طالب العلم
15-09-2005, 12:51
بسم الله الرحمن الرحيم
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته
نظرية ماكسويل Maxwell's Theory :
التغير في المجال الكهربي يولد مجالاً مغناطيسياً.
أن التغير في المجال الكهربي ينتج عنه مجال مغناطيسي مستحث ، سواء في المواد الموصلة أو المواد العازلة
(الزجاج، الهواء، الفراغ) ومتجه المجال المغناطيسي المتولد بالحث متعامد على متجه المجال المغناطيسي، ومقداره يعتمد على معدل وموقع المجال الكهربي المتغير.
التغير في المجال المغناطيس يولد مجالاً كهربياً.
المجال الكهربي المستحث يتعامد مع متجه المجال المغناطيسي، ومقداره يعتمد على معدل وموقع المجال المغناطيسي المتغير.
منشأ الموجات الكهرومغناطيسية Generation of Electromagnetic wave:
تنشأ الموجات الكهرومغناطيسية عن طريق تسخين الذرات مما يؤدي إلى اهتزاز الإلكترونات،وينتج عن هذه الإلكترونات المهتزة مجال كهربي متغير يتولد مجالا مغناطيسيا مستحث في النقطة المجاورة وتبعا لنظرية ماكسويل،ينتج عن هذا المجال المغناطيسي مجالا كهربيا مستحثا في النقطة المجاورة، وهكذا ينتشر الاضطراب من نقطة إلى أخرى عن طرق التغير المتناوب للمجالين الكهربي والمغناطيسي.
الطيف الكهرومغناطيسي Electromagnetic Spectrum :
يتكون الطيف الكهرومغناطيسي من موجات كهرومغناطيسية يتراوح طولها الموجي بين أطوال موجية قصيرة إلى أطوال موجية طويلة جداً.
موجات الراديو والتلفزيون(Radio , TV Waves )
طولها الموجي كبير يصل إلى 1.5 كيلومتر أو أكثر.
موجات المايكروويف (Microwaves )
طولها الموجي كبير أيضا ، وتستخدم في الاتصالات وأغرض الطبخ.
الأشعة تحت الحمراء(Infrared )
تنتج عن التسخين،وهذه الأشعة بالكاد تكون مرئية.
الضوء المرئي (Visible Light )
تحتل هذه الأشعة جزءا بسيطا من الطيف الكهرومغناطيسي، ويتراوح طولها الموجي بين( 400- 700 ) نانومتر ويمكن للعين البشرية التحسس بها ورؤيتها.
الأشعة فوق البنفسجية (Ultraviolet )
توجد بنسب عالية في أشعة الشمس.
أشعة اكس (x-rays )
تستخدم هذه الأشعة في الأغراض الطبية لقدرتها على احترام الأجسام.
أشعة جاما ( Gamma rays )
وهي أشعة خطرة تنتج عن التفاعلات النووية والانشطارات الذرية،وطولها الموجي قصير جداً.
[align=center:706a6b1759][/align:706a6b1759]
انا راح أبدأ عن أشعة جاما.
واتمنى من الكل المشاركة.
[align=center:706a6b1759]أشعة جاما.
Gamma-rays[/align:706a6b1759]
[align=center:706a6b1759][/align:706a6b1759]
[align=center:706a6b1759]Wavelength: 3 x 10-11 m and down[/align:706a6b1759]
اكتشفت اشعة جاما بواسطة العالم الفرنسي فيلارد Villard في العام 1990. هذه الاشعة ذات الطول الموجي الاقصر في الطيف الكهرومغناطيسي وذات الطاقة الأعلى وذلك لأنها تنتج من التصادمات النووية وكذلك من العناصر المشعة. وكما هو الحال في انتاج اشعة اكس تم تعجيل الالكترونات في فرق جهد عالي هنا يتم تعجيل الأنوية بطاقة عالية جداً باستخدام المعجلات مثل السيكلترون cyclotron والسنكلترون synchrotron.
