1. الضوء والإشعاع

الموجات الكهرومغناطيسية (3 \ 4)

حتى الآن كنا قد فحصنا كميات المجال الكهربائي E و المجال المغناطيسي B. و ماذا الآن

شدة الضوء

ترى بالعين المجردة، ويتم قياسها بمستشعر الصور أو تلتقط كصورة بالكاميرا؟

كشف الضوء، إما بصريا أو بجهاز بصري، لا يتم مع المجال الكهربائي E و المجال المغناطيسي B مباشرة. أنها طاقة المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي التي تحدد الشدة. إن طاقة المجال تتناسب مع القيمة التربيعية للمجالات، أي E2 و B2. كميات كلا المجالان وقيمتهما المربعة لهما ترددات عالية جدا، من رتبة 500 ميغاهيرتز مع الضوء المرئي. هذه الترددات عالية جدا بما لا يتيح رؤيتها بالمستقبلات الضوئية بالعين البشرية.

لذلك فإن العين وجميع المستشعرات الألكترونية تقوم بكشف الضوء المرئي عن طريق حساب المتوسط الزمني لمربع كميات المجالين. إن هذا المتوسط هو الذي له علاقة بشدة الضوء.

الإطار المعدل للصور المتحركة
هذا مبين في الرسم البياني التالي للمجال الكهربائي E. للتبسيط إعتبرناه أقتران يعتمد على الوقت فقط:

E(t)= E o sin2π t T     (المنحنى الأزرق الرفيع)

قيمته التربيعية تقابل أقتران جيب له نصف سعته و نصف فترته T، وله إزاحة مقدارها 0.5 بالقيمة الإيجابية:

E 2 (t)= E o 2 sin 2 2π t T = 1 2 E o 2 ( 1cos2π t T/2 )    

(المنحنى الأحمر)

العلاقات المثلثية
المعادلات

تستخدم الأقواس ... للدلالة على معدل الإشارة بالنسبة للزمن لـ E2(t). حيث أن E2(t) متماثل حول E2(t)=0.5، و بالتالي:

E 2 =0.5 E o 2     (الخط الأخضر)

إن الإشارة الثابتة هذه (ما دامت سعة الموجة ثابتة) هي التي تشاهدها العين كشدة ضوء.

أقراء المزيد عن كثافة الطاقة وكثافة الموجات الكهرومغناطيسية في الملحق رقم 4.