الفيزياء

آلية استخدام الموجات الميكرووية في الميكروويف

2015 علوم القرن الـ21 الطاقة والمادة

براون بير

k

الميكروويف استخدام الموجات الميكرووية الفيزياء

تحتل الموجات الراديوية جزء الطيف الكهرومغناطيسي ذا الأطوال الموجية الطويلة.

ويمتد مدى هذا النطاق من الطيف الكهرومغناطيسي من الموجات الميكرووية، بطول موجي لا يتجاوز أجزاء من البوصة الواحدة إلى 12 بوصة (0.1 إلى 30 سم)، إلى الموجات الراديوية ذات الأطوال الموجية التي تساوي بضعة أقدام (أمتار).

 

الميكروويف

يقع نطاق الموجات الميكرووية في الجانب الأقصر في الطول الموجي من الموجات الراديويـة، وتستخدم هذه الموجات في الاتصالات في التوابع الصُنعية وفي الرادار وكذلك في طبخ الأطعمة وفي الاتصالات الراديوية المحلية المباشرة.

وفي الاتصالات على مدى المسافات الكبيرة على الأرض تحول الإشارات الميكرووية بين أبراج اتصالات تبعد عن بعضها مسافة 50 كيلومتر (30 ميلا) على امتداد المسافة بين المرسل والمستقبل.

يتم توليد الموجات الميكرووية في أنابيب إلكترونية خاصة (صمامات) وفيها تُغير سرعة سيل إلكتروني بواسطة مجال كهربائي عالي التردد.

وبهذه الكيفية تحدث ظاهرة الرنين للإلكترونات في تجويف معدني فتتولد عن ذلك الموجات الميكرووية. من الصمامات المولدة للموجات الميكرووية صمام شائع يعُرف بالكلايسترون ويتكون من معدن

 

يصدر الموجات بتطبيق فرق جهدٍ عالٍ (فولتية عالية) بين طرفيه. تُبث هذه الموجات لتستقبلها هوائيات على شكل صحون التي تركز الموجات الميكرووية الساقطة تماماً مثلما تركز المرايا الكروية الضوء في بؤرها.

تبث المجرات المتفجرة المسماة بالكويزرات (أشباه النجوم) وسحب الغاز في الفضاء بين النجمي، تبث موجات ميكرووية يمكن الكشف عنها بواسطة مقاريب راديوية كبيرة.

ينتشر الميكروويف في الفضاء بسرعة الضوء، مثل الأنواع الأخرى من الإشعاع الكهرومغناطيسي.

وباستخدام الحواسيب يتم تحليل الإشارات الميكرووية التي تلتقطها المقاريب الراديوية، وبذلك يتمكن علماء الفلك من رسم خرائط راديوية للأجرام السماوية المختلفة، مثل المجرات.

 

الكويزار (شبه نجم): اشتق مصطلح الكويزار من الأحرف الأولى لجملة (المصدر شبه النجمي للإشعاع الراديوي) باللغة الإنجليزية، وهو نوع من المجرات البعيدة قد لا يكون مرئياً (أي لا يبث موجات في نطاق الطيف المرئي) لكنه مصدر قوي للإشعاع الراديوي. للكويزرات نوى مجرية ذات طاقة عالية جدا.

مجلة العلوم
‫‪لن تكون هذه هي الجائحة الأخيرة. فمن أين ستأتي التالية؟
قلم:      أليس كلاين
ترجمة:  مبادرة   IEEE بالعربية
تشير التقديرات إلى وجود ما يصل إلى 800 ألف فيروس في الحيوانات لديها القدرة على إصابة البشر. ولكن تحديدها جميعا هو غاية لا تدرك. ومن بين البرامج الرئيسية التي تسعى إلى الكشف عن فيروسات جديدة، برنامج بريديكت تنبأ PREDICT -الذي أطلقته الوكالة الأمريكية للتنمية الدولية Agency for International Development- الذي أمضى عشر سنوات وأنفق أكثر من 200 مليون دولار في عمليات بحث في 30 دولة، وتمكن ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪لماذا يكون فيروس كورونا مميتاً للبعض، لكن غير ضارٍ للبعض الآخر؟
قلم:    كاري أرنولد
ترجمة: محمد الرفاعي

لقد أصاب فيروس كورونا المستجد Coronavirus ملايين الأشخاص، لكننا ما زلنا نتعلم من هم الأكثر عرضةً لهجومه. وسرعان ما اتّضح أن كبار السن، ومن يعاني حالاتٍ صحيةٍ كداء السكري والسرطان، عرضةٌ لخطرٍ أكبر. ولكنه يرد حاليا العديد من التقارير عن قتل المرض لشباب أصحاء. وحتى ضمن الفئات عالية الخطورة، يختلف الخطر الذي يسببه كوفيد-19 Covid-19 اختلافا هائلا ما بينها.
إضافة إلى ذلك، حاليا، تشير ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪علينا أن نتصرف بسرعة لتفادي أزمة نفسية بفعل الجائحة
قلم:       سام هويلز
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
بسبب جائحة فيروس كورونا Coronavirus pandemic، لا يستطيع العديد من الأشخاص ترك منازلهم إلا لشراء الطعام أو للتمرن لفترة قصيرة. فلا يستطيعون رؤية أصدقائهم أو عائلاتهم، ولا الذهاب إلى العمل، والمشهد المرتقب في المستقبل القريب مشهد كئيب. وهذه المكونات مجتمعة تمثل العاصفة المثالية لزيادة المشكلات النفسية، وقد بدأنا نرى علامات على جائحة نفسية موازية في طريقها للتكون.
أنا في الصفوف ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪سبع نصائح من خبراء الصحة النفسية حول التكيف مع جائحة كوفيد-19
قلم:       مويا سارنر
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
هذه أوقات صعبة سيتعايش كل منا مع جائحة فيروس كورونا Coronavirus بشكل مختلف. وقد سألنا خبراء الصحة النفسية العاملين في عدد من التخصصات عن نصائحهم حول كيفية التكيف.
 نصيحة من الخبراء
حافظ على نظام معين: استيقظ من النوم، تناول طعامك واخلد إلى  النوم في  الوقت نفسه الذي اعتدت عليه في الوضع الطبيعي. جد مشروعًا يشغلك، سواء أكان ذلك عملك، أم تعلم شيئا جديدا، أم قراءة روايات. حافظ ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪كيف تحمي صحتك النفسية خلال تفشي فيروس كورونا
قلم:       مويا سارنر
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة

بعد أسابيع من العزل الاجتماعي الكامل، دخلت إيطاليا فيما يدعوه باولو برامبيلا Paolo Brambilla، الطبيب النفسي من جامعة ميلان University of Milan: تجربة اجتماعية لم يسبق إجراؤها من قبل. فقد عانت الدولة وفيات كثيرة بسبب فيروس كورونا، وقد تحملت الحظر الأكثر صرامة في العالم. وكان الأثر الذي تركته في الصحة النفسية للشعب عميقا، كما يقول برامبيلا. وشهد شهر أبريل دخول نصف سكان العالم في ... (قراءة المقال)
‫‪هل نحن وحيدون في الكون ؟ الجزء الثاني
 السلام عليكم .. في الحلقة قبل الماضية بدأنا سلسلة البحث عن المخلوقات الخارجية .. و شرحنا التطور التاريخي و العلمي لهذه المسألة .. و في حلقة اليوم نستكمل البحث و سنخوض في واحدة من اكثر المحاولات المنطقية لتحديد و تقنين اعداد الحضارات او المخلوقات الخارجية في مجرتنا درب التبانة و هي محاولة البحث من خلال معادلة دريك الشهيرة جدا ،، حيث سنحلل عناصرها الرئيسية واحدة تلو الأخرى لكي نستوعبها و نعرف مدى صعوبة او سهولة التوقع في وجود مثل هذه المخلوقات ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪أوروبا تبني "توأمًا رقميًا" للأرض لتحسين التنبؤات المناخية
قلم:     بول فوسن
ترجمة: مي بورسلي

الاتحاد الأوروبي European Union  يضع اللمسات الأخيرة على الخطط الطموحة لمشروع توأم رقمي Digital twin لكوكب الأرض  يحاكي Simulate الغلاف الجوي والمحيطات والجليد واليابسة بدقة لا مثيل لها، وتوفر تنبؤات بالفيضانات والجفاف والحرائق بأيام إلى سنوات مُقدمًا. فلن تتوقف جهود مشروع محاكاة دستينيشن إيرث وجهة الأرض Destination Earth عند هذا الحد: فهي ستحاول أيضًا حصر السلوك البشري، وتمكين القادة من رؤية ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪تعهد الصين الجريء حول المناخ يحظى بالثناء- لكن هل من الممكن الوفاء به؟
قلم:     دينيس نورمايل
ترجمة:  مي بورسلي

في الأسبوع الأول من أكتوبر أدى تعهد الصين المفاجئ، بخفض صافي انبعاثات الكربون إلى الصفر في غضون 40 عامًا، إلى عودة الأمل في الحد من تغير المناخ العالمي Global climate change إلى مستويات يمكن تحملها. فهذه الدولة هي أكبر منتج لثاني أكسيد الكربون CO2 في العالم، فهي تمثل نسبة 28% من الانبعاثات العالمية، وقد يلهم تحركها البلدانَ الأخرى لتحذو حذوها. ولكن المراقبين يحذرون من أن الصين تواجه ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪علم الفلك يعاني مشكلة مناخية ويزيد من حدتها
قلم:     دانييل كليري
ترجمة: مي بورسلي
 
في أغسطس، بينما كانت حرائق الغابات تتسلل بالقرب من مرصد ليك التاريخي Lick Observatory بالقرب من سان خوسيه في ولاية كاليفورنيا، شاهدت كلير ماكس Claire Max ألسنة اللهب تتجه نحو مباني المرصد والعديد من التلسكوبات من على كاميرات الويب الحية. وفي النهاية تمكن رجال الإطفاء من إبقاء النيران بعيدة.  والرغم من تدميرها مبنيين غير مستخدمين وتضرر العديد من المنازل، إلا أن التلسكوبات العاملة لم يكن بها ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪مهمة ناسا تستعد لأخذ عينات من كويكب غني بالكربون
قلم:     بول فووسن
ترجمة: مي بورسلي

المركبة الفضائية أوزيريس-ريكس OSIRIS-Rex جاهزة للتنقيب. بعد عدة سنوات من الدراسة المطولة لهدفها الغامض، فإن المركبة الفضائية التابعة لوكالة ناسا NASA، والتي تبلغ تكلفتها 800 مليون دولار، ستمد ذراعها الروبوتية أخيرًا في هذا الأسبوع وتنقض على سطح كويكبAsteroid  قريب من الأرض يُسمى بينو Bennu، وتجرف بعض الغبار والحصى. وقد نجحت هذه المركبة في الهبوط على سطح الكويكب بينو. وإذا نجحت في مهمتها، فقد ... (قراءة المقال)