في الطبيعة تنتج اشعة جاما من الشمس نتيجة للتفاعلات النووية وتصل طاقة اشعة جاما إلى مليون الكترون فولت. وتعتبر المجرات السماوية والنجوم المنتشرة في الفضاء من مصادر اشعة اكس. ويعمل علماء الفلك على دراسة هذه الاشعة بواسطة مراصد مخصصة لهذا الغرض لفهم اسرار هذا الكون. كما ان العناصر المشعة مثل ليورانيوم تنتج أشعة جاما باستمرار.
تقطع اشعة جاما مسافات فلكية في الفضاء وتمتص هذه الاشعة فقط عند اصطدامها بالغلاف الجوي للكرة الأرضية. وبهذا يشكل الغلاف الجوي حماية للمخلوقات الحية من هذه الاشعة المدمرة وفي الشكل التوضيحي يبين تأثير الغلاف الجوي للأرض على الطيف الكهرومغناطيسي. نلاحظ أن الاشعة المرئية فقط هي التي تعبر الغلاف الجوي بينما الأطوال الموجية الأقصر تمنع من الوصول لسطح الأرض وذلك لأنها تمتص بواسطة طبقة الأوزون في الغلاف الجوي.
تطبيقات اشعة جاما
الطب:
تستخدم اشعة جاما في الطب لقتل الخلايا المتسرطنة ومنعها من النمو. حيث تنفذ اشعة جاما في الجلد وتعمل على تأيين الخلايا وهذا يسبب قتل تلك الخلايا.
الصناعة:
تستخدم اشعة جاما في الصناعة لفحص انابيب البترول واكتشاف نقاط الضعف فيها. حيث تستخدم اشعة جاما في تصوير هذه الانابيب بتسليط اشعة جاما على الانابيب ويوضع فيلم حساس خلف الانابيب وتتكون صورة الظل على الفيلم حيث تظهر مناطق الضعف بصورة مميزة مثل تصوير عظم الانسان بواسطة اشعة اكس. كما تستخدم اشعة جاما في تخليص المواد الغذائية المصنعة من الجراثيم والباكتيريا وغيره. وتستخدم اشعة جاما في المفاعلات والقنابل النووية.
العلوم:
تستخدم اشعة جاما في تطوير المفاعلات والقنابل النووية والتجارب العلمية لكشف اسرار النواة.
[align=center:706a6b1759]خطورة اشعة جاما والحماية منها[/align:706a6b1759]
التعرض لأشعة جاما يسبب تأيين للخلايا البشرية وتتسبب بصورة رئيسية في الإصابة بالسرطان. ولوقاية الاشخاص الذين يعملون في مجال اشعة جاما يستخدم حاجز سمكه 1سم من الرصاص حيث ان له أكبر معامل امتصاص لهذه الاشعة.
ماذا يمكن أن نرى بواسطة اشعة جاما؟
إن الرؤيا بواسطة مراصد تعمل باشعة جاما يتعطينا صورة لما يحدث في اعماق المجرات والنجوم والأجرام السماوية، حيث يطمح علماء الفلك من دراسة طيف اشعة جاما المنبعثة من تلك الأجسام فتح افاق جديد في الفيزياء والتحقق من النظريات التي تفسر نشأة الكون.
اكتشفت اشعة اكس عام 1895 بواسطة العالم الألماني وليام رونتجين Wilhelm Roentgen. حيث قام العالم رونتجين بقذف شعاع الكتروني ذو طاقة حركة عالية خلال تعجيلها في فرق جهد كبير يصل إلى 30000 فولت في انبوبة زجاجية مفرغة من الهواء. عند اصطدام الالكترونات المعجلة بزجاج الأنبوبة المفرغة لاحظ رونتجين توهج واضح على شاشة فوسفورية مثبتة على مسافة قصيرة من . هذا التوهج استمر حتى حين وضع لوح خشبي بين الأنبوبة المفرغة والشاشة الفوسفورية. استنتج رونتجين ان هناك اشعة قوية تنبعث من هذه الأنبوبة وقد اطلق رونتجين على هذه الأشعة باشعة x حيث أنه لم يكن يعلم بعد عن خصائصها. وفي المانيا يطلق عليها باسم اشعة رونتجين.
