هل موجات الراديو تنتقل في الفراغ؟

يتم استخدام موجات الراديو في عددٍ كبيرٍ من التطبيقات خلال الوقت الراهن، ويوضح هذا المقال بعضًا من أبرز خصائص الموجات المذكورة، بالإضافة إلى ذكر بعض تطبيقاتها وبيان سرعتها وأنواعها ونطاقاتها الترددية وأطوالها الموجيّة، كما أنه يُبيّن طريقة توليد التيار الكهربائي من الموجات الراديوية في المنزل أيضًا.

هل موجات الراديو تنتقل في الفراغ؟

تنتقل موجات الراديو في الفراغ خلافًا للموجات الصوتية وغيرها من أنواع الموجات التي تحتاج إلى وسط لتنتقل من خلاله، وتتميّز موجات الراديو بنطاقها العريض جدًا، كما أن سرعة هذه الموجات كبيرةٌ جدًا، ويتم استخدامها على نحوٍ واسعٍ في العديد من التطبيقات؛ أبرزها جهاز المذياع، وتُستخدم كذلك في الألعاب التي يتم التحكّم بها عن بُعد.

من هو مكتشف موجات الراديو؟

قام الأسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل بتمهيد الطريق لاكتشاف موجات الراديو؛ ذلك عندما طوّرَ نظرية موحّدة للكهرومغناطيسية خلال سبعينيات القرن التاسع عشر، ثم جاء الألماني هاينريش هيرتز وطبّق نظرية ماكسويل ليكتشف موجات الراديو ويُرسلها ويستقبلها بعد ذلك، وعُرفت وحدة تردد الموجات باسم هيرتز تكريمًا لهذا العالم الفيزيائي.

بماذا تختلف أنواع موجات الراديو عن بعضها؟

تختلف موجات الراديو عن بعضها البعض بخاصيتين أساسيتين؛ إحداهما نطاق الترددات، والأُخرى نطاق الطول الموجي، ويتم تصنيف موجات الراديو بناءً على هذه الخصائص إلى العديد من الفئات المُختلفة؛ هي: النطاق المنخفض بدرجاته والنطاق المتوسط، بالإضافة إلى النطاق العالي بدرجاته.

كيف يتم تصنيف نطاقات تردد موجات الراديو؟

يوضّح الجدول الآتي كافة تصنيفات نطاقات أنواع موجات الراديو المختلفة:

ما هي أبرز خصائص موجات الراديو؟

فيما يأتي بعضًا من أبرز خصائص موجات الراديو:

• نطاق موجات الراديو: تتمتع موجات الراديو بنطاق الطول الموجي الأوسع ضمن فئتها؛ حيث تبدأ أطوالها الموجية من 1 ملليمتر، وتصل إلى أكثر من 100 كم.
• ترددات موجات الراديو: على الرغم من الطول الموجي الأوسع لموجات الراديو؛ إلّا إنّها تتمتع بالنطاق الترددي الأقل؛ إذ إن نطاق تردد موجات الراديو يبدأ من 3,000 هيرتز ويصل إلى 3,000 جيجا هيرتز.
• الانتشار على سطح الأرض: تتميّز موجات الراديو بانتشارها على سطح الكرة الأرضية؛ ذلك لأنها تتبع السطح، وإذا انتشرت في الفضاء فإنها لا تتأثر بالأرض أو الغلاف الجوي.
• تشتت موجات الراديو: تتشتت موجات الراديو بفعل العديد من العوامل؛ أبرزها اضطراب التروبوسفير، وهي واحدةٌ من طبقات الغلاف الجوي، كذلك مسارات النيازك المُتأينة.

كم تبلغ سرعة موجات الراديو؟

تنتشر موجات الراديو بسرعة الضوء، هذا يعني أن سرعتها تبلغ 300,000,000 متر في الثانية الواحدة، وهي سرعةٌ فائقةٌ، كما أنها الحدّ الأعلى لقياس سرعة انتشار الإشارات، وتُعرف هذه السرعة كذلك باسم الثابت الكهرومغناطيسي، ولا يوجد شيء في الكون يمكنه السير أسرع من الضوء حسب نظرية آينشتاين النسبيّة التي تعتمد عليها كثيرٌ من التطبيقات في الفيزياء الحديثة.

