المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01
المختلعة كيف يكون خلعها ؟
2024-11-01
المحكم والمتشابه
2024-11-01



الطاقة المحمولة بالموجات الكهرومغناطيسية  
  
4485   02:25 صباحاً   التاريخ: 18-1-2016
المؤلف : فريدريك بوش ، دافيد جيرد
الكتاب أو المصدر : اساسيات الفيزياء
الجزء والصفحة :
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الكلاسيكية / الكهربائية والمغناطيسية / الكهرومغناطيسية /

الطاقة المحمولة بالموجات الكهرومغناطيسية

 أن الموجات الكهرومغناطيسية تتكون من مجالين متحركين هما الكهربي والمغناطيسي ولما كان هذان المجالان يحتويان على طاقة، لذا فالموجات لابد أن تحمل طاقة عبر الفضاء والموجات الكهرومغناطيسية القادمة من الشمس ، مثلاً، تدفئ الأرض وتمد النباتان بالطاقة اللازمة للنمو. والموجات التي تبثها محطة إرسال تليفزيوني بعيدة، تحمل الطاقة التي توصل الصورة والصوت إلى اجهزة التليفزيون لدينا. دعنا نقوم بحساب مقدار الطاقة المنقولة إلى سطح ما، تسقط عليه موجة كهرومغناطيسية.

 

الشكل 1)): يمر حجم مقداره  Act من حزمة الموجات عبر المستوى في زمن مقداره t.

 أن الطاقة المختزنة في وحدة الحجوم من مجال كهربي مقداره E في الفراغ هي  ϵ0E2½. أن الطاقة المختزنة في وحدة الحجوم من مجال مغناطيسي مقداره B هي B2/0 وسننظر في حالة حزمة من الإشعاع الكهرومغناطيسي المبين في الشكل1) ). إن المساحة الطرفية للحزمة هي A وتنتقل إلى اليمين بسرعة الضوء c. وحيث أن الحزمة تنتقل مسافة مقدارها ct خلال الفترة الزمنية t فإن مسافة مقدارها ct من طول الموجي يخترق المستوى في هذه الفترة. ومن ثم يكون حجم الحزمة التي تخترق المستوى في فترة زمنية مقدارها t هو Act وقد أشرنا إلى هذا الحجم بالجزء المظلل في الشكل.

دعنا الآن نختار فترة زمنية قصيرة t بحيث يكون المقدار ct أصغر بكثير من الطول الموجي لإشعاع الحزمة الضوئية، وهكذا يكون كل من E و B ثابتين بالضرورة خلال الحجم المظلل، ونستطيع من ثم كتابة الطاقة المحمولة عبر المستوى بواسطة الحزمة التي حجمها Act لتكون:

ولكي نحسب مقدار الطاقة المارة عبر وحدة المساحات من المستوى وفي وحدة الزمن فما علينا إلا أن نقسم المقدار السابق على t وعلى المساحة A للحزمة. وإذن

 

ويطلق على هذا المقدار شدة الموجة I. وبما أن B2= E2/c2= E2ϵ0μ0  فإن المعادلة يمكن كتابتها على الصورة:

وتشير المعادلة الأخيرة إلى أن للحد الخاص بكل من المجالين الكهربي والمغناطيسي نفس المقدار. ونستنتج من ثم أن :

ينقل المجال الكهربي والمجال المغناطيسي في موجة كهرومغناطيسية مقادير متساوية من الطاقة.

إن الشدة التي حسبناها الآن ذات قيمة لحظية لأننا اعتبرنا t كسراً صغيراً جداً من الزمن الدوري للموجة. اما متوسط الشدة عبر كل دورة فهو على درجة أكبر من الأهمية، ولحسابه نحتاج إلى معرفة القيمة المتوسطة للمقدار E2 في دورة واحدة. وقد وجدنا عند دراسة التيارات المترددة أن متوسط مربع أي مقدار يتغير جيبياً هو نصف مربع السعة، أو E2 = ½E20.

( 1أ)      

أو ــ إذ شئنا ــ يمكننا كتابة I بدلالة B0 وهي سعة موجة المجال المغناطيسي، ونذكر أن E = cB ولذا،

(1 ب)         

متوسط القدرة المنقولة عبر وحدة المساحات بواسطة موجة كهرومغناطيسية تسقط متعامدة على المساحة هو c ϵ0E20 = cB20/2μ0½ ويسمى هذا المقدار شدة الموجة.

ووحدات SI للشدة هي وات لكل متر مربع (W/m2).




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.