انواع الموجات و طرق انتشارها – فيزياء السادس العلمي
✅ أنواع الموجات الكهرومغناطيسية الراديوية (Radio Waves)
📌 ما هي الموجات الراديوية؟
هي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي، وتُعتبر الأطول من حيث الطول الموجي والأقل في التردد والطاقة.
تُستخدم بشكل رئيسي في الاتصالات اللاسلكية مثل: الراديو، التلفاز، الهواتف، الرادارات، الأقمار الصناعية.
✅ أنواع الموجات الراديوية حسب التردد
تصنَّف الموجات الراديوية إلى أنواع حسب التردد والطول الموجي، من الأعلى ترددًا إلى الأقل:
| التردد | الاسم | الاختصار | الطول الموجي | الاستخدامات |
|---|---|---|---|---|
| 30-300 GHz | الموجات المليمترية | EHF (Extremely High Frequency) | 1-10 ملم | الرادار المتطور، الأقمار الصناعية |
| 3-30 GHz | التردد العالي جدًا | SHF (Super High Frequency) | 1-10 سم | Wi-Fi، الأقمار الصناعية، المايكروويف |
| 300-3000 MHz | التردد العالي | UHF (Ultra High Frequency) | 10-100 سم | التلفاز الرقمي، الهواتف، الرادارات |
| 30-300 MHz | التردد المتوسط العالي | VHF (Very High Frequency) | 1-10 م | البث التلفزيوني، إذاعة FM |
| 3-30 MHz | التردد العالي | HF (High Frequency) | 10-100 م | إذاعة المدى القصير (قصيرة الموجة) |
| 300 kHz – 3 MHz | التردد المتوسط | MF (Medium Frequency) | 100 – 1000 م | إذاعة AM |
| 30-300 kHz | التردد المنخفض | LF (Low Frequency) | 1 – 10 كم | الملاحة البحرية |
| 3-30 kHz | التردد المنخفض جدًا | VLF (Very Low Frequency) | 10 – 100 كم | الغواصات والاتصالات العسكرية |
| 300 – 3000 Hz | التردد المنخفض جدًا جدًا | ULF (Ultra Low Frequency) | أطول من 100 كم | الاتصالات الجوفية (نادرة الاستخدام) |
✅ ملاحظات مهمة:
- كلما قل التردد → زاد الطول الموجي والعكس صحيح.
- الموجات عالية التردد تستخدم في الاتصالات الدقيقة، لكنها تنتشر لمسافات قصيرة.
- الموجات منخفضة التردد يمكنها الانتشار لمسافات طويلة، وتخترق الماء والجبال.
✅ أمثلة استخدامات حسب النوع:
- UHF وVHF: للبث التلفزيوني وهوائيات الإرسال.
- HF وMF: لمحطات الراديو (AM وFM).
- VLF وLF: لإرسال إشارات إلى الغواصات في أعماق البحار.
✅ طرق انتشار الموجات الكهرومغناطيسية (خصوصًا الموجات الراديوية)
📡 أولًا: ما المقصود بانتشار الموجة؟
انتشار الموجة هو الطريقة التي تنتقل بها الموجة الكهرومغناطيسية من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال عبر الفضاء أو الهواء أو حول العوائق.
✅ طرق انتشار الموجات الراديوية
تنقسم إلى 3 طرق رئيسية حسب تردد الموجة وظروف البيئة:
1️⃣ الانتشار الأرضي (Ground Wave Propagation)
🔸 وتُسمى أحيانًا “الموجات السطحية”
🔸 تسير الموجة على طول سطح الأرض وتلتف حول الانحناءات والتضاريس.
🔸 تُستخدم مع الموجات ذات التردد المنخفض (LF وMF).
✅ الخصائص:
- مدى محدود (بضعة مئات من الكيلومترات).
- تُستخدم في إذاعات AM والاتصالات البحرية.
2️⃣ الانتشار الفضائي أو الأيوني (Sky Wave Propagation)
🔸 تنتقل الموجات إلى طبقة الأيونوسفير في الغلاف الجوي، وتنعكس منها عائدة إلى الأرض.
🔸 تُستخدم مع الموجات ذات التردد العالي (HF).
✅ الخصائص:
- يمكن أن تقطع مسافات طويلة جدًا.
- تُستخدم في الاتصالات الدولية والبث الإذاعي بعيد المدى.
- تتأثر بحالة الغلاف الجوي والنهار والليل.
3️⃣ الانتشار المباشر أو خط النظر (Line-of-Sight Propagation)
🔸 تتحرك الموجات في خط مستقيم من الهوائي المرسل إلى المستقبل.
🔸 تُستخدم مع الموجات ذات التردد العالي جدًا (VHF, UHF, SHF).
✅ الخصائص:
- تُستخدم في التلفزيون الرقمي، الرادارات، الأقمار الصناعية، الإنترنت اللاسلكي (Wi-Fi).
- تتأثر بالعوائق مثل الجبال والمباني.
📝 مقارنة بسيطة:
| نوع الانتشار | التردد المستخدم | المدى | مميزات |
|---|---|---|---|
| أرضي | منخفض LF, MF | متوسط | يلتف حول الأرض |
| فضائي | عالي HF | بعيد جدًا | ينعكس من الأيونوسفير |
| مباشر (رؤية مباشرة) | عالي جدًا VHF, UHF | محدود | يحتاج خطًا مستقيمًا |
✅ خلاصة مبسطة:
تختلف طريقة انتشار الموجات حسب ترددها:
- الموجات المنخفضة تنتشر على سطح الأرض.
- الموجات المتوسطة والعالية ترتد من الغلاف الجوي.
- الموجات العالية جدًا تحتاج خط رؤية مباشر بين المرسل والمستقبل.
