الموجات الكهرومغناطيسية

الموجات الكهرومغناطيسية و الطيف

يحتل موضوع الموجات الكهرومغناطيسية Electromagnetic waves و الطيف Spectrum وضعا خاصا بعد التقدم التكنولوجي الهائل في مجالي الإتصالات و الحاسب الآلي ، حيث يأتينا بين الحين و الآخر تحذيرات من الموجات الصادرة عن الأجهزة الحديثة و الكثير من الحديث حول أضرارها و يتشابه الحديث و كأن الموضوع حديث العهد . في الواقع إن الموجات الكهرومغناطيسية حولنا في كل مكان و من قديم الأزل ، منها ما هو طبيعي في الكون مثل الألوان و أشعة الشمس و غيرها و منها ما هو قديم بإختراعات قديمة مثل المحركات الكهربية أو المصابيح الكهربية أو الراديو . و من الصعب شرح الموضوع شرح واف في مقالة واحدة و لكني سوف أحاول الإختصار قدر إستطاعتي بهدف توضيح ماهي الموجات الكهرومغناطيسية و أين تقع أضرارها الحقيقية .
الرسم التالي يوضح ترددات الموجات الكهرومغناطيسية و طولها الموجي :



التيار الكهربي الثابت و التردد :
منذ إكتشاف الإنسان للكهرباء عن طريق توليدها من مصادر متعددة إلا أنها تتولد عن طريق الحث المغناطيسي Magnetic inductance و الذي يجعل التيار الكهربائي Electric Current يتولد و يسير عبر الأسلاك .
و هناك نوعين من التيارات الكهربية ، الأول هو تيار كهربي ثابت Direct Current (DC) و أحد مصادرة الهامة هي البطاريات الجافة مثل الذي تقوم بإستخدامها في الأجهزة الصغيرة و متواجدة بأشكال عديدة و أحجام عديدة . أو البطاريات السائلة مثل بطارية حمض الكبريتيك و ألواح الرصاص التي تستخدم في السيارات . و هذا التيار يعتبر حالة خاصة من النوع الأخر التيار المتردد و في هذه الحالة تردد يساوي صفر .
النوع الثاني تيار كهربائي متغير Alternative Current (AC) و هو التيار الكهربائي المتولد عبر مولدات الكهرباء سواء الضخمة في محطات الكهرباء أو حتى في المولدات Generators الصغيرة التي تركب على عجلات الدرجات و هي تعطي تيار كهربائي متراوح من عدة ألاف من الفولتات إلى عدة فولتات فقط . و أشهر إستخدامتنا لها هو التيار الكهربائي المنزلي و الذي يبلغ جهدة 220 فولت في كثير من البلدان مثل مصر و يبلغ في بلدان أخرى 110 فولت منها أمريكا و اليابان و هناك بعض البلدان تحتوي على النوعين مثل السعودية .
التيار الكهربائي المتغير له تردد و عادة يكون للتيار ذو جهد 220 فولت يبلغ 50 هيرتز و بالنسبة للبالغ جهدة 110 فولت يبلغ 60 هيرتز .
الهيرتز هي وحدة قياس التردد و تبلغ دورة واحدة في الثانية .
إذن أول نوع من الترددات الكهرومغناطيسية نعرفه جيدا هو تردد الكهرباء المنزلية 60 هيرتز أو 50 هيرتز .
الأصوات و قدرة الإنسان على السمع :
صوت الإنسان و نظامه السمعي يقع بين ترددات 20 هيرتز إلى 20 ألف هيرتز ( 20 كيلو هيرتز ) .. و هذا هو النظام السمعي في الإنسان السليم بطريقة مثالية و لكن عناية الله رحمت الكثيرين بأن قدرتهم السمعية ليس بكامل النطاق Band ، لأنه لو كان هناك من يسمع الترددات من 20 هيرتز ، مرورا بالترددات 50 و 60 هيرتز ، لما إستطاع النوم ، بسبب أنه يسمع مرور التيار الكهربائي عبر الأسلاك و في المصابيح الكهربية ، فهذه الترددات تقع في النطاق السمعي للإنسان السليم .
و فد إخترع الإنسان أجهزة كثيرة جدا تستخدم نطاقات مختلفة طبقا لإستخدامتها ، مثلا جهاز الهاتف يعمل من 400 هيرتز لإلى 4000 هيرتز و ذلك حرصا على نقل البيانات الهامة من خلال المحادثة التليفونية بغض النظر عن جودة نقل الصوت للمتحدثين . في حين أن أجهزة الترفيه المنزلية و ما تسمى بالهاي فاي High Fidelity (Hi-Fi) أي أجهزة عالية الأمانه فهي تعمل على النطاق السمعي الكامل من 20 هيرتز إلى 20 كيلوهيرتز .
أجهزة الراديو :
من المعروف أن المعادن و الفلزات موصلة جيدة للكهرباء خصوصا الذهب و النحاس ، و إن الهواء عازل جيد جدا للكهرباء .
و لذلك تسير الكهرباء في أسلاك معدنية و أغلبها نحاسية و في بعض التطبيقات الهامة يتم عمل الموصلات بالذهب لعدم فقد تيار كهربي من خلال مقاومة Impedance الموصل ، و من ضمن هذه التطبيقات المعالجات Microprocessors الخاصة بأجهزة الحاسب الآلي .