للموجات الكهرومغناطيسية استخدامات عديدة و هي تعتبر من سمات عصرنا الحديث. فاجهزة التليفزيون و الراديو والتليفونات المحمولة تعتمد كلها على الموجات الكهرومغناطيسية.

و الموجات الكهرومغناطيسية كما هو الاسم عبارة عن موجات تنتشر بسرعة الضوء واللتي تبلغ 300 الف كيلومتر في الثانية الواحدة تقريبا ولكن هذه الموجات ليست موجات ميكانيكية كالصوت ولكنها نوع اخر من الموجات. فالموجات الميكانيكية تعتمد على الصفات الميكانيكية لوسط ما من اجل ان تنتشر. فما هي الصفات الميكانيكية؟ الميكانيكا هي علم الحركة والقوي. ولذلك فالموجات الميكانيكية تعتمد في انتشارها على حركة مكونات او جزيئات وسط الانتشار  كما تعتمد ايضا على القوى اللتي يمكن ان يتم نقلها في خلال هذا الوسط. وهناك نوعات اساسيان من القوي: قوي الضغط و قوي القص. ونعلم مثلا ان الهواء  يتحمل قوي الضغط لذلك نشعر بالمقاومة عند نفخ اطار  دراجة او شئ مشابه. لكن الهواء لا يستطيع ان يتحمل قوي القص. ولهذا فان الصوت عبارة عن موجات طولية تعتمد على ضغط وتخلخل الهواء. بينما لا يستطيع الهواء نقل الموجات العرضية اللتي تشترط القدرة على نقل قوي القص.

نعود للموجات الكهرومغناطيسية  فهي لا تحتاج للخواص الميكانيكية لوسط ما من اجل الانتشار. فعند انتشار الضوء في الماء او الهواء فلا تتحرك او تهتز جزيئات الماء او الهواء بأي صورة من الصور. اذن ما اللذي يتغير بالظبط عند الموجات الكهرومغناطيسية؟ وما هو وسط الانتشار؟ الموجات الكهرومغناطيسية لا تحتاج لوسط مادي للأنتشار. بل على العكس قد يكون هذا الوسط عائقا لانتشار الموجات فيمتصها او يعكسها. والسؤال عن وسط انتشار الموجات الكهرومغناطيسية يتطلب الاجابة على سؤال مالذي يهتز بالظبط عند الموجات الكهرومغناطيسية. فمفهوم موجة يعني ان هناك حالتين يتم التأرجح بينهما. فمثلا موجات الماء تتأرجح بين حالتين: هما القمم و القيعان, وفي حالة الصوت نجد ان الحالتين هما التضاغط والتخلخل داخل الهواء؟فما هما الحالتان في حالة الموجات الكهرممغناطيسية؟

الموجات الكهرومغناطيسية عبارة عن مجال كهربائي او مغناطيسي متغير. هذا المجال يولد مجال اخر متغير مخالف له في النوع. اي اذا كان المجال مغناطيسي فهو يولد مجال كهربائي. واذا كان المجال كهربائي فهو يولد مجال مغناطيسي وتستمر هذه العملية الى مالا نهاية. كما انك اذا القيت حجرا في المحيط لانتشرت الموجة المائية حول الكرة الارضية. والمجال الكهربائي او المغناطيسي او اي مجال اخر هو خاصية من خواص المكان. فالوسط اللازم لانتشار الموجات الكهرومغناطيسية هو المكان نفسه!

فما هي اذن اعضاء عائلة الموجات الكهرومغناطيسية ؟ قبل الاجابة على هذا السؤال تجدر الاشارة الى  ان الموجات الكهرومغناطيسية كأي موجة يتم توصيفها باستخدام التردد وهو عدد الاهتزازات الكاملة في الثانية الواحدة او الطول الموجي وهو طول اهتزازة كاملة. والتردد والطول الموجي هما صفتان متعاكستان. فاذا كان الطول الموجي كيبرا كان التردد صغيرا واذا كان الطول الموجي صغيرا كان التردد كبيرا. وهناك ايضا شئ جدير بالذكر وهو انه كلما كان التردد قليلا والطول الموجي كيبرا كلما كانت طاقة هذه الاهتزازة صغيرة والعكس صحيح.

فلنتعرف الان على عناصر هذه العائلة من العناصر الاقل طاقة الي العناصر الاعلى طاقة:

اطياف الموجات الكهرومغناطيسية

1 موجات الراديو و هي اقل الموجات ترددا فترددها اقل من 300 ميجا هيرتز اما طولها الموجي فيتراوج بين   1 متر و حتي اطول بكثير من 100 كيلومتر وهذه الموجات من قصيرة ومتوسطة وطويلة  هي اللتي تستخدم في ميادين الراديو و التليفزيون

2 موجات الميكروويف ترددها يتراوح بين 300ميجا هيرتز و 300 جيجا هيرتز اما طولها الموجي فيتراوح  بين 1 ميللي متر و وواحد متر وهي تستخدم في  التسخين باستخدام افران سريعة التسخين الميكروويف

3 الاشعة تحت الحمراء ترددها يتراوح بين 300 جيجا و 400 تيرا هيرتز اما طولها الموجي يتراوح بين 1مم و 780 نانو متر . وتستخدم في مناظير الرؤية الليلية

4 الضوء المنظور وهو الجزء من الموجات الكهرومغناطيسية واللذي تشعر به العين البشرية وحسب الطاقة الموجودة في هذه  الموجات تقرق العين بين اللون الاحمر وهو اقل الالوان ترددا وطاقة واللون الازرق وهو اعلى الالوان  ترددا و طاقة مرورا بما بينهما من كافة الالوان الاخري ويبلغ الطول الموجي للضوء المنظور من 400 الي 780 نانومتر فقط. اي انه حيز ضيق جدا من الموجات الكهرومغناطيسية. اما تردده يتراوح بين 400 و800 تيرا هيرتز

5 الموجات فوق البنفسجية وترددها يتراوح بين 800 تيرا هيرتز و 300 بيتا هيرتز اما طولها الموجي فيتراوح بين 400 نانومتر و 1 نانومتر . وهذه الموجات ذات طاقة عالية وهي مضرة للخلايا البشرية وتستخدم هذه الموجات في عمليات التعقيم وقتل البكتريا

6 اشعة اكس وهي اشعة ذات تردد وطاقة عاليتان تخترقان الخلايا البشرية و لا توقفها الا العظام  او الاجزاء الصلبة في الجسم ولذلك تستخدم هذه الموجات في عمل صور الاشعة. ولا يوصي بالتعرض لهذه الموجات الا للضرورة الطبية القصوي وترددها يتراوح بين 300 بيتا هيرتز و 300 اكسا هيرتز. اما طولها الموجي فيتراوح بين 1 نانومتر و 1 بيكومتر

7 اشعة جاما وهي اعلى الموجات طاقة وتردد واصغرها طول موجي وهي اشعة قاتلة لللانسان تخرج في التفاعلات و التفحيرات النووية ومن بعض المواد المشعة. وتردد اشعة جاما اعلي من 1 اكسا هيرتز اما طولها الموجي فاقل من 1 بيكومتر