ما هي أبرز استخدامات موجات الراديو؟

في مجال التلفاز والإذاعة يتم الاعتماد على موجات الراديو لإرسال الإشارات والترددات من محطات البث إلى المُستقبِل، كما أن هُناك تلسكوبًا، كذلك تُستخدم في مجال الملاحة والحركة الجوية، بالإضافة إلى استخدامها في الهواتف المتنقلة والألعاب التي يمكن التحكّم بها عن بُعد، هذا يعني أن لموجات الراديو كثيرًا من التطبيقات في حياة مُعظم الناس، ويتم استخدامها بشكلٍ يومي.

هل يمكن استخدام موجات الراديو لإنتاج الكهرباء؟

تتضمن موجات الراديو طاقةً كهربائية، ويُمكن إنتاج الكهرباء من هذه الموجات بسهولة عن طريق اتباع الخطوات الآتية:

• تجهيز الأدوات: لا بُد من تجهيز الأدوات في البداية؛ وهي 62.48 متر من الأسلاك النحاسية المعزولة بقياس 14-8 ملليمتر، شمعة احتراق للسيارة، مولّد شرارة الإشعال للسيارة، كاوية لحام، سبيكة لحام القصدير، بطارية 12 فولت ومُكثّف 12 كيلو فولت.
• لِحام قُطبي شمعة الاحتراق: يتم استخدام كاوية اللحام لتوصيل قُطبيّ شمعة الاحتراق بالاعتماد على جزء من الأسلاك النُحاسية، بالإضافة إلى سبيكة لحام القصدير.
• توصيل شمعة الاحتراق بالأسلاك: بعد الانتهاء من توصيل قُطبيّ شمعات الاحتراق؛ يتم توصيل قُرابة 60.96 مترًا من الأسلاك الكهربائية مع الجزء العلوي من شمعة الاحتراق باستخدام كاوية اللحام.
• التوصيل مع البطارية: في هذه الخطوة يقوم المرء بتوصيل القُطب الموجب لمولّد شرارة الإشعال مع القُطب السالب للبطارية؛ ذلك باستخدام جزء من الأسلاك النحاسية المعزولة.
• التوصيل مع المُكثّف: يتم لحام طرف الإخراج الأعلى من مولّد شرارة الإشعال مع المُكثف، ويمكن الحصول على المكثفات من أجهزة التلفاز القديمة، كما يمكن شراؤها بشكلٍ مُستقلٍ أيضًا.
• لِحام الطرف الرصاصي المفتوح: لحام جزء من السلك النحاسي مع الطرف الرصاصي المفتوح من المُكثّف، ويكفي لذلك سلك طوله 30 سنتمتر على الأكثر، ولا يحتاج المرء إلى سلك أطول من ذلك لإتمام التجربة.
• ربط المُكثّف مع البطارية: يتم توصيل الجزء السلك المفتوح من المُكّثف مع أنبوب سباكة معدني ثقيل في الأرض، أو جسم معدني يقع على عُمقٍ كبير، ثم يتم توصيله مع القُطب السالب من البطارية أيضًا. 
• تسوية السلك النُحاسي: بعد الانتهاء من الخطوات السابقة تتم تسوية السلك النُحاسي الطويل المُتصل مع شمعة الإشعال بخطٍّ مستقيم؛ إلّا إنّه ينبغي الحرص على عدم مُلامستها للأرض، ويمكن تثبيت طرف السلك مع شجرة لضمان بقائه مستقيمًا.
• التوصيل مع جهاز التحميل النهائي: في آخر خطوة يتم توصيل أطراف البطارية، أو الأسلاك القادمة من القُطب السالب لمولّد شرارة الإشعال والمكثف، مع جهاز التحميل النهائي سواءً كان شاحن الهاتف الخلوي أو المصباح الكهربائي.
• الانتظار حتى شحن البطارية: يتم شحن البطارية خلال 3 أيام تقريبًا، وتختلف المدة الدقيقة للشحن نتيجةً لاختلاف مقاومة الأسلاك النُحاسية واختلاف طولها.

