في عام 1820م تغيرت فكرة العلاقة بين قوى المغناطيس وقوى الكهرباء، وحدث ذلك عندما لاحظ هانز كريستيان أورستييد توليد المجال المغناطيسي بواسطة دائرة كهربائية عند فتحها أو إغلاقها.
عند إجراء بعض التجارب، لاحظت أن إبرة البوصلة تنحرف في اتجاه الشمال، مما يؤكد وجود علاقة بين الكهرباء والمغناطيس. في هذا الموضوع، سنتعرف على المجالات الكهربائية والمغناطيسية في الفضاء وأهميتها.
المجالات الكهربائية والمغناطيسية
تعرف هذه المجالات بمجالات الكهرومغناطيسية، وهي تعبر عن الطاقة التي تتولد نتيجة التأثير الفيزيائي للعلاقة بين طاقة الكهرباء وطاقة المغناطيس.
وتعتبر المجالات الكهربائية والمغناطيسية من أهم القوى الطبيعية المكونة من أربع قوى رئيسية، وهي (القوة الكهرومغناطيسية – القوة النووية الضعيفة – القوة النووية القوية – قوة الجاذبية).
شاهد أيضًا: قصة خيالية قصيرة عن القمر والفضاء
متى اُكتشف المجالات الكهربائية والمغناطيسية
تحدثنا سابقا عن اكتشاف هانز لتوليد التيار المغناطيسي بواسطة دائرة كهربائية في عام 1820م، ولكنه لم يتمكن من صياغة معادلة رياضية لذلك. وبعد ذلك، في عام 1873م، قام جيمس ماكسويل بكتابة رسالة علمية عن الطاقة الكهربائية والمغناطيسية.
يتم اكتشاف المجالات الكهربائية والمغناطيسية من قبل العديد من العلماء مثل (أندريه أمبير)، الذي وضع معادلة رياضية تصف قوى التيارات الكهربائية وقوى المغناطيس التي تنشأ بين سلكين يمر بهما التيار الكهربائي.
قام الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي فاراداي بالاكتشافات المتعلقة بالمكثفات الكهربائية والعلاقة بين الموجات الكهرومغناطيسية والضوء.
كما تمكن أول من اكتشف التكنولوجيا المتعلقة بالمحرك الكهربائي، والعالم هنريخ رودلف هيرتز الذي اشتهر بـ اكتشافه لموجات الراديو، وتم اكتشاف كل ذلك في القرن التاسع عشر.
منذ بداية القرن العشرين، بدأ العلماء في اكتشاف العديد من الأمور في مجالات الكهرباء والمغناطيسية، مثل نظرية الكم التي ساهمت في توسيع فهمنا للضوء وانتشاره ونقله على شكل موجة كهرومغناطيسية وتردد.
ساهمت أيضا في وضع قوانين لموجات الراديو ذات الترددات المنخفضة وترددات الضوء المرئي المتوسط وأشعة الأشعة السينية ذات التردد العالي وأشعة جاما ذات التردد العالي جدا.
أسماء الوحدات الكهرومغناطيسية
كما ذكر أن الطاقة الكهربائية والطاقة المغناطيسية لهما علاقة قوية ومترابطة، وتكون وحدتهما واحدة، فوحدة قياسها الكهربائية هي نفسها وحدة قياسها المغناطيسية، وتتجلى في:
- وحدة أمبير المخصصة لقياس تدفق التيار الكهربائي.
- وحدة كولوم الخاصة بقياس شحنة الكهرباء.
- الوحدة هنري الخاصة بقياس المحاثة.
- الوحدة فاراد الخاصة بقياس سعة الكهرباء.
- الوحدة أوم هي وحدة قياس مقاومة التيار الكهربائي في الجسم الموصل.
- وحدة الفولت المستخدمة لقياس فرق الجهد الكهربائي.
- الوحدة واط الخاصة بقياس قدرة الكهرباء.
- الوحدة تسلا الخاصة بقياس فيض المغناطيس.
- الوحدة ويبر الخاصة بقياس فيض المغناطيس.
أهمية المجالات الكهربائية والمغناطيسية واستخداماتها
تعتمد جميع الأجهزة الكهربائية الموجودة على وجه الأرض بشكل أساسي على المجالات الكهربائية والمغناطيسية، ومن أهم هذه المجالات التي تعود بالفائدة على البشرية هي:
شاهد أيضًا: معلومات عن الفضاء واسراره
مجال الإنارة
معروف أن الإنارة تعود بالفائدة على جميع سكان العالم، وحتى الضوء الساطع الناتج من الشمس ليس إلا موجات كهربائية ومغناطيسية.
مجالات الاتصال
يتمثل مجال الاتصال في العمل بالهاتف المحمول، والإنترنت، والقنوات الفضائية، والقنوات الأرضية، والراديو، فمثل هذه المجالات لا يمكن الاستغناء عنها أو الابتعاد عنها.
مجال التوليد للطاقة
جميع المولدات الكهربائية التي تعمل بوقود مختلف أو المولدات التي تعمل بالبخار، تعتمد جميعها على المبدأ الكهربائي الناتج عن المجال المغناطيسي المتحرك.
المجالات الطبية
تتمثل هذه الأجهزة في أجهزة مراكز الأشعة، والتي تلتقط صورا للأعضاء الداخلية في جسم الإنسان، وتعتمد جميع هذه الأجهزة بشكل كبير على المجالات الكهربائية والمغناطيسية.
المجالات العسكرية
وهذا يتعلق بعمل الرادار الذي يستخدمه القوات العسكرية، ويعتمد على الموجات والترددات الخاصة بالمجالات الكهرومغناطيسية، ويشمل أيضا توجيه الصواريخ باستخدام أشعة كهروضوئية، والتي تعتبر في الأساس موجات كهرومغناطيسية.
شاهد أيضًا: معلومات مبسطة عن الفضاء للأطفال
بعد أن تعرفنا على المجالات الكهربائية والمغناطيسية واستخداماتها المختلفة في حياتنا وفي الكون، ندعوكم لمشاركة هذا الموضوع عبر جميع وسائل التواصل الاجتماعي.
