تشعشع الکترومغناطيس   

ليزر وسيله ای است که تشعشع الکترومغناطيس را در طيف نوری ايجاد می کند. برای فهم بهتر خواص خطرات ليزرو ديگر منابع تشعشع بايد با اصول تشعشع ليزر کاملاً آشنا باشيم. تشعشع الکترومغناطيس شکلی از جريان انرژی است که به دو طريق می تواند فهميده شود:

الف- به عنوان حرکت موجی با تمام خواص آن ( طول موج ، پلاريزاسيون ، تداخل ، تنافر وغيره).

ب‌- به عنوان جريان شکل يافته ذرات با خواص آن (انرژی کمی ، جرم ، تأثير پذير توسط جاذبه و غيره)
برای فهم آسانتر اين دو رفتار به ظاهر غير مرتبط ، اين ذرات موج يا بسته های انرژی را فوتون ( photons) می نامند. يک فوتون هم خصوصيات موج وهم خصوصيات ذره را دارد. فوتون مقدارمعينی انرژی دارد که انرژی فوتون (E) ناميده می شود و اين دو خاصيت را با هم متحد می کند.

E برطبق معادله معروف اينشتين متناسب است با جرم فوتون : E= m ×C ²معادله (1)
و بر طبق معادله متناسب است بافرکانس : معادله (2) E= h×f
در اين معادله (C) سرعت نور در خلأ و (h) ثابت پلانک (Planck's Constant) است.رابطه ای نيز بين طول موج (λ) و فرکانس (f) تشعشع الکترومغناطيس يا فوتون وجود دارد معادله(a3)
f × λ =C
معادله ( b3 )
f= C ⁄ λ

با قراردادن معادله (3b ) در معادله (2) می توان ديد که انرژی فوتون بصورت معکوس با طول موج ارتباط دارد:
E=h×C معادله (a4 )
E ~ 1⁄λ معادله ( b4)
يعنی اين بدان معنی است که طول موج بزرگتر فوتون انرژی کمتری دارد.

فوتونها دارای هردو خصوصيت موجی و ذره ای می باشند.
طيف الکترومغناطيس ميدانی وسيع وگوناگون دارد . جدول 1 تقسيمات جزئی تر وطول موج های آن ها را نشان می دهد.

دکتر سید مهدی مهدوی مرتضوی

    خطرات تشعشع الکترومغناطيس   

امواج راديويی همانطور که بيشترين طول موج رادارند دارای کمترين انرژی فوتون نيز می باشند و انرژی فوتون با کوتاه تر شدن طول موج در قسمت های پايينتر جدول افزايش می يابد. وقتی يک فوتون به جسمی برخورد کند ممکن است است انرژی خود را آزاد کند.چه انتخاب هايی در مقابل اين انرژی وجود دارد؟

1- ممکن است از روی سطح منعکس شود.

2- ممکن است به دورتر انتقال يابد.

3- ممکن است جذب شود.در دو حالت اول فوتون انرژی خود را نگه می دارد . در حالت سوم انرژی فوتون به اتمها يا مولکولهای آن شئ منتقل میشود. اين انرژی جذب شده ممکن است اشکال جديدی بيابد:

الف- ممکن است نوسانات به حرارت تبديل شوند ( اتمها و مواد گرم شوند).

ب- ممکن است يک اتم يا مولکول را تحريک نمايد( الکترونها سطح انرژی خود راتغيير دهند).

پ- ممکن است يک اتم يا مولکول را يونيزه نمايد ( تبادل يک الکترون ) .

ت- ممکن است پيوندهای شيميايی را بشکند( ترکيبات جديد ساخته شود).وقتی فوتونها با سطوح انرژی پايين در برخورد با يک ماده جذب می شوند فقط گرما توليد می کنند .

فوتونهايی که تا اندازه ای انرژی بيشتری دارند ممکن است در برخورد با اجسام ، اتمها يا ملکولها را تحريک نمايند.فوتونهای با سطح انرژی نسبتاً بالا ترممکن است دربرخورد ، اتمها يا ملکولها را يونيزه نموده وفوتونهای دارای انرژی بالاتر ممکن است حتی باعث شکستن پيوندهای شيميايی شود که منجر به توليد ترکيبات جديد در آن ماده ميشود. دو امکان در آسيب های ناشی از تشعشع اکترومغناطيسی وجود دارد:الف- تشعشع شديد ؛ تمام تشعشعات شديد ( فوتونهای زيادی در واحد ثانيه = تشعشع با شدت زياد يعنی چندين وات ) ممکن است حرارتی لازم را برای سوختگی ايجاد نمايند. پايانه های عصبی محيطی حساس به حرارت، معمولاً ما را از حرارت زياد مطلع می کنند.

ب- تشعشع با انرژی زياد ؛ تشعشع با فوتون پر انرژی ( فوق بنفش ، اشعه ايکس ، تشعشع گاما ) مولکولها را در سلولهای ما می شکند . ممکن است باعث تقسيم غيرطبيعی سلول شده و رشد سرطانی را باعث شود. اين حالت حتی وقتی تشعشع چنان ضعيف باشد که ايجاد حرارت آشکاری نکند نيز ممکن است اتفاق بيفتد. شخص ممکن است از طريق حس لامسه خود نيز به هيچ وجه متوجه اين اتفاق نشود. در کنار خطرات ناشی از تشعشع با شدت بالا ( که ممکن است باعث سوختگی شود) و تشعشع پر انرژی ( که ممکن است سرطان را فعال نمايد) خطر، بخصوص برای چشم ها وجود دارد. خطر ويژه چشم ؛ چشمها نسبت به نورهای مرئی ونامرئی ( مثل مادون قرمز و فوق بنفش ) بسيار حساس هستند. عدسی چشم تمام تشعشع را بر روی شبکيه حساس متمرکز می کند .