أشعة أكس
تنتج اشعة اكس عندما تفقد الالكترونات طاقتها فجأة عند اصطدامها بذرات اخرى. الجهاز الذي ينتج اشعة اكس يعمل على تعجيل الالكترونات المنبعثة من فتيلة إلى سرعات عالية لتصطدم بمعدن يسمى الهدف Target. وعندما تعطي الالكترونات المعجلة جزء من طاقتها إلى ذرات المعدن لاثارته والجزء الباقي ينبعث على صورة اشعة كهرومغناطيسية (اشعة اكس).
[align=center][/align:a20088bb99]
بعد دراسة طيف اشعة اكس وتحليله تبين أن له طول موجي أقصر من الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية وهذا يعني أن طاقتها أكبر. ولهذا السبب تستطيع اشعة اكس من اختراق جسم الانسان ولكنها لاتخترق العظم ولهذا استخدمت في تصوير العظام حيث بوضع فيلم حساس لاشعة اكس خلف ساق شخص ما وتسليط اشعة اكس لفترة زمنية قصيرة على الجانب الأخر من الساق يمكن تصوير ظل اشعة اكس على الفيلم ورؤية صورة واضحة لشكل العظم.
واذا افترضنا ان أعيننا يمكن ان ترى في مدى ترددات اشعة اكس فإن الصورة التي سنرها ستكون شبيهة بتلك التي تأخذ في المستشفى.!!!!
تطبيقات اشعة اكس
الطب:
من خصائص اشعة اكس عند تسليطها على جسم الانسان لفترة زمنية متناهية في القصر يمكن تصور العظام حيث انها تنفذ من الجلد ولا تنفذ من العظم وبهذا تستخدم في تشخيص الكسور التي قد تصيب العظام.
الصناعة:
تستخدم اشعة اكس في الصناعة لفحص المواد المستخدمة في التصنيع والتأكد من جودتها، وكذلك في مراقبة الامتعة في المطارات.
العلوم:
تستخدم اشعة اكس في الابحاث العلمية لدراسة التركيب البلوري للمواد ولمعرفة المواد الداخلة في تركيب مادة مجهولة مثل كشف المواد المكونة للخليط الذي استخدمه الفراعنة في التحنيط.
خطورة اشعة اكس والحماية منها
بالرغم من الاستخدامات العديدة لاشعة اكس فإن التعرض لها اكثر من اللازم يؤدي إلى الاصابة بمرض السرضان أو حرق لخلايا الجلد أي أنها اشعة خطيرة على الخلايا الحية، وللحماية منها حين استخدامها في أحد التطبيقات سابقة الذكر يستخدم جدار حاجز من الرصاص حيث أن الرصاص اكثر المواد امتصاصاً لهذه الاشعة.
كما ان الغلاف الجوي يحمي الكرة الارضية من هذه الاشعة المنبعثة من الشمس أو النجوم حيث يقوم بامتصاصها قبل وصولها إلى سطح الأرض وخطورة ثقب الأوزون تكمن من وجود ثغرة يمكن لهذه الاشعة النفاذ منها إلى سطح الأرض.
ماذا يمكن أن نرى بواسطة اشعة اكس؟
العديد من مكونات الكون مثل الشمس والنجوم والمجرات والثقوب السوداء والنجوم الوامضة تصدر اشعة اكس. ولهذا تم ارسال اقمار اصطناعية بها مراصد حساسة لاشعة اكس وتلتقط صور مبنية علي اسعة اكس المنبعثة من تلك الأجسام، وفي الجدول التالي بعض لهذه الصور.
صورة توضح ثقب اسود تصل درجة حرارته إلى مليون درجة مئوية يبعث اشعة اكس.
والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته
نظرية ماكسويل Maxwell's Theory :
التغير في المجال الكهربي يولد مجالاً مغناطيسياً.
أن التغير في المجال الكهربي ينتج عنه مجال مغناطيسي مستحث ، سواء في المواد الموصلة أو المواد العازلة
(الزجاج، الهواء، الفراغ) ومتجه المجال المغناطيسي المتولد بالحث متعامد على متجه المجال المغناطيسي، ومقداره يعتمد على معدل وموقع المجال الكهربي المتغير.
التغير في المجال المغناطيس يولد مجالاً كهربياً.
المجال الكهربي المستحث يتعامد مع متجه المجال المغناطيسي، ومقداره يعتمد على معدل وموقع المجال المغناطيسي المتغير.
منشأ الموجات الكهرومغناطيسية Generation of Electromagnetic wave:
تنشأ الموجات الكهرومغناطيسية عن طريق تسخين الذرات مما يؤدي إلى اهتزاز الإلكترونات،وينتج عن هذه الإلكترونات المهتزة مجال كهربي متغير يتولد مجالا مغناطيسيا مستحث في النقطة المجاورة وتبعا لنظرية ماكسويل،ينتج عن هذا المجال المغناطيسي مجالا كهربيا مستحثا في النقطة المجاورة، وهكذا ينتشر الاضطراب من نقطة إلى أخرى عن طرق التغير المتناوب للمجالين الكهربي والمغناطيسي.
الطيف الكهرومغناطيسي Electromagnetic Spectrum :
يتكون الطيف الكهرومغناطيسي من موجات كهرومغناطيسية يتراوح طولها الموجي بين أطوال موجية قصيرة إلى أطوال موجية طويلة جداً.
موجات الراديو والتلفزيون(Radio , TV Waves )
طولها الموجي كبير يصل إلى 1.5 كيلومتر أو أكثر.
موجات المايكروويف (Microwaves )
طولها الموجي كبير أيضا ، وتستخدم في الاتصالات وأغرض الطبخ.
الأشعة تحت الحمراء(Infrared )
تنتج عن التسخين،وهذه الأشعة بالكاد تكون مرئية.
الضوء المرئي (Visible Light )
تحتل هذه الأشعة جزءا بسيطا من الطيف الكهرومغناطيسي، ويتراوح طولها الموجي بين( 400- 700 ) نانومتر ويمكن للعين البشرية التحسس بها ورؤيتها.
الأشعة فوق البنفسجية (Ultraviolet )
توجد بنسب عالية في أشعة الشمس.
أشعة اكس (x-rays )
تستخدم هذه الأشعة في الأغراض الطبية لقدرتها على احترام الأجسام.
أشعة جاما ( Gamma rays )
وهي أشعة خطرة تنتج عن التفاعلات النووية والانشطارات الذرية،وطولها الموجي قصير جداً.
[align=center:706a6b1759][/align:706a6b1759]
انا راح أبدأ عن أشعة جاما.
واتمنى من الكل المشاركة.
[align=center:706a6b1759]أشعة جاما.
Gamma-rays[/align:706a6b1759]
[align=center:706a6b1759][/align:706a6b1759]
[align=center:706a6b1759]Wavelength: 3 x 10-11 m and down[/align:706a6b1759]
اكتشفت اشعة جاما بواسطة العالم الفرنسي فيلارد Villard في العام 1990. هذه الاشعة ذات الطول الموجي الاقصر في الطيف الكهرومغناطيسي وذات الطاقة الأعلى وذلك لأنها تنتج من التصادمات النووية وكذلك من العناصر المشعة. وكما هو الحال في انتاج اشعة اكس تم تعجيل الالكترونات في فرق جهد عالي هنا يتم تعجيل الأنوية بطاقة عالية جداً باستخدام المعجلات مثل السيكلترون cyclotron والسنكلترون synchrotron.
