أجهزة إلكترونيات

كيف يعمل جهاز الهاتف المحمول (الجوال) – الجزء الخامس

كيف يعمل جهاز الهاتف المحمول (الجوال)

الجزء الخامس

الأشعاع الصادر عن الجوال

هل تشكل خطورة على صحة الانسان ام لا؟

تحدثنا في الأجزاء السابقة من هذا المقال عن شبكة الجوال ككل، وفي هذا الجزء سوف نتحدث عن الجوال والاشعاع الكهرومغناطيسي المنبعث منه، حيث انه كما تعلم فإن الجوالات أجهزة لاسلكية ترسل اشارة صوتية محملة عبر أمواج الراديو “أمواج راديوية” وهذه الأمواج لها طاقة في شكل اشعاع كهرومغناطيسي.

وكثيراً ما نسمع ونقرأ في الاخبار عن المضار الصحية للجوال على الانسان وخصوصاً ان الجوال يستخدم بجوار الدماغ مباشرة وهو الجزء الأكثر حساسية في جسم الانسان، وهذا يعني ان الاشارات الراديوية التي يتبادلها الجوال مع محطة الارسال خلال المحادثة التلفونية تعرض أغشية الدماغ مباشرة لطاقة هذه الأشعة.  وفي الحقيقة هناك الكثير من التجارب العلمية التي تخبرنا مرة بأن استخدام الجوال ضار وتجارب علمية اخرى تأتي لنا بأخبار مفادها ان الجوال لا مضار من استخدامه على صحة الانسان وكلا الطرفين يقدم أدلته من خلال التجارب والأبحاث العلمية التي قام كل طرف باجرائها والحقائق التي استند عليها.

اعلانات جوجل

في هذا المقال سوف نلقى الضوء على هذا الموضوع في محاولة لتوضيح الاختلاف وشرح كيف يصدر الجوال الاشعاع الكهرومغناطيسي، وكيف نقوم بتحديد مستوى الاشعاع، وستجد في نهاية المقال عزيزي القارئ انك قادراً على أن تحكم على مدى خطورة أو سلامة استخدام الجوال.

مصدر الاشعاع

عند التحدث عبر الجوال فإن جهاز الارسال في الجوال يقوم باستقبال الاشارة الصوتية الصادرة عن المتحدث ويقوم بتحويلها وبتشفيرها ثم تحميلها على موجة جيبية متصلة كما هي موضح في الشكل ادناه.  (في مقالات اخرى قادمة سوف نقوم بشرح فكرة عمل الراديو وارسال الصوت واستقباله)

 الموجة الجيبية

الموجة الجيبية عبارة عن موجة تنبعث من الانتينا antenna تتذبذب باستمرار وتنتشر في الفراغ.  تتحدد خصائص الموجة الجيبية وتقاس بترددها frequency والذي يعرف على انه عدد الاهتزازات التي تعملها الموجة في الثانية.  

عندما يتم تحميل الاشارة الصوتية المشفرة على الموجة الجيبية فإنها تكون جاهزة للارسال من خلال المرسل transmitter عبر الانتينا كما هو موضح في الشكل ادناه.

الاشعاع الصادر عن الجوال مصدره المرسل transmitter ويخرج عبر الانتينا antenna. يستخدم الجوال مرسل transmitter ذو طاقة ضعيفة فعلى سبيل المثال في السيارات المزودة باجهزة الجوال اللاسلكي تصل طاقة الارسال فيها إلى 3 وات، في حين أن الجوال اليدوي الذي نستخدمه فإن طاقة الارسال فيه تتراوح بين 0.75 إلى 1 وات فقط.  ويكون موضع المرسل في داخل الجوال حسب الشركة المصنعة ولكن في الأغلب يكون بجوار الانتينا كما هو في الشكل اعلاه.

الأمواج الراديوية التي تحمل الاشارات الصوتية المشفرة عبارة عن أشعة كهرومغناطيسية تنتشر بواسطة الانتينا. ووظيفة الانتينا في أي جهاز ارسال هو بث أمواج الراديو التي يصدرها المرسل في الفراغ.  وفي حالة الجوال يتم التقاط تلك الامواج مرة اخرى عبر الاننينا من قبل أجهزة الاستقبال في ابراج محطات الجوال لتوجيهها إلى الجوال الذي تم الاتصال معه.

