Introduction to Electromagnetic Waves especially Light

1. ‫الضوء‬
‫الضوء‬‫موجة‬ ‫عن‬ ‫عبارة‬‫كهرومغناطيسية‬
‫الموجات‬‫المغناطيسية‬
.‫طريق‬ ‫عن‬ ‫عام‬ ‫بوجه‬ ‫الموجة‬ ‫علي‬ ‫التعرف‬ ‫يتم‬6‫وهي‬ ‫لها‬ ‫مميزة‬ ‫خصائص‬:
‫اإلستقطاب‬ ‫ـ‬ ‫التداخل‬ ‫ـ‬ ‫اإلنحراف‬ ‫ـ‬ ‫التشتت‬ ‫ـ‬ ‫اإلنكسار‬ ‫ـ‬ ‫اإلنعكاس‬
(‫عام‬ ‫بوجه‬ ‫موجة‬ ‫فهو‬ ‫لذلك‬ ً‫ا‬‫مع‬ ‫الخواص‬ ‫هذه‬ ‫كل‬ ‫يمتلك‬ ‫والضوء‬)
.‫مرئي‬ ‫يكون‬ ‫بعضها‬ ً‫ا‬‫كهرومغناطيسي‬ ً‫ا‬‫إشعاع‬ ‫تصدر‬ ‫الكهرومغناطيسية‬ ‫الموجات‬
‫مثل‬ ‫المجردة‬ ‫للعين‬ ‫بالنسبة‬(‫الضوء‬)‫غير‬ ‫اآلخر‬ ‫والبعض‬‫مرئي‬
(‫موجة‬ ً‫ا‬‫أيض‬ ‫الضوء‬ ‫يعتبر‬ ‫لذلك‬‫كهرومغناطيسية‬)
-‫خصائص‬ ‫هي‬ ‫ما‬ ً‫ا‬‫إذ‬‫؟‬ ‫الكهرومغناطيسة‬ ‫الموجات‬
1

2. ‫التالي‬ ‫منها‬ ‫نذكر‬ ‫معينة‬ ‫خصائص‬ ‫الكهرومغناطيسية‬ ‫وللموجات‬:-
1-‫تساو‬ ‫ثابتة‬ ‫بسرعة‬ ‫الفراغ‬ ‫في‬ ‫تنتشر‬ ‫الكهرومغناطيسية‬ ‫الموجات‬‫ي‬
3 × 108‫متر‬/‫ثانية‬
2-‫أو‬ ‫الكهربائية‬ ‫بالمجاالت‬ ‫تتأثر‬ ‫ال‬‫المغناطيسية‬
3-‫الكهرومغناطيسية‬ ‫الموجات‬‫تنتشر‬‫خطوط‬ ‫في‬‫وتخضع‬ ‫مستقيمة‬‫لل‬‫خصائص‬
‫الحيود‬ ‫حيث‬ ‫من‬ ‫الموجية‬‫والتداخل‬
4-‫قابلة‬ ‫مستعرضة‬ ‫موجات‬ ‫الكهرومغناطيسية‬ ‫الموجات‬‫لإلستقطاب‬
‫ومن‬‫أنواع‬‫اإلشارات‬‫الكهرومغناطيسية‬‫هي‬‫اإلشارات‬‫الراديوية‬،‫اآلشعة‬‫فوق‬
‫البنفسجية‬،‫اآلشعة‬‫تحت‬‫الحمراء‬،(‫الضوء‬‫المرئي‬)،‫اآلشعة‬‫السينية‬‫مث‬‫ل‬(X-
Rays & Gama-Rays)،‫كل‬‫نوع‬‫من‬‫هذه‬‫اآلشعة‬‫يحتل‬‫جزء‬‫معين‬‫من‬
‫مصطلح‬‫يسمى‬‫بالطيف‬‫الكهرومغناطيسي‬Electromagnetic Spectrum.
2

3. • ‫موجة‬ ‫كـ‬ ‫الضوء‬ ‫طبيعة‬Light as a wave
• ‫الكعرومغناطيسي‬ ‫اإلشعاع‬&‫الكهرومغناطيسية‬ ‫الموجات‬
Electromagnetic radiation
and electromagnetic
waves
• ‫الكهرومغناطيسي‬ ‫الطيف‬ ‫و‬ ‫الضوء‬
Light and the
electromagnetic spectrum
• ‫الموجة‬ ‫مصطلحات‬Wave terminology
• ‫دوبلر‬ ‫تأثير‬Doppler effect
3

4.  A wave is just a disturbance
in some medium (water, air,
space)
‫الموجة‬‫في‬ ‫اضطراب‬ ‫مجرد‬ ‫هي‬‫بعض‬‫جزيئات‬
‫الوسط‬(‫والفضاء‬ ‫والهواء‬ ‫الماء‬)
 A wave travels through a
medium but does not
transport material
‫ال‬ ‫ولكنها‬ ‫وسط‬ ‫عبر‬ ‫تسافر‬ ‫الموجة‬‫المواد‬ ‫تعبر‬
 A wave can carry both
energy and information
‫بإمكانها‬ ‫الموجة‬‫الطاقة‬ ‫من‬ ‫كل‬ ‫تحمل‬ ‫أن‬
‫والمعلومات‬