في الطبيعة تنتج اشعة جاما من الشمس نتيجة للتفاعلات النووية وتصل طاقة اشعة جاما إلى مليون الكترون فولت. وتعتبر المجرات السماوية والنجوم المنتشرة في الفضاء من مصادر اشعة اكس. ويعمل علماء الفلك على دراسة هذه الاشعة بواسطة مراصد مخصصة لهذا الغرض لفهم اسرار هذا الكون. كما ان العناصر المشعة مثل ليورانيوم تنتج أشعة جاما باستمرار.
تقطع اشعة جاما مسافات فلكية في الفضاء وتمتص هذه الاشعة فقط عند اصطدامها بالغلاف الجوي للكرة الأرضية. وبهذا يشكل الغلاف الجوي حماية للمخلوقات الحية من هذه الاشعة المدمرة وفي الشكل التوضيحي يبين تأثير الغلاف الجوي للأرض على الطيف الكهرومغناطيسي. نلاحظ أن الاشعة المرئية فقط هي التي تعبر الغلاف الجوي بينما الأطوال الموجية الأقصر تمنع من الوصول لسطح الأرض وذلك لأنها تمتص بواسطة طبقة الأوزون في الغلاف الجوي.
تطبيقات اشعة جاما
الطب:
تستخدم اشعة جاما في الطب لقتل الخلايا المتسرطنة ومنعها من النمو. حيث تنفذ اشعة جاما في الجلد وتعمل على تأيين الخلايا وهذا يسبب قتل تلك الخلايا.
الصناعة:
تستخدم اشعة جاما في الصناعة لفحص انابيب البترول واكتشاف نقاط الضعف فيها. حيث تستخدم اشعة جاما في تصوير هذه الانابيب بتسليط اشعة جاما على الانابيب ويوضع فيلم حساس خلف الانابيب وتتكون صورة الظل على الفيلم حيث تظهر مناطق الضعف بصورة مميزة مثل تصوير عظم الانسان بواسطة اشعة اكس. كما تستخدم اشعة جاما في تخليص المواد الغذائية المصنعة من الجراثيم والباكتيريا وغيره. وتستخدم اشعة جاما في المفاعلات والقنابل النووية.
العلوم:
تستخدم اشعة جاما في تطوير المفاعلات والقنابل النووية والتجارب العلمية لكشف اسرار النواة.
[align=center:706a6b1759]خطورة اشعة جاما والحماية منها[/align:706a6b1759]
التعرض لأشعة جاما يسبب تأيين للخلايا البشرية وتتسبب بصورة رئيسية في الإصابة بالسرطان. ولوقاية الاشخاص الذين يعملون في مجال اشعة جاما يستخدم حاجز سمكه 1سم من الرصاص حيث ان له أكبر معامل امتصاص لهذه الاشعة.
ماذا يمكن أن نرى بواسطة اشعة جاما؟
إن الرؤيا بواسطة مراصد تعمل باشعة جاما يتعطينا صورة لما يحدث في اعماق المجرات والنجوم والأجرام السماوية، حيث يطمح علماء الفلك من دراسة طيف اشعة جاما المنبعثة من تلك الأجسام فتح افاق جديد في الفيزياء والتحقق من النظريات التي تفسر نشأة الكون.
اكتشفت اشعة اكس عام 1895 بواسطة العالم الألماني وليام رونتجين Wilhelm Roentgen. حيث قام العالم رونتجين بقذف شعاع الكتروني ذو طاقة حركة عالية خلال تعجيلها في فرق جهد كبير يصل إلى 30000 فولت في انبوبة زجاجية مفرغة من الهواء. عند اصطدام الالكترونات المعجلة بزجاج الأنبوبة المفرغة لاحظ رونتجين توهج واضح على شاشة فوسفورية مثبتة على مسافة قصيرة من . هذا التوهج استمر حتى حين وضع لوح خشبي بين الأنبوبة المفرغة والشاشة الفوسفورية. استنتج رونتجين ان هناك اشعة قوية تنبعث من هذه الأنبوبة وقد اطلق رونتجين على هذه الأشعة باشعة x حيث أنه لم يكن يعلم بعد عن خصائصها. وفي المانيا يطلق عليها باسم اشعة رونتجين.
