كيف يتم تقسيم الطيف الكهرومغناطيسي؟

مرحبًا يا من هناك! باعتباري موردًا للطيف، غالبًا ما يتم سؤالي عن كيفية تقسيم الطيف الكهرومغناطيسي. إنه موضوع مثير للاهتمام للغاية، وأنا متحمس لتفصيله لك.

الطيف الكهرومغناطيسي هو في الأساس مجموعة كبيرة من جميع أنواع الإشعاع الكهرومغناطيسي. إنها مثل عائلة كبيرة من الأمواج، لكل منها خصائصها الفريدة. ويعتمد تقسيم هذا الطيف بشكل أساسي على تردد هذه الموجات الكهرومغناطيسية وطولها الموجي.

لنبدأ بنهاية التردد المنخفض للطيف. في الأسفل، لدينا موجات الراديو. هذه هي أطول الموجات في الطيف الكهرومغناطيسي، بأطوال موجية يمكن أن تصل إلى عدة كيلومترات. تُستخدم موجات الراديو في جميع أنواع الأشياء. فكر في راديو سيارتك، على سبيل المثال. تستخدم محطات الراديو AM وFM موجات الراديو لبث الموسيقى والأخبار وجميع الأشياء الرائعة الأخرى التي تستمع إليها. يتم استخدامها أيضًا في البث التلفزيوني والاتصالات اللاسلكية وحتى في بعض أنظمة الرادار.

وبالانتقال إلى أعلى الطيف، نصادف الموجات الدقيقة. تتمتع الموجات الدقيقة بأطوال موجية أقصر من موجات الراديو، وتتراوح عادة من حوالي ملليمتر واحد إلى متر واحد. ربما تكون أكثر دراية بأجهزة الميكروويف الموجودة في فرن الميكروويف الخاص بمطبخك. يتم ضبط أفران الميكروويف في الفرن على تردد معين يمكنه تسخين جزيئات الماء في الطعام، وبهذه الطريقة تصبح بقايا الطعام لطيفة ودافئة. لكن أفران الميكروويف ليست مخصصة للطهي فقط. كما أنها تستخدم أيضًا في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، حيث يمكنها نقل البيانات عبر مسافات طويلة. وفي تكنولوجيا الرادار، تُستخدم الموجات الدقيقة للكشف عن موضع الأجسام وسرعتها، مثل الطائرات أو أنماط الطقس.

التالي هي موجات الأشعة تحت الحمراء. موجات الأشعة تحت الحمراء لها أطوال موجية تتراوح بين حوالي 700 نانومتر إلى ملليمتر واحد. لا يمكنك رؤية موجات الأشعة تحت الحمراء بالعين المجردة، لكن يمكنك الشعور بها على شكل حرارة. على سبيل المثال، عندما تقف أمام نار دافئة، فإن الحرارة التي تشعر بها هي في الغالب الأشعة تحت الحمراء. يتم استخدام الأشعة تحت الحمراء في الكثير من التطبيقات المختلفة. في نظارات الرؤية الليلية، يمكن لأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء اكتشاف الحرارة المنبعثة من الكائنات الحية أو الأجسام الدافئة، مما يسمح لك بالرؤية في الظلام. يتم استخدامه أيضًا في أجهزة التحكم عن بعد للتلفزيون أو الأجهزة الإلكترونية الأخرى. عندما تضغط على زر بجهاز التحكم عن بعد، فإنه يرسل دفقة من ضوء الأشعة تحت الحمراء للتواصل مع الجهاز.

الآن، دعونا نتحدث عن جزء الضوء المرئي من الطيف. وهذا هو الجزء الذي يمكننا رؤيته بالفعل بأعيننا. للضوء المرئي أطوال موجية تتراوح من حوالي 380 إلى 700 نانومتر. وهي مكونة من ألوان مختلفة، لكل منها طول موجي خاص بها. الضوء الأحمر له أطول طول موجي في الطيف المرئي، في حين أن الضوء البنفسجي لديه الأقصر. وعندما تجتمع كل هذه الألوان نحصل على ضوء أبيض مثل ضوء الشمس. من الواضح أن الضوء المرئي مهم للغاية بالنسبة لنا لرؤية العالم من حولنا، ولكنه يستخدم أيضًا في العديد من التقنيات. على سبيل المثال، في اتصالات الألياف الضوئية، يمكن استخدام الضوء المرئي لنقل البيانات عبر ألياف زجاجية رقيقة أو بلاستيكية بسرعات عالية بشكل لا يصدق.

وبعيدًا عن الضوء المرئي، لدينا الضوء فوق البنفسجي. للأشعة فوق البنفسجية أطوال موجية أقصر من الضوء المرئي، وعادة ما تتراوح بين 10 و380 نانومتر. الأشعة فوق البنفسجية هي ما يسبب لك حروق الشمس. تنبعث من الشمس الأشعة فوق البنفسجية، وعندما تضرب بشرتك، يمكن أن تسبب تلفًا لخلاياك. لكن للأشعة فوق البنفسجية أيضًا بعض التطبيقات المفيدة. في التعقيم، يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية لقتل البكتيريا والفيروسات. كما أنها تستخدم في مصابيح الفلورسنت، حيث يتم تحويل ضوء الأشعة فوق البنفسجية إلى ضوء مرئي بواسطة طبقة الفوسفور داخل الأنبوب.

تأتي الأشعة السينية بعد ذلك في الطيف. للأشعة السينية أطوال موجية قصيرة جدًا، تتراوح عادة بين 0.01 و10 نانومتر. تشتهر الأشعة السينية باستخدامها في التصوير الطبي. عندما تذهب إلى الطبيب ويأخذ أشعة سينية لعظامك، يمكن للأشعة السينية أن تمر عبر الأنسجة الرخوة مثل الجلد والعضلات ولكن يتم امتصاصها بواسطة مواد أكثر كثافة مثل العظام، مما يؤدي إلى إنشاء صورة على جهاز الكشف. لكن الأشعة السينية ليست للاستخدام الطبي فقط. يتم استخدامها أيضًا في الماسحات الضوئية الأمنية بالمطارات لرؤية ما بداخل أمتعتك وفي علم المواد لدراسة بنية البلورات.

وأخيرًا، في نهاية التردد العالي من الطيف، لدينا أشعة جاما. تمتلك أشعة جاما أقصر الأطوال الموجية وأعلى الترددات في الطيف الكهرومغناطيسي. يتم إنتاجها عن طريق التفاعلات النووية، مثل تلك التي تحدث في الشمس أو في محطات الطاقة النووية. أشعة جاما نشطة للغاية ويمكن أن تشكل خطورة كبيرة على الكائنات الحية. ولكن لديهم أيضًا بعض التطبيقات الطبية المهمة. في العلاج الإشعاعي، يمكن استخدام أشعة جاما لعلاج السرطان عن طريق استهداف الخلايا السرطانية وتدميرها.

الآن، كمورد للطيف، لدي بعض الأدوات الرائعة حقًا لمساعدتك في العمل مع أجزاء مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي. على سبيل المثال، نحن نقدممحلل الطيف FSV7 Rohde & Schwarz 7 جيجا هرتز. يعد هذا المحلل رائعًا لقياس وتحليل الإشارات في نطاقات تردد الراديو والميكروويف. ويمكن أن يساعدك على فهم خصائص إشاراتك، مثل ترددها وقوتها وعرض النطاق الترددي.

منتج رائع آخر لدينا هوN9344C اجيلنت محلل الطيف المحمول (HSA)، 20 جيجا هرتز. يعد هذا المحلل المحمول مناسبًا للغاية إذا كنت بحاجة إلى إجراء قياسات أثناء التنقل. يمكنه تغطية نطاق واسع من الترددات، مما يجعله مناسبًا لجميع أنواع التطبيقات، بدءًا من الاختبار الميداني وحتى استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

ثم هناكFSU8 Rohde & Schwarz محلل الطيف 20 هرتز - 8 جيجا هرتز. يتمتع هذا المحلل بنطاق ترددي واسع، يبدأ من الترددات المنخفضة جدًا حتى 8 جيجا هرتز. إنه مثالي لتحليل الإشارات عبر أجزاء مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي، سواء كنت تعمل مع موجات الراديو أو الموجات الدقيقة أو أنواع أخرى من الإشارات.

إذا كنت في السوق للحصول على أي منتجات ذات صلة بالطيف أو إذا كانت لديك أسئلة حول كيفية العمل مع أجزاء مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي، فلا تتردد في التواصل معنا. سواء كنت باحثًا، أو مهندسًا، أو مجرد شخص مهتم بعالم الموجات الكهرومغناطيسية المذهل، فنحن هنا لمساعدتك. اتصل بنا لإجراء مناقشة تفصيلية حول متطلباتك ودعنا نرى كيف يمكننا تلبية احتياجاتك.

مراجع

• سيرواي، آر إيه، وجيويت، جيه دبليو (2018). الفيزياء للعلماء والمهندسين مع الفيزياء الحديثة. التعلم سينجاج.
• هيشت، إي. (2017). بصريات. أديسون - ويسلي.