هل جميع أنواع الموجات الكهرومغناطيسية مضرة صحيًا؟

هل الموجات الكهرومغناطيسية مضرة صحيًا؟ يجيب المقال التالي على هذا السؤال، ويقدم معلومات عن الموجات الكهرومغناطيسية وأنواعها، وطرق توليدها، بالإضافة إلى توضيح سرعة الموجات الكهرومغناطيسية وتطبيقاتها.

الموجات الكهرومغناطيسية

تُعرف الموجات الكهرومغناطيسية بكونها موجات تنتقل بسرعة الضوء ولا تحتاج لوسط ناقل من أجل أن تنتقل أو تنتشر. وعلى الرغم من ذلك، فهي قادرة على حمل الطاقة، على عكس الموجات الميكانيكية التي تتطلب وسطًا ناقلًا بشكل أساسي من أجل الانتقال والانتشار. وتأتي الموجات الكهرومغناطيسية على شكل ذبذبات أو اهتزازات دورية ومتزامنة ناتجة عن مجالين هما المجال الكهربائي والمغناطيسي، واللذان يخلقان نوعًا من الطاقة المُسَمَّاة بالموجات الكهرومغناطيسية.

وتعتبر الموجات الكهرومغناطيسية إحدى القوى الفيزيائية القائمة على تفسير التفاعلات الحاصلة بين الجسيمات المشحونة، كالبروتونات والإلكترونات، وفي إطلاق الفوتونات التي تُعرف بالموجات الكهرومغناطيسية. وتتكون جميع الموجات الكهرومغناطيسية من فوتونات تنتقل عبر الفضاء، وتتفاعل مع المادة، البعض منها يتم امتصاصه والبعض الآخر ينعكس.

وتتميّز الموجات الكهرومغناطيسية كونها موجات عرضية، أي تتحرك باتجاه عمودي في اتجاه اهتزازها، وتكون على شكل يشبه ثعبان. ويُمكن تحليل الموجة الكهرومغناطيسية من خلال قياس السعة والمسافة الموجودة بين الموجات، إذ إن أعلى نقطة في الموجة الواحدة تسمى القمة، أما أدنى نقطة فتسمى القاع، ويسمى ما بين قمة وقمة أو قاع وقاع بالدورة، أما عن تردد الموجة فهو عدد الدورات التي تحدث في الثانية الواحدة.

أنواع الموجات الكهرومغناطيسية

يبلغ عدد أنواع الموجات الكهرومغناطيسية سبعة أنواع، والتي يختلف تردد كل منها ما بين الموجات ذات التردد المنخفض والموجات ذات التردد المرتفع جدًا. وفيما يلي توضيح لأنواع الموجات الكهرومغناطيسية بحسب ترتيبها على الطيف الكهرومغناطيسي:

