الأمواج الكهرطيسيّة المستقرّة

تجربة الحاجز المعدنيّ

في نشاط الكتاب، الصفحة 172، هوائيٌّ مرسل في محرق عاكسٍ بشكل قطعٍ مكافئٍ دورانيّ، وأمامه حاجزٌ معدنيّ مستوٍ ناقل يبعد عنه بعداً مناسباً وعموديٌّ على منحى الانتشار. تسير الموجة نحو الحاجز وتنعكس عليه.

تذكّر: «تتألّفُ الموجةُ الكهرطيسيّةُ المُستوِيةُ من حقلَين مُتعامدَين: حقلٍ كهربائيّ $\vec{E}$ وحقلٍ مغناطيسيّ $\vec{B}$.» و«عندما تُلاقي الأمواجُ الكهرطيسيّةُ الواردةُ حاجزاً معدنيّاً ناقلاً مُستوياً عموديّاً على مَنحى الانتشار، ويبعدُ عن الهوائيّ المُرسِل بُعداً مُناسباً، تنعكسُ عنه وتتداخلُ الأمواجُ الكهرطيسيّةُ الواردةُ معَ الأمواجِ الكهرطيسيّةِ المُنعكسة لتؤلّفَ أمواجاً كهرطيسيّةً مُستقِرّة.» الكتاب، الصفحة 173.

الكشف عن الحقلين

نكشف عن الحقل الكهربائيّ $\vec{E}$ بهوائيٍّ مستقبل نضعه موازياً للهوائيّ المرسل، يمكن تغيير طوله، ونصل طرفيه براسم اهتزازٍ مهبطيّ. نغيّر طوله حتّى يرتسم على الشاشة خطٌّ بيانيّ بسعةٍ عظمى، فيكون أصغر طولٍ له مساوياً ${\displaystyle \frac{\lambda }{2}}$. ونكشف عن الحقل المغناطيسيّ $\vec{B}$ بحلقةٍ نحاسيّة عموديّة عليه، فيتولّد فيها توتّرٌ نتيجة تغيّر التدفّق المغناطيسيّ الذي يجتازها. الكتاب، الصفحة 173.

تذكّر: حين ننقل الكاشفين بين الهوائيّ المرسل والحاجز، الكتاب، الصفحة 173: «توالي مُستوَياتِ العقد $N$ يدلُّ فيها الكاشفُ على دلالةٍ صُغرى ومستوياتٍ للبطون $A$ يدلُّ فيها الكاشفُ على دلالةٍ عُظمى مُتساوية الأبعادِ عن بعضِها، قيمتُها ${\displaystyle \frac{\lambda }{2}}$ بينَ كلِّ مُستويَين لهما الحالةُ الاهتزازيّةُ نفسُها.» و«مستوياتُ عقدِ الحقلِ الكهربائيّ هي مستوياتُ بطونٍ للحقلِ المغناطيسيّ وبالعكس.» و«الحاجزُ النّاقلُ المُستوي عقدةٌ للحقلِ الكهربائيّ وبطنٌ للحقلِ المغناطيسيّ.»

الطيف الكهرطيسيّ

«تتمتّعُ هذه الأمواجُ بطيفٍ واسعٍ من التّواتُرات يشملُ الأمواجَ الطّويلةَ مثلَ الأمواجِ الرّاديويّةِ والرّاداريّةِ والمكرويّةِ إلى الأمواجِ القصيرةِ مثلَ الضّوءِ المرئيّ والأشعّةِ السّينيّةِ وأشعّةِ غاما والأشعّةِ الكونيّة.» الكتاب، الصفحة 173. ويجمعها الكتاب في مخطّطٍ يُعرف بالطيف الكهرطيسيّ، الصفحة 174، والضوء المرئيّ جزءٌ صغيرٌ منه بين $\mathrm{4<!--\; -->0<!--\; -->0}\mathrm{n}\mathrm{m}$ و$\mathrm{7<!--\; -->0<!--\; -->0}\mathrm{n}\mathrm{m}$.