موج الکترومغناطیسی

1. بار الكتريكی ، ميدان الكتريكی ايجاد می كند.
2. جريان الكتريكی، ميدان مغناطيسی توليد می كند.
3. اگر بارهای الكتريكی ساكن باشند، ميدان الكتريكی حاصل از آن ها با زمان تغيير نمی كند.
4. اگر جريان الكتريكی ثابت باشد، ميدان مغناطيسی حاصل از آن ثابت و بدون تغيير می شود.

نحوه ايجاد موج الكترومغناطيس

امواج الكترومغناطيسی از رابطه ی متقابل ميدان های الكتريكی و مغناطيسی به وجود می آيند. يعنی هر تغييری در ميدان الكتريكی در هر نقطه از فضا، ميدان مغناطيسی متغيری ايجاد می كند و اين ميدان مغناطيسی متغير، خود ميدان الكتريكی متغيری به وجود می آورد. اين رابطه ی متقابل ميدان ها سبب انتقال نوسان ها ی ميدان های الكتريكی و مغناطيسی از يک نقطه ی فضا به نقاط ديگر و يا همان انتشار موج الكترومغناطيسی می شود.

نظر ماكسول در مورد موج الكترومغناطيس

عكس قانون فاراده توسط جيمز كلارک ماكسول پيش بيني شد، يعنی او پيش بينی كرد كه همانطور كه طبق قانون فاراده بر اثر تغيير ميدان مغناطيسی می توان ميدان الكتريكی توليد نمود، بر اثر تغيير ميدان الكتريكی نيز می توان ميدان مغناطيسی توليد نمود. ماكسول از اين دو پديده نتيجه گرفت كه امواج الكترومغناطيس بايد لزوماً ناشی از تغييرات هم زمان ميدان های الكتريكی و مغناطيسی (اصطلاحاً ميدان الكترومغناطيسی) باشد.

تصويری از يک موج الكترومغناطيس و نحوه ی انتشار آن:

مهمترين مشخصات موج الكترومغناطيسی

1. ميدان الكتريكی (E) همواره عمود بر ميدان مغناطيسی (B) است.
2. ميدان الكتریکی و مغناطيس (E) و (B) همواره بر جهت حركت موج عمودند و در نتيجه موج الكترومغناطيسی، يک موج عرضی است.
3. ميدان های الكتريكی و مغناطيسی با بسامد يكسان و همگام با يكديگر تغيير می كنند.

نحوه تعيين جهت انتشار موج الكترومغناطيسی

با كمک قاعده ی دست راست تعيين می شود.

تندی انتشار امواج الكترومغناطيس

ماكسول با يک تحليل رياضی نشان داد كه تندی انتشار امواج الكترومغناطيس در هوا يا خلأ از رابطه ی زير به دست می آيد:

\(C = \frac{1}{{\sqrt {{\mu _0}{\varepsilon _0}} }} = 3 \times {10^8}\)

\({\mu _0}\)  تراوایی مغناطیسی خلاء (\(4\pi \times {10^{ - 7}}\frac{{T.m}}{A}\) )

\({\varepsilon _0}\)  تراوايی الكتريكي خلاء (\(8/85 \times {10^{ - 12}}\frac{{{C^2}}}{{N.{m^2}}}\) )

C تندی انتشار موج الكترومغناطيس در هوا يا خلاء (\(\frac{m}{s}\) )

انرژی امواج الكترو مغناطيس

انرژی اين امواج مانند امواج مكانيكی به صورت انرژی جنبشی و پتانسيل ذرات محيط نيست (زيرا اين امواج برای انتشار نياز به محيط مادی ندارند) بلكه اين امواج انرژی را به صورت انرژی ميدان های الكتريكی و مغناطيسی منتقل می كنند.

طيف امواج الكترومغناطيسی

اين طيف به ترتيب افزايش طول موج به صورت زير است. (هيچ گسستگی در اين طيف وجود ندارد و همگی با تندی نور درخلأ حركت می كنند)