• موجات الراديو، وهي الأقل ترددًا من بين جميع الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى، وهذا يعني أنها الأقل قدرًا من الطاقة، ويبلغ طولها 11 بوصة، وتُستخدم موجات الراديو في نقل الإشارات إلى أجهزة الاستقبال، والتي تقوم بترجمة الإشارات إلى معلومات مفيدة وقابلة للاستخدام. مثلًا عندما يستمع شخص ما إلى محطة معينة في الراديو، فهو يختار ترددًا معين، والذي يُمثل رقمًا محددًا. على سبيل المثال، محطة FM، التي تتراوح تردداتها ما بين 87.0 إلى  107.9 مليون هيرتز في الثانية.
• موجات الميكروويف، ثاني أنواع الموجات الكهرومغناطيسية الأقل ترددًا بعد موجات الراديو، والتي يقل طولها عن 11.8 بوصة. وهي قادرة على اختراق السحب والدخان والمطر وكل ما يتداخل مع موجات الراديو. ولا تُستخدم موجات الميكروويف في أفران الميكروويف فحسب، بل في الأقمار الصناعية والرادار والتلفزيون والمكالمات الأرضية.
• موجات الأشعة تحت الحمراء، وهي موجات ذات ترددات أعلى من الترددات التي تُنتجها موجات الميكروويف، وتوصَف بموجات الحرارة غير المرئية، ولها استخدامات عدة في أجهزة التحكم عن بعد والتصوير، كما تتمثل بالحرارة التي يستشعرها شخص ما عند تعرضه لأشعة الشمس.
• أشعة الضوء المرئي، الشمس هي إحدى مصادر أشعة الضوء المرئية. ويعتمد وجود الألوان والقدرة على تمييزها على الأطوال الموجية للضوء، والتي تقوم الأجسام بامتصاصها وبالتالي عكسها. وبحسب الأطوال الموجية يمكن التمييز ما بين الألوان كالأحمر والبنفسجي ودرجاتهما.
• الأشعة فوق البنفسجية، تتميز بأطوالها الموجية الأقصر عن تلك الموجودة في الضوء المرئي، وتتسبب بحدوث الحروق الناتجة عن الشمس، وإصابة الكائنات الحية بالسرطان، ولكنها تساعد علماء الفلك في اكتشاف بنية المجرات.
• الأشعة السينية، تتراوح أطوالها الموجية ما بين 0.03  و3 نانومتر، وتعد موجات كهرومغناطيسية ذات طاقة عالية، تصدرها مصادر ذات طاقة هائلة مثل هالة الشمس، والتي تكون أشد سخونة من سطح الشمس والنجوم النابضة والثقوب السوداء، وأهم استخداماتها البشرية تصوير الهياكل العظيمة داخل الأجسام.
• أشعة جاما، وهي الموجات الكهرومغناطيسية ذات الترددات الأعلى، ومصدرها أكثر الأجسام الكونية نشاطًا، كالنجوم النيترونية والثقوب السوداء. أما عن مصادرها الأرضية، فتشمل البرق والانفجارات النووية والانحلال الإشعاعي. ويمتص الغلاف الجوي أشعة جاما الواصلة لكوكب الأرض، وهذا ما يحمي الأرض من مخاطر هذه الأشعة القادرة على تدمير الخلايا الحية.

توليد الموجات الكهرومغناطيسية

يتم توليد الموجات الكهرومغناطيسية من خلال زيادة سرعة جسيم ذري مشحون كالإلكترون، عبر تيار كهربائي يؤدي في النهاية إلى تحرُّكه. وتقوم الحركة الناتجة عنه بصنع مجالات كهربائية ومغناطيسية اهتزازية أو متذبذبة تنتقل بزوايا قائمة، وبالتالي توليد الموجات الكهرومغناطيسية باختلاف خصائصها.

ولأن توليد الموجات الكهرومغناطيسية متعلقٌ بكل من المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي، فإن المجال الكهربائي المُتذبذب يُولِّد مجالًا مغناطيسيًا مُتذبذبًا، والمجال المغناطيسي المتذبذب يُوَلِّد مجالًا كهربائيًا متذبذبًا. ومثال على ذلك موجات الراديو التي تنتشر من مصدرها إلى الخارج، بعدما قام المصدر بخلق مجالات مغناطيسية وكهربائية متذبذبة ومتعامدة مع بعضها البعض في طريقها بعيدًا عن مصدرها.

ويرتبط توليد الموجات الكهرومغناطيسية بخصائص الموجات وأهمها الطول الموجي، إذ يُعرف الطول الموجي بالمسافة ما بين قمتين متتاليتين في الموجة. والموجات الكهرومغناطيسية ذات الطول الموجي القصير تكون ذات ترددات عالية، لأن الدورة الواحدة تحتاج فترة زمنية أقصر. أمّا عن الموجات ذات الطول الموجي الطويل، فتردداتها أقل، لأن كل دورة تتطلب وقتا أكبر حتى تكتمل.

سرعة الموجات الكهرومغناطيسية

يمكن معرفة سرعة الموجات الكهرومغناطيسية من خلال توضيح بسيط يعتمد على الموجات بشكل أساسي، إذ يعد الإشعاع الكهرومغناطيسي ضمن أنواع الطاقة التي تُعرف باسم الضوء. وبطبيعة الأمر، ينتقل الضوء في موجات، وبالتالي ينتقل الإشعاع المغناطيسي بنفس سرعة الضوء في الفراغ، التي تصل ل 3.0 مضروبة في 10 أُس 8 مترًا في الثانية. ومن المعروف أنه ليس هناك سرعة تفوق سرعة الضوء، وهكذا هي سرعة الموجات المغناطيسية.