اعلانات جوجل

الأشعة الكهرومغناطيسية

الأشعة الكهرومغناطيسية أو الطيف الكهرومغناطيسي أو الأمواج الكهرومغناطيسية كلها مسميات تحمل نفس المعني وحين التحدث عن جزء خاص من هذه الأشعة الكهرومغناطيسية ونعطيها اسم مميز مثل الضوء المرئي والمايكروويف واشعة اكس واشعة جاما وموجات التلفزيون والراديو فإن هذه التسمية الخاصة وضعت لتميز منطقة محددة من الطيف الكهرومغناطيسي فمثلاً نطلق اسم اشعة اكس على الاشعة التي لها طول موجي في حدود 1-10 انجستروم (وحدة قياس الطول في الابعاد المتناهية في الصغر والانجستروم يساوي 10-10 متر) وكذلك الحال في اشعة الراديو فهي كلها عبارة اشعة الكهرومغناطيسية Electromagnetic Radiation وكلها لها نفس الخصائص ولكنها تختلف في الطول الموجي Wavelength أوالتردد Frequency

الاشعة الكهرومغناطيسية تنتشر في الفراغ بسرعة ثابتة هي سرعة الضوء وقيمتها 3x108m/s وهي سرعة كبيرة جداً بدليل ان الاشعة الكهرومغناطيسية تستطيع ان تلف محيط الكرة الارضية 7 مرات بمجرد ان تنتهي من نطق كلمة واحد.  وتنتقل هذه الاشعة في الفراغ وتنقل الطاقة من المصدر source إلى المستقبل receiver.

وقد تم اكتشاف هذه الاشعة على مراحل حيث كان العالم هيرتز Hertz 1887 أول من عمل في هذا المجال وكان في ذلك الوقت فقط اشعة الراديو والاشعة المرئية ومن ثم تم اكتشاف باقي الطيف  الكهرومغناطيسي من خلال الملاحظات والظواهر الفيزيائية العديدة.

الاشعة الكهرومغناطيسية لها طول موجي وتردد يحدد خصائصها وترتبط سرعة الاشعة الكهرومغناطيسية مع التردد والطول الموجي من خلال السرعة حيت أن سرعة الاشعة الكهرومعناطيسية تساوي تردد الاشعة في طولها الموجي (تذكر عزيزي القارئ أن السرعة ثابتة كما ذكرنا وهذا يعني انه اذا زاد الطول الموجي قل التردد واذا قل الطول الموجي ازداد التردد).

الشكل ادناه يوضح مخطط كامل للطيف الكهرومغناطيسي حيث يبدأ من أمواج الراديو ذات الطول الموجي الطويل والتردد المنخفض ثم منطقة أشعة المايكروويف ومنطقة الأشعة تحت الحمراء ثم منطقة الأشعة المرئية ثم منطقة الأشعة فوق البنفسجية ثم منطقة أشعة اكس ثم منطقة أشعة جاما. وهذا التسلسل هو تبعاً لزيادة تردد هذه الموجات.  ولكل منطقة من مناطق الطيف الكهرومغناطيسي خصائص تميزها عن بعضها البعض وبناء عليه نتجت تطبيقات مختلفة لهذه الاشعة وللعلم فإن منطقة الطيف المرئي هي التي منحنا الله سبحانه وتعالى القدرة على رؤيتها وهي المنطقة التي تستجيب لها شبكية العين لتتمكن من رؤية الاشياء من حولنا.

كما يجب ان نعلم أن الاشعة الكهرومغناطيسية لها طاقة تتناسب طردياً مع التردد وعكسيا مع الطول الموجي من خلال المعادلة

طاقة الاشعاع الكهرومغناطيسي = ثابت بلانك x التردد

نستنتج من ذلك أنه كلما زاد التردد ازدادت طاقة الأشعة الكهرومغناطيسية، وعليه فإن طاقة أشعة جاما أكبر ما يمكن في الطيف الكهرومغناطيسي وكما نعلم أن جسم الانسان يتحمل طاقة اقصاها طاقة الطيف المرئي وتعتبر طاقة الطيف فوق الازرق ultra-violet ضارة وتسبب حرق لخلايا الجسم وكذلك طاقة اشعة اