طیف الکترومغناطیسی (بیناب الکترو مغناطیس)
دید کلی
در مبحث
اپتیک بیشتر بررسیها در ناحیه
نور مرئی است، در صورتی که
نور در داخل طیف الکترو مغناطیسی جا گرفته و خواص و محاسبات آن تمام گسترده
طول موجی را شامل می‌شود. امّا در
الکترومغناطیس شاید تا به حال
پرتوهای ایکس (
X) ،
پرتوهای گاما (
γ) ،
پرتوهای کیهانی ،
موج رادیویی ،
امواج تلویزیونی ،
امواج ماکرو ویو و ... به گوشتان خورده است.
در چنین حالتی می خواهید بدانید که ....
- اشعه ایکس چی هست؟
- مکانیزم عمل عکس برداریها و رادیو لوژی چیست؟
- با تابش ایکس و گاما و ... چگونه عکس می‌گیرند؟
- چرا فقط عکس استخوانها می‌افتد؟
- اموج رادیویی چیست و سرعت آن چقدر است؟
- فرستنده و گیرنده رادیویی چگونه کار می‌کنند و یا ساخته می‌شوند؟
- انتقال نور و تصویر در امواج تلویزیونی مشاهده و دریافت تصویر از آن چگونه صورت می‌گیرد؟
- ماهواره‌ها چگونه کار می‌کنند؟
- برای چه پشت بام آنتن گذاشته‌ایم؟ و هزاران پدیده دیگر ... .
کاربرد و بررسی طول موجهای مختلف طیف الکترومغناطیسی
در حالت کلی بایستی چگونگی بازتابها و شکستها از مرزهای مختلف
هادیها و
عایقها و مواد قطبی و مواد غیر قطبی و .... ، و چگونگی عبور تابش از آزمایشهای مربوط به هوا و روشهای تمرکز پرتوها ، روشهای
انتشار و چگونگی انتشار و ماهیت امواج الکترو مغناطیسی و چگونه تولید می‌شوند و قوانین حاکم بر آن را بدانیم. اما باید بدانیم در تمام ناحیه الکترومغناطیسی تمامی دستگاهها نمی‌توانند، کارآیی خوبی داشته باشند و اکثر سیستمهای کاربردی محدود به ناحیه خاصی از این گستره طول موجی می‌باشند. مثلا
سیستم رادیو فقط ناحیه
موج رادیویی را پوشش می‌دهد.
دوربینهای مادون قرمز برای این ناحیه ساخته شده‌اند و برخی ناسازگاریهایی از قبیل اینکه ناحیه پرتو ایکس هیج ماده‌ای با توان شکست ثابت برای ساختن عدسی وجود ندارد، زیرا اشعه ایکس از
شیشه نمی‌تواند عبور کند، برخلاف نور مرئی که راحت عبور می‌کند. لذا برای هر نوع تمرکز و تصویر در گستره اشعه ایکس از
آینه استفاده می‌کنند.
نحوه تولید امواج الکترو مغناطیسی
جسم سیاه که با
نظریه مکانیک کوانتومی توضیح داده می‌شود، تمام ناحیه طول موجی بیناب الکترومغناطیسی را تولید می‌کند (نشر) و برعکس کلیه طول موجهایش را جذب می‌کند. اکثر
لامپهای تخلیه الکتریکی ناحیه خاصی را ایجاد می‌کند.
مواد رادیواکتیو با
تشعشع هسته‌ای پرتوهای ایکس و پرتوهای گاما را شامل هستند.
تحریکات اتمی بیشتر ناحیه مرئی را شامل می‌شوند. تحریکات داخلی اتمی به پرتوهای ایکس منجر می‌شوند، رشته‌های
تنگستن برای نورهای مرئی مناسبند. در تخلیه‌های الکتریکی در یک گاز ، نظیر لوله منور
لامپهای نئونی ، یک سری از طول موجهای گسسته گسیل (نشر) می‌کند. وقتی نور حاصل از
لامپ هیدروژن را به یک
منشور منتقل نماییم خطوط طیفی اتم هیدروژن به طول موجهای اصلی خود تجزیه می‌گردد و با رنگهای مختلف نمایان می‌گردد. اصطلاح
خط طیفی بخاطر پایداری طول موجهای خاص تولید آن طول موجهای اصلی در هر گستره طول موجی به نورهای آن سیستم استفاده شده است.
لامپ سدیم
چراغهای خیابان نیز از آن است طیف زرد رنگی دارد که گسیل اصلی آْن در دو طول موج 589 و 590 نانومتر صورت می‌گیرد،
طیف اتم هیدروژن نه تنها از تحریک اتمی آن مشاهده شده که خطوط طیفی گسسته‌ای دارد و برخی رنگها از قبیل (نیلی و سبز و زرد و آبی و ...) را شامل می‌شود، بوسیله
طیف خورشید نیز دیده می‌شود. این خطوط توسط دانشمندان خورشید شناسی از جمله
جوزف فرانهوفر (
Joseph Von Fraungofer) با حروف الفبا علامت گذاری شده‌اند، مثلا خط D سدیم و ... . با اختراع
لیزر (
Laser) ، اکنون وجود دارند که می‌توان خروجیهای قوی در یک طول موج منفرد تولید کنند. ما در طبیعت طیف گسسته ، منفرد نداریم مثلا برای نور زرد یک گستره طول موجی حدودآ 0.6 نانومتر داریم.
چشمه‌های طبیعی
چشمه‌های مصنوعی
- انواع لامپها که مکانیزمهای قوسهای الکتریکی و تخلیه‌های الکتریکی و ... را دارند مانند لامپ فلاش ، لامپ سدیم و ...
- کاواکهای جسم سیاه: شاید تا به حال دیده باشید که وقتی آهن را گرم می‌کنیم ازخود نور تابش می‌کند.
- لیزرها که از مواد فعالی مانند یاقوت (نئودنیوم یق ND:YAG) و ... که در طیفهای گسترده یا طول موجهای منفرد بصورت پالسی یا گسترده ساخته می‌شوند.
- میزرها (Masers) که ناحیه طول موجی ماکروویو را می‌پوشانند. مانند میزرهای آمونیاک و ... .
مباحث مرتبط با عنوان