هل موجات الراديو نوعٌ من الموجات الكهرومغناطيسية؟

لا شك بأن موجات الراديو من أنواع الموجات الكهرومغناطيسية، وتتميّز هذه الموجات بنطاقها الترددي المنخفض وطولها الموجي الكبير، وفيما يأتي قائمة بأسماء الموجات الكهرومغناطيسية البارزة الأُخرى:

• الموجات الميكروية: تُعرف هذه الموجات باسم الميكرويف، وتتميّز الموجات الميكروية بنطاقها الموجي المنخفض؛ إلّا إنّها ذات سرعة ترددية كبيرة خلافًا لموجات الراديو؛ لذلك فإنها تستطيع اختراق العوائق التي تتداخل مع موجات الراديو؛ مثل الغيوم.
• موجات الأشعة تحت الحمراء: تقع هذه الموجات بين الموجات المرئية والموجات الميكروية، وتتميّز بإنتاج الحرارة، وتشمل كُلًّا من الإشعاع المُنبعث من جسم الإنسان، أو النار، أو الشمس وغيرها من الأجسام الأُخرى المُنتجة للحرارة.
• أشعة الضوء المرئي: تسمح هذه الموجات للبشر برؤية الأشياء المُحيطة بهم، وتُعد الشمس أكثر مصادر الإشعاع المرئي وضوحًا، وتختلف ألوان الأجسام عادةً بسبب اختلاف الأطوال الموجية التي تمتصّها أو تعكسها.
• الأشعة فوق البنفسجية: تتمتع الأشعة فوق البنفسجية بطولٍ موْجيٍّ منخفضٍ مقابل الطول الموجي للأشعة المرئية، ويمكن لهذه الأشعة أن تتسبب بالحروق عند التعرض إلى الشمس، كما أنها ترتبط مع بعض أنواع مرض السرطان أيضًا.
• الأشعة السينية: تكثر تطبيقات الأشعة السينية في المجالات الطبية، وهي واحدةٌ من أنواع الموجات الكهرومغناطيسية، وتنبعث هذه الأشعة من المصادر التي تقوم بإنتاج حرارةٍ مرتفعةٍ بشكلٍ كبيرٍ؛ كالشمس والنجوم، كذلك يمكن أن تنبعث من الثقوب السوداء وغيرها.
• أشعة جاما: تُعرف أشعة جاما بأنها أشعة كهرومغناطيسية شديدة التردد، وعادةً ما تنبعث من الأجسام الكوْنيّة ذات النشاط الأكبر، كما أنها تنبعث عند البرق أو في حالة حصول الانفجارات النووية، كذلك يُمكن أن تظهر بسبب الانحلال الإشعاعي.

هل هناك ارتباط بين أشعة الراديو والسرطان؟

وجدت بعض الدراسات بأن خطورة الإصابة بأمراض السرطان تزداد عند فئران التجارب، التي تعرضت إلى مستوياتٍ كبيرةٍ من الموجات الراديوية، مقارنةً بالفئران الأُخرى ضمن الدراسات نفسها؛ إلّا إنّ المُختصّين لم يستطيعوا معرفة العلاقة بين هذه الموجات والإصابة بالسرطان.

وعند دراسة البشر الذين يتعرضون إلى الموجات الراديوية في مكان العَمل لم يجد الباحثون أيّة مخاطر زائدة فيما يتعلق بمرض السرطان، وتقوم العديد من المؤسسات المختصة بإجراء الدراسات حتى الآن لتتضح العلاقة بين موجات الراديو والسرطان، ولم تتخذ عِدّة من هذه المؤسسات موقفًا واضحًا بشأن العلاقة بينهما حتى الآن.

ما هي الفوائد المحتملة لموجات الراديو على الجلد؟

هُناك العديد من الفوائد التي يُحتمل أن توفرها طُرق العلاج بموجات الراديو للجلد، ومنها ما يأتي:

• التعامل مع أضرار أشعة الشمس: تقوم أشعة الشمس بتكسير الكولاجين الموجود في الجلد، وهو ما يؤدي إلى اختلاف لونها، ويُمكن لموجات الراديو السريرية تحسين حالة المصابين بهذه الأضرار الجلدية بسبب أشعة الشمس.
• شدّ الجلد: ربما تستطيع موجات الراديو شدّ الجلد المُترهل في جسم الإنسان؛ ذلك لقدرتها على تحفيز إنتاج الكولاجين؛ وفق إحدى الدراسات التي تمّ إجراؤها عام 2017، هذا يعني أنها قدت تصبح واحدة من استخدامات موجات الراديو.

اقرأ/ي أيضًا:

هل ينتقل الصوت في الفراغ؟

هل يُمكن اختراق حاجز الصوت فعلاً؟

هل توجد فوائد لظاهرة الاحتباس الحراري؟

هل الميل البحري هو وحدة قياس سرعة السفن؟