• السرعة: يعبّر عنها بالصيغة الآتية:
  السرعة = λ × ت، حيث:
  λ: الطول الموجي
  ت: التردد.

خصائص أخرى للموجات الكهرومغناطيسية

هناك خصائص أخرى للموجات الكهرومغناطيسية، وهي:³

• الموجات الكهرومغناطيسية موجات مستعرضة، ويكون المجال المغناطيسي والمجال الكهربائي فيها متعامدين على بعضهما البعض.
• عملية تسريع الشحنات هي المسؤولة عن إنتاج الموجات الكهرومغناطيسية.
• تردد الموجات المغناطيسية يبقى ثابتاً دون تغيير، أمّا الطول الموجي فيتغير عند الانتقال من وسط إلى آخر.
• الموجات الكهرومغناطيسية تتبع مبدأ التراكب الكمي (Superposition).
• في الموجة الكهرومغناطيسية يكون المجال الكهربائي المتذبذب والمجال المغناطيسي المتذبذب في نفس الطور، وتكون النسبة بين قيمة كل منهما ثابتة، وتكون النسبة بين سعة المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي مساوية لسرعة الموجة الكهرومغناطيسية.
• الطاقة التي يحملها كل من المجال المغناطيسي والكهربائي في الموجات الكهرومغناطيسية متساوية، أي أنّ الطاقة الكهربائية تساوي الطاقة المغناطيسية.
• الإشعاع الكهرومغناطيسي يُمكن أن ينتقل عبر الأماكن الفارغة على عكس الأنواع الأخرى من الموجات التي تحتاج إلى وسط للانتقال مثل الموجات الصوتية التي تحتاج إلى وسط سائل، أو صلب، أو غاز للانتقال.²
• سرعة الموجات الكهرومغناطيسية دائماً ثابتة، وهي سرعة الضوء، وتساوي 2.99792458 × 10⁸ م/ث^-1.²