سرعت امواج الكترومغناطیس
تاكنون با امواج الكترومغناطیس آشنا شده اید. شاید از خود بپرسید این امواج با چه سرعتی منتشر می شوند؟
بدیهی است كه امواج الكترومغناطیس از میدان های الكتریكی و مغناطیسی در حال حركت به وجود می آیند و از طرفی دیگر سرعت موج به ویژگی محیط انتشار بستگی دارد. از این دو جمله می توان نتیجه گرفت كه سرعت امواج الكترومغناطیس به ویژگی مغناطیسی و الكتریكی محیط بستگی داشته باشد. اگر دروس الكتریسیته و مغناطیس را به یاد آورید، عمدتاً ما ویژگی محیط را با دو كمّیّت µ وε نشان می دادیم و به آن ها ضریب گذردهی الكتریكی و تراوایی مغناطیسی می گفتیم. پس سرعت امواج الكترومغناطیس (V) به ε و µ بستگی دارد.
برای به دست آوردن یك تقریب اوّلیه از رابطه V با ε و µ، به واحد آن ها توجّه می كنیم.
آیا می توانید یك رابطه بین واحدهای این سه كمّیّت بیابید؟
در حقیقت با ضرب ε در µ ما به كمّیّتی با واحد 
می رسیم:
این واحد در حقیقت مجذور عكس سرعت است، بنابراین با یك تقریب اوّلیه خواهیم داشت:
با كمی جابجایی در این رابطه خواهیم داشت:
این رابطه سرعت امواج الكترومغناطیس را در محیطی كه ضریب ضریب گذردهی الكتریكی آن εو ضریب تراوایی مغناطیسی آن µ است را به دست می دهد. اگر محیط انتشار را خلاء در نظر بگیریم آن گاه سرعت انتشار امواج الكترومغناطیس برابر است با:
به طوری كه ε0 و µ0 عبارت از ضریب گذردهی الكتریكی و تراوایی مغناطیسی خلاء می باشند.
در اینجا مناسب است مقادیرµ0 و ε0 را در رابطه بالا قرار دهیم و سرعت امواج الكترومغناطیس را در خلاء محاسبه كنیم:
به شكل غیر منتظره ای این مقدار همان سرعت نور در خلاء است.
بنابراین معادلات ماكسول نه تنها وجود امواج الكترومغناطیس را پیش بینی می كند بلكه سرعت این امواج نیز برابر سرعت انتشار نور است و این یكی از دلایل اوّلیه برای مرتبط دانستن نور و امواج الكترومغناطیس بود.
جهت مطالعه مطالب بیشتر اینجا را کلیک کنید.
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: سمیرا بادامستانی
