الطيف
الطيف هو نطاق الموجات الكهرومغناطيسية التي يمكن لجسم ما انبعاثها أو امتصاصها أو إعادتها. عادةً ما يتم تقسيم الطيف إلى عدة نطاقات فرعية، بما في ذلك الأشعة السينية و الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء و الأشعة الدقيقة و موجات الراديو. لكل نطاق تردد وطول موجي مختلف، ويستخدم كل منها لأغراض مختلفة. على سبيل المثال، تُستخدم الأشعة السينية في التصوير الطبي، بينما تُستخدم موجات الراديو في الاتصالات.
نطاقات الطيف
ينقسم الطيف إلى عدة نطاقات فرعية، مرتبة من أعلى تردد إلى أدنى تردد:
- الأشعة السينية
- الأشعة فوق البنفسجية
- الضوء المرئي
- الأشعة تحت الحمراء
- الميكروويف
- موجات الراديو
الأشعة السينية
الأشعة السينية هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي عالي الطاقة وذو طول موجي قصير. لها القدرة على اختراق المواد، مما يجعلها مفيدة في التصوير الطبي. تُستخدم الأشعة السينية أيضًا في علاج السرطان وفي بعض التطبيقات الصناعية.
تتميز الأشعة السينية بطول موجي يتراوح من 0.01 إلى 10 نانومتر وتردد يتراوح من 30 بيتاهرتز إلى 30 إكساهرتز. يتم إنتاجها عادةً باستخدام أنبوب الأشعة السينية، والذي يسرع الإلكترونات في مجال كهربائي ويسمح لها بالتصادم مع هدف معدني.
الأشعة السينية ضارة ويمكن أن تلحق الضرر بالخلايا والأنسجة الحية. لهذا السبب، يجب استخدامها فقط تحت إشراف طبي متخصص.
الأشعة فوق البنفسجية
الأشعة فوق البنفسجية هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي له طول موجي أقصر من الضوء المرئي ولكن أطول من الأشعة السينية. وهي مقسمة إلى ثلاثة نطاقات فرعية: الأشعة فوق البنفسجية-أ والأشعة فوق البنفسجية-ب والأشعة فوق البنفسجية-ج.
الأشعة فوق البنفسجية-أ لها طول موجي يتراوح من 315 إلى 400 نانومتر وتردد يتراوح من 750 تيراهرتز إلى 952 تيراهرتز. يمكن اختراقها للجلد ويمكن أن تسبب حروق الشمس والشيخوخة المبكرة للجلد. كما أنها تستخدم في بعض التطبيقات الصناعية، مثل الطباعة وتطهير المياه.
الأشعة فوق البنفسجية-ب لها طول موجي يتراوح من 280 إلى 315 نانومتر وتردد يتراوح من 952 تيراهرتز إلى 1.07 بيتاهرتز. إنها أكثر ضررًا من الأشعة فوق البنفسجية-أ ويمكن أن تؤدي إلى حروق الشمس وسرطان الجلد. كما أنها تستخدم في بعض التطبيقات الطبية، مثل العلاج بالضوء.
الضوء المرئي
الضوء المرئي هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي يمكن للعين البشرية اكتشافه. له طول موجي يتراوح من 400 إلى 700 نانومتر وتردد يتراوح من 430 تيراهرتز إلى 750 تيراهرتز. يُرى الضوء المرئي كألوان مختلفة، من الأحمر (أطول طول موجي) إلى البنفسجي (أقصر طول موجي).
الضوء المرئي ضروري للرؤية. تستخدمه النباتات أيضًا لعملية التمثيل الضوئي. كما يستخدم الضوء المرئي في مجموعة متنوعة من التطبيقات الأخرى، مثل الاتصالات والإضاءة والتصوير الفوتوغرافي.
ينتقل الضوء المرئي في خطوط مستقيمة، ويمكن انعكاسه أو انكساره أو امتصاصه بواسطة المواد. يمكن أيضًا تقسيمه إلى ألوانه المكونة باستخدام المنشور.
الأشعة تحت الحمراء
الأشعة تحت الحمراء هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي له طول موجي أطول من الضوء المرئي ولكن أقصر من موجات الميكروويف. له طول موجي يتراوح من 700 نانومتر إلى 1 ملم وتردد يتراوح من 300 جيجاهرتز إلى 430 تيراهرتز. تُشعر الأشعة تحت الحمراء كحرارة، ويمكن استخدامها للتدفئة والتصوير الحراري.
الأشعة تحت الحمراء تنبعث بشكل طبيعي من جميع الأجسام ذات درجة حرارة أعلى من الصفر المطلق. تُستخدم أيضًا في مجموعة متنوعة من التطبيقات الأخرى، مثل الطهي والتصوير والاتصالات.
الأشعة تحت الحمراء ضارة ويمكن أن تلحق الضرر بالخلايا والأنسجة الحية. لهذا السبب، يجب استخدامها فقط تحت إشراف طبي متخصص.
الميكروويف
الميكروويف هو نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي له طول موجي أطول من الأشعة تحت الحمراء ولكن أقصر من موجات الراديو. له طول موجي يتراوح من 1 مم إلى 30 سم وتردد يتراوح من 1 جيجاهرتز إلى 300 جيجاهرتز. تستخدم الميكروويف في مجموعة متنوعة من التطبيقات، مثل الاتصالات والطهي والتدفئة.
تستخدم أفران الميكروويف موجات الميكروويف لتسخين الطعام. تفعل ذلك عن طريق إثارة جزيئات الماء في الطعام، مما يؤدي إلى احتكاك الجزيئات مع بعضها البعض وتوليد الحرارة.
الميكروويف ضارة ويمكن أن تلحق الضرر بالخلايا والأنسجة الحية. لهذا السبب، يجب استخدامها فقط تحت إشراف طبي متخصص.
موجات الراديو
موجات الراديو هي نوع من الإشعاع الكهرومغناطيسي له طول موجي أطول من الميكروويف. له طول موجي يتراوح من 1 مم إلى مئات الكيلومترات وتردد يتراوح من 3 كيلوهرتز إلى 300 جيجاهرتز. تستخدم موجات الراديو في مجموعة متنوعة من التطبيقات، مثل الاتصالات والرادار والملاحة.
تُستخدم موجات الراديو في الاتصالات لنقل المعلومات عبر الهواء. تفعل ذلك عن طريق تعديل موجات الراديو بإشارات تحمل المعلومات.
موجات الراديو ضارة ويمكن أن تلحق الضرر بالخلايا والأنسجة الحية. لهذا السبب، يجب استخدامها فقط تحت إشراف طبي متخصص.
الخلاصة
الطيف هو نطاق الموجات الكهرومغناطيسية التي يمكن لجسم ما انبعاثها أو امتصاصها أو إعادتها. ينقسم الطيف إلى عدة نطاقات فرعية، بما في ذلك الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والميكروويف وموجات الراديو. لكل نطاق خصائصه وفوائده الفريدة.