أشعة أكس
تنتج اشعة اكس عندما تفقد الالكترونات طاقتها فجأة عند اصطدامها بذرات اخرى. الجهاز الذي ينتج اشعة اكس يعمل على تعجيل الالكترونات المنبعثة من فتيلة إلى سرعات عالية لتصطدم بمعدن يسمى الهدف Target. وعندما تعطي الالكترونات المعجلة جزء من طاقتها إلى ذرات المعدن لاثارته والجزء الباقي ينبعث على صورة اشعة كهرومغناطيسية (اشعة اكس).
[align=center][/align:a20088bb99]
بعد دراسة طيف اشعة اكس وتحليله تبين أن له طول موجي أقصر من الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية وهذا يعني أن طاقتها أكبر. ولهذا السبب تستطيع اشعة اكس من اختراق جسم الانسان ولكنها لاتخترق العظم ولهذا استخدمت في تصوير العظام حيث بوضع فيلم حساس لاشعة اكس خلف ساق شخص ما وتسليط اشعة اكس لفترة زمنية قصيرة على الجانب الأخر من الساق يمكن تصوير ظل اشعة اكس على الفيلم ورؤية صورة واضحة لشكل العظم.
واذا افترضنا ان أعيننا يمكن ان ترى في مدى ترددات اشعة اكس فإن الصورة التي سنرها ستكون شبيهة بتلك التي تأخذ في المستشفى.!!!!
تطبيقات اشعة اكس
الطب:
من خصائص اشعة اكس عند تسليطها على جسم الانسان لفترة زمنية متناهية في القصر يمكن تصور العظام حيث انها تنفذ من الجلد ولا تنفذ من العظم وبهذا تستخدم في تشخيص الكسور التي قد تصيب العظام.
الصناعة:
تستخدم اشعة اكس في الصناعة لفحص المواد المستخدمة في التصنيع والتأكد من جودتها، وكذلك في مراقبة الامتعة في المطارات.
العلوم:
تستخدم اشعة اكس في الابحاث العلمية لدراسة التركيب البلوري للمواد ولمعرفة المواد الداخلة في تركيب مادة مجهولة مثل كشف المواد المكونة للخليط الذي استخدمه الفراعنة في التحنيط.
خطورة اشعة اكس والحماية منها
بالرغم من الاستخدامات العديدة لاشعة اكس فإن التعرض لها اكثر من اللازم يؤدي إلى الاصابة بمرض السرضان أو حرق لخلايا الجلد أي أنها اشعة خطيرة على الخلايا الحية، وللحماية منها حين استخدامها في أحد التطبيقات سابقة الذكر يستخدم جدار حاجز من الرصاص حيث أن الرصاص اكثر المواد امتصاصاً لهذه الاشعة.
كما ان الغلاف الجوي يحمي الكرة الارضية من هذه الاشعة المنبعثة من الشمس أو النجوم حيث يقوم بامتصاصها قبل وصولها إلى سطح الأرض وخطورة ثقب الأوزون تكمن من وجود ثغرة يمكن لهذه الاشعة النفاذ منها إلى سطح الأرض.
ماذا يمكن أن نرى بواسطة اشعة اكس؟
العديد من مكونات الكون مثل الشمس والنجوم والمجرات والثقوب السوداء والنجوم الوامضة تصدر اشعة اكس. ولهذا تم ارسال اقمار اصطناعية بها مراصد حساسة لاشعة اكس وتلتقط صور مبنية علي اسعة اكس المنبعثة من تلك الأجسام، وفي الجدول التالي بعض لهذه الصور.
صورة توضح ثقب اسود تصل درجة حرارته إلى مليون درجة مئوية يبعث اشعة اكس.