وإلى جانب سرعة الموجات الكهرومغناطيسية، من الممكن تمييز الضوء، أو تمييز الموجات الكهرومغناطيسية من خلال أطوالها الموجية. فعلى سبيل المثال، هناك الضوء المرئي والذي تتمكن العين البشرية من رؤيته بسهولة، وذلك لأن أطواله الموجية تتراوح بين 400 إلى 900 نانومتر.

طرق توليد الموجات الكهرومغناطيسية 

تعتمد طرق توليد الموجات الكهرومغناطيسية على مبدأ الشُحنة المتحركة، والتي من الممكن محاكاتها أو تطبيقها بسهولة، وذلك من خلال صنع اتصال ما بين عملة معدنية مع طرف بطارية ذات الـ9 فولت، والتي سينتج عنها موجات كهرومغناطيسية من الممكن اكتشافها من خلال هوائي راديو تم ضبطه على محطة معينة، على بعد بوصات معينة من الاتصال. هذه طريقة يمكن من خلالها فهم طرق توليد الموجات الكهرومغناطيسية.

تطبيقات الموجات الكهرومغناطيسية

تتعدد تطبيقات الموجات الكهرومغناطيسية في حياة الإنسان العملية، وتتنوع استخداماتها في معظم التفاصيل التي يعيشها. وفيما يلي أهم تطبيقات الموجات الكهرومغناطيسية:

• تُستخدم موجات الراديو الكهرومغناطيسية في الاتصالات.
• موجات الميكروويف جيدة في أغراض التدفئة كتسخين الطعام، بالإضافة إلى نقل البيانات.
• تدخل موجات الأشعة تحت الحمراء ضمن تطبيقات الموجات الكهرومغناطيسية من خلال استخدامها في التصوير والتحكم عن بعد.
• تفيد الموجات فوق البنفسجية في دراسة المجرات.
• تُستخدم الأشعة السينية في الأجهزة الطبية المستخدمة لإظهار العظام.
• الطاقة النووية أحد تطبيقات أشعة جاما الكهرومغناطيسية.

هل الموجات الكهرومغناطيسية مضرة صحيًا؟

صحيح، من الممكن أن تكون الموجات الكهرومغناطيسية مُضرة ولكن ليس بكافة أنواعها، إذ إن الموجات الكهرومغناطيسية الناتجة عن موجات الميكروويف لا تكون مضرة بصحة الإنسان بالطريقة التي يتعرض لها يوميًا الشخص خلال تسخينه للطعام.
ويجدر القول أن الإنسانَ مُعرَّضٌ للمجال المغناطيسي بشكل دائم ومستمر، والذي يتواجد في العواصف الرعدية وموجات الراديو وغيرها. ولمعرفة متى تكون الموجات الكهرومغناطيسية مضرة صحيًا للإنسان، فالإجابة هي عندما تكون مُؤيَّنة، إذ تؤثر الكميات الكبيرة من الإشعاعات المؤينة على الجذور الحرة الموجودة في جسم الإنسان، مُحدثة في ذلك أضرار صحية وخيمة، وأخطر هذه الأشعة هي أشعة جاما ذات الترددات العالية جدًا، والأطوال الموجية القصيرة القادرة على تكسير الروابط الكيميائية والهياكل الجزيئية للأنسجة البشرية.

وتزداد احتمالية الإصابة بالضرر عند استمرار التعرض للموجات الكهرومغناطيسية بمستويات عالية، كالخضوع للأشعة السينية دون حماية. وتكمن أهم أضرار هذه الأشعة على الجسم في تسببها بإحداث:

• الحروق.
• تلف الجلد.
• تساقط الشعر.
• تضرر الأجنة.
• تلف النخاع العظمي.
• تلف الأنسجة والأعضاء.
• الإصابة بالسرطان.
• مشاكل في الخصوبة.