(2-4) الفصل الثاني

الاتصالات

(1-2-4) مقدمة :

يعتبر جهازا الراديو والتلفزيون من أهم وسائل المعرفة الحديثة المنتشرة في المنازل فهو ينقل إلينا أخبار العالم عبر نشرات الأخبار . وينقل إلينا البرامج المسلية المختلفة . فمم تتركب هذه الأجهزة وكيف تنقل إلينا الأخبار من الإذاعات المختلفة لتصل لأجهزتنا في المنازل ؟ وسنبدأ أولا بمحاولة تعريف الوسيط الذي ينقل إلينا البرامج المختلفة عبر الفضاء والذي يسمى بالموجات "الكهربية المغنطيسية" وعند دمج الكلمتين معا تصبح الموجات الكهرومغناطيسية. فما هي هذه الموجات الكهرومغنطيسية ؟ وكيف تحمل إلينا الصوت والصورة ؟

(2-2-4) الموجات الكهرومغنطيسية :

لقد علمنا في الباب الثالث أن التيار المار في سلك يولد حول السلك مجالا مغناطيسيا يكون عموديا على إتجاه التيار في السلك وبما أن التيارفي السلك هو في الواقع الكترونا ت متحركة وأن كل إلكترون هو عبارة عن شحنة ويوجد دائما حول أي شحنة مجال كهربي. لذلك فإن الالكترونات المتذبذبة في سلك تولد تلقائيا مجالين حول السلك أحدهما كهربي والآخر مغناطيسي عمودي على الكهربي وتكون هذه المجالات في شكل موجات هي الموجات الكهرومغنطيسية ( انظر شكل (4-13) ) .

ملاحظة تصحيح (ليست من الكتاب): المقصود «الكترونات متحركة» (فصل مطبعي في الأصل).

الشكل (4-13) : تولد الموجات الكهرومغنطيسية .

فالموجات الكهرومغناطيسية هي عبارة عن مجال كهربي في شكل موجات يتعامد عليه مجال مغنطيسي في شكل موجات أيضاً وتنتشر هذه الموجات في الإتجاه العمودي على المجالين كما بالشكل (4-14) أي انها موجات مستعرضة .

الشكل (4-14) : الموجات الكهرومغنطيسية .

ويمكن فهم تولد هذه الموجات على ضوء العلاقة بين الكهربية والمغنطيسية. فعندما يمر تيار متذبذب في سلك فإنه يولد مجالاً مغنطيسياً متذبذباً وهذا بدوره يولد مجالاً كهربياً متذبذباً في المنطقة المجاورة له ليتولد مجال مغنطيسي مرة أخرى . وهكذا يستمر تولد سلسلة من المجالات الكهربية والمغنطيسية المتعامدة التي تكون في شكل موجات كهرومغنطيسية . وقد تمكن العالم الاسكتلندي " ماكسويل "في الربع الأخير من القرن التاسع عشر من بناء نظرية رياضية تربط بين المجالين الكهربي والمغنطيسي . وقد تنبأ "ماكسويل" بوجود موجات كهرومغنطيسية تنتشر بنفس سرعة الضوء مما حمله على الاعتقاد بأن الضوء هو نفسه موجات كهرومغنطيسية وهو ما تم إثباته فيما بعد . وتخضع الموجات الكهرومغنطيسية لقوانين الموجات . فسرعة الموجة ع تساوي طول الموجة ( $\lambda$ ) مضروباً في ترددها (ذ) . أي أن :

وتكون سرعة هذه الموجات الكهرومغنطيسية ثابتة في الفراغ والهواء وتساوي $3 \times 10^{8}$ متراث وهى سرعة الضوء المعروفة وتقل سرعة هذه

ملاحظة تصحيح (ليست من الكتاب): المقصود «م/ث» أو «متر/ث».

الموجات عند دخولها في أي وسط مادي مثل الزجاج أو الماء أو غيره وذلك بسبب تغير الطول الموجي $\lambda$ بينما يظل تردد هذه الموجات ثابتاً .