تقديم حول المجالات الكهربائية والمغناطيسية
تعتبر المجالات الكهربائية والمغناطيسية، والتي يشار إليها أحيانًا بالاختصار (EMFs)، أجزاء غير مرئية من الطاقة. يمكن اعتبارها أيضًا نوعًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي. تمثل هذه المجالات الطاقة الكهربائية وأشكال الإضاءة المختلفة التي تنشأ نتيجة للتفاعل بين الطاقة الكهربائية والطاقة المغناطيسية، سواء كانت هذه الطاقة طبيعية أو من صنع الإنسان.
أصناف المجالات الكهربائية والمغناطيسية
تصنف المجالات الكهرومغناطيسية إلى فئتين رئيسيتين بناءً على ترددها أو طاقتها:
- المجالات الكهرومغناطيسية المؤينة: هي إشعاعات ذات طاقة عالية يمكن أن تكون ضارة للإنسان. هذه الإشعاعات قادرة على إتلاف الخلايا والتأثير على الحمض النووي.
- المجالات الكهرومغناطيسية غير المؤينة: هي إشعاعات ذات طاقة منخفضة، وتعتبر بشكل عام غير ضارة للإنسان.
تطور اكتشاف المجالات الكهربائية والمغناطيسية
فيما يلي عرض لأبرز المحطات في اكتشاف وفهم المجالات الكهربائية والمغناطيسية:
- عام 1820: لاحظ العالم هانز كريستيان أورستيد تولد مجال مغناطيسي حول سلك يحمل تيارًا كهربائيًا عند فتح الدائرة وإغلاقها. ولاحظ أيضًا انحراف إبرة البوصلة أثناء التجارب.
- عام 1873: قدم العالم جيمس ماكسويل بحثًا علميًا شاملاً حول الطاقة الكهربائية والمغناطيسية.
- بعد ذلك، وضع العالم أندريه أمبير معادلة رياضية تصف القوى المتبادلة بين التيارات الكهربائية وبين المغناطيسات، وتحديدًا القوى بين سلكين يمر بهما تيار كهربائي.
- اكتشف العالم فاراداي المكثفات الكهربائية والعلاقة بين الموجات الكهرومغناطيسية والضوء.
- اكتشف العالم هنريخ رودلف هيرتز موجات الراديو.
- ثم جاء اكتشاف نظرية الكم، وتوالت الاكتشافات المتنوعة في مجال الكهرباء والمغناطيسية.
مصادر الحقول الكهربائية والمغناطيسية في الكون
هناك مصدران رئيسيان للمجالات الكهرومغناطيسية في الفضاء:
- المجالات الكهربائية والمغناطيسية الصناعية (من صنع الإنسان): تشمل المصادر التي ينتجها الإنسان والتي تساهم في انتشار الإشعاع في الفضاء. على سبيل المثال، استخدام الأشعة السينية في الطب، الكهرباء المتدفقة من المنافذ الكهربائية، واستخدام الموجات الراديوية عالية التردد لنقل المعلومات عبر التلفزيون والراديو وشبكات الهاتف المحمول، وغيرها الكثير.
- المجالات الكهربائية والمغناطيسية الطبيعية: توجد مجالات كهرومغناطيسية طبيعية تنتشر في الفضاء دون تدخل بشري. تتواجد هذه المجالات في كل مكان في بيئتنا ولكنها غير مرئية للعين المجردة. تشمل هذه المجالات الكهرباء الساكنة الناتجة عن تراكم الشحنات الكهربائية في الغلاف الجوي أثناء العواصف الرعدية، بالإضافة إلى المجال المغناطيسي للأرض.
الاستفادة من المجالات الكهربائية والمغناطيسية
للمجالات الكهرومغناطيسية استخدامات متعددة في حياتنا، ومنها:
- تستخدم في التطبيقات العسكرية، مثل توجيه الصواريخ وتشغيل الرادارات.
- تستخدم في الإضاءة، مثل ضوء الشمس.
- تستخدم في المجال الطبي، مثل أجهزة التصوير الإشعاعي.
- تستخدم في الاتصالات، مثل الهاتف والإنترنت والقنوات التلفزيونية والراديو.
- تستخدم في توليد الطاقة، مثل المولدات التي تعمل بالوقود أو البخار.
المراجع
- NIH (10/9/2021), “Electric & Magnetic Fields”, NIH, Retrieved 8/2/2022. Edited.
- EPA (30/8/2021), “Electric and Magnetic Fields from Power Lines”, EPA, Retrieved 8/2/2022. Edited.
- Q&A (4/8/2016), “Radiation: Electromagnetic fields”, World Health Organization, Retrieved 8/2/2022. Edited.
- ScienceDirect, “Electromagnetic Fields”, ScienceDirect, Retrieved 8/2/2022. Edited.