5. 5
Light is a
wave, or
rather acts
like a wave.
How do we know?
• Reflection ‫اإلنعكاس‬
• Refraction ‫اإلنكسار‬
• Dispersion ‫التشتت‬
• Diffraction ‫اإلنحراف‬
• Interference ‫التشوش‬
• Polarization ‫اإلستقطاب‬

6. 6
 Electromagnetic waves are everywhere
‫مكان‬ ‫كل‬ ‫في‬ ‫موجودة‬ ‫الكهرومغناطيسية‬ ‫الموجات‬
 Light is only a small part of them
‫منها‬ ‫فقط‬ ‫صغير‬ ‫جزء‬ ‫هو‬ ‫الضوء‬
- Another EX.
Radios ‫الراديو‬
TV ‫التليفزيون‬
Microwaves ‫المايكرويف‬
Light (Visible/UV/Infrared)
‫الضوء‬(‫المرئي‬‫بنفسجي‬ ‫الفوق‬‫الحمراء‬ ‫تحت‬)
Radiation ‫اإلشعاع‬
Lasers ‫الليزر‬
CD ‫الصلبة‬ ‫األقراص‬
X-Rays ‫إكس‬ ‫آشعة‬

8. 8

9.  Wavelength ‫الموجي‬ ‫الطول‬ λ: Distance between two like points on the wave
‫بين‬ ‫المسافة‬‫متماثلتين‬ ‫نقطتين‬ ‫كل‬‫الموجة‬ ‫على‬
 Amplitude ‫:السعة‬ The maximum height that wave reaches
‫الموجة‬ ‫إليه‬ ‫تصل‬ ‫إرتفاع‬ ‫أقصي‬
 Period ‫الدوري‬ ‫الزمن‬ T: The amount of time required for one wavelength to
pass
‫واحد‬ ‫موجي‬ ‫طول‬ ‫لتمرير‬ ‫المطلوب‬ ‫الوقت‬ ‫مقدار‬
 Frequency ‫التردد‬ F: The number of waves passing in a given amount of time
‫الوقت‬ ‫من‬ ‫معينة‬ ‫كمية‬ ‫في‬ ‫تمر‬ ‫التي‬ ‫الموجات‬ ‫عدد‬

10.  From the definitions we can relate the properties of a wave to one
another :-
 Frequency is usually expressed in the unit of Hertz
‫هيرتز‬ ‫وحدة‬ ‫في‬ ‫التردد‬ ‫عن‬ ‫التعبير‬ ‫يتم‬ ‫ما‬ ‫عادة‬
 This unit is named after a German scientist who studied Radio Waves
‫ُميت‬‫س‬‫الوحدة‬ ‫هذه‬‫قام‬ ‫بعدما‬‫ألماني‬ ‫عالم‬‫بدراسة‬‫الراديو‬ ‫موجات‬
 For example :- If a wave has a period of 10 seconds, the frequency of the
wave would be
𝟏
𝟏𝟎
Hz or 0.1 Hz
 Note :- Light is always travelling at the same speed (c ≈ 3 x 108 m/s)
‫السرعة‬ ‫نفس‬ ‫بـ‬ ً‫ا‬‫دائم‬ ‫يسافر‬ ‫الضوء‬300000000‫متر‬‫ث‬
 Remember : velocity = wavelength x frequency (λ×F)
‫الموجة‬ ‫سرعة‬=‫التردد‬×‫الموجي‬ ‫الطول‬
s
Hz
1


11. The motion of an object can be measured through a change in the frequency of the waves
emitted by the object
‫الجسم‬ ‫من‬ ‫المنبعثة‬ ‫الموجات‬ ‫تردد‬ ‫تغيير‬ ‫خالل‬ ‫من‬ ‫األشياء‬ ‫حركة‬ ‫قياس‬ ‫ويمكن‬
The increase in pitch of an approaching police car is caused by the compression of the
sound wave at example
‫المثال‬ ‫في‬ ‫الصوتية‬ ‫الموجة‬ ‫ضغط‬ ‫من‬ ‫تقترب‬ ‫الشرطة‬ ‫سيارة‬ ‫حرارة‬ ‫درجة‬ ‫في‬ ‫زيادة‬ ‫إلى‬ ‫ذلك‬ ‫ويرجع‬

12.  In astronomy, the same
effect happens to light
waves
‫في‬‫علم‬، ‫الفلك‬‫التأثير‬ ‫نفس‬ ‫يحدث‬‫لموجات‬
‫الضوء‬
 A source that is moving
away will appear redder
(red shift)
‫المصدرالذي‬‫أحمر‬ ‫سيظهر‬ ‫بعيدا‬ ‫يظهر‬
(‫األحمر‬ ‫التحول‬)
 A source that is moving
toward us will appear
bluer (blue shift)
‫سيظهر‬‫يتحرك‬ ‫الذي‬ ‫المصدر‬‫نحونا‬‫أزرق‬
(‫األزرق‬ ‫التحول‬)
 Note :- Only objects
moving toward or away
from us (radial motion)
will show this effect
‫فقط‬‫التي‬ ‫األشياء‬‫تتحرك‬‫نحونا‬‫بعيدا‬ ‫أو‬‫عن‬‫ا‬
(‫حركة‬‫إشعاعية‬)‫سوف‬‫ظهر‬ُ‫ت‬‫التأثير‬ ‫هذا‬