سؤال وجواب

ما مقدار سرعة موجة كهرومغناطيسية في الهواء إذا كان ترددها 3.2× 101 9 Hz ؟


جميع الموجات الكهرومغناطيسية تنتقل في الفراغ أو الهواء بسرعة الضوء نفسها

الموجات الكهرومغناطيسية هي أحد أشكال الطاقة تصدره وتمتصه الجسيمات المشحونة، والتي تظهر سلوك مشابه للموجات في سفرها خلال الفضاء. للإشعاع الكهرومغناطيسي حقل كهربائي وآخر مغناطيسي، متساويان في الشدة، ويتذبذب كل منها في طور معامد للآخر ومعامد لاتجاه الطاقة وانتشار الموجة، حيث ينتشر الإشعاع الكهرومغناطيسي في الفراغ بسرعة الضوء.

تحمل الموجات الكهرومغناطيسية طاقة مستمرة عبر المكان بعيدًا عن المصدر، تدعى أحيانًا “طاقة إشعاعية”، (لاينطبق الوضع على جزء الحقل القريب من المجال الكهرومغناطيسي)، ويحمل أيضًا زخم حركة وزخم زاوي، ومن الممكن لهذه الطاقة وزخم الحركة والزخم الزاوي أن تنتقل للمادة التي تتفاعل معه. ينتج الإشعاع الكهرومغناطيسي من أشكال أخرى من الطاقة عند تشكله ويتحول إلى أشكال أخرى من الطاقة عند فنائه. الفوتون هو كم التآثر الكهرومغناطيسي، والوحدة الأساسية أو المكونة لجميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي. تصبح الطبيعة الكمية للضوء أكثر وضوحًا عند الترددات العالية (فوتون ذو طاقة كبيرة)، ومثل هذه الفوتونات تتصرف مثل الجسيمات بشكل أوضح مما تفعل الفوتونات ذات الترددات المنخفضة.

ما مقدار سرعة موجة كهرومغناطيسية في الهواء إذا كان ترددها 3.2× 101 9 Hz ؟

إن مقدار سرعة الموجة الكهرومغناطيسية المنتقلة في الهواء  هي 2.99712 × 810 متر/ثانية، حيث تنتقل الموجات الكهرومغناطيسية بسرعة الضوء في الفراغ حيث تصل أعلى سرعة لها حوالي 2.99792458 × 810 متر/ثانية، كما ويمكن للموجة الكهرومغناطيسية أن تنتقل عبر أي شيء، سواء كان الهواء أو مادة صلبة أو فراغ، ولا تحتاج هذه الموجات إلى وسيط للإنتقال من مكان إلى آخر، ويمكن حساب سرعة الموجات الكهرومغناطيسية في أي وسيط مادي من خلال قانون سرعة الموجة الكهرومغناطيسية، والذي ينص على أن سرعة الموجة الكهرومغناطيسية تساوي سرعة الضوء مقسومة على جذر ثابت العزل الكهربائي للوسيط، ويمكن كتابة القانون رياضياً على النحو الأتي:

سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ثابت العزل الكهربائي للوسيط

V = c ÷ √K

حيث إن:

  • V ← هي مقدار سرعة الموجة الكهرومغناطيسية وتقاس بوحدة متر / ثانية.
  • c ← هي ثابت مقدار سرعة الضوء في الفراغ وتساوي حوالي 2.99792458 × 810 متر/ثانية.
  • √K ← هي مقدار الجذر التربيعي لمقدار العزل الكهربائي للوسيط الذي تنتقل فيه الموجة الكهرومغناطيسية.

وعند تعويض الأرقام في السؤال السابق ينتج ما يلي:

سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = سرعة الضوء ÷ √ثابت العزل الكهربائي للوسيط
وبما أن مقدار العزل الكهربائي للهواء يساوي 1.00054 فإن الناتج يكون كالأتي:
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 ÷ √1.00054
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99792458 × 810 ÷ 1.0002699
سرعة الموجة الكهرومغناطيسية = 2.99712 × 810 متر/ثانية

 

السابق
أي ألوان الضوء له أكبر طول موجي
التالي
يبلغ طول صالة مستطيلة ٢٤ م، وعرضها ١٨ م.فما مساحتها بالمتر المربع؟

اترك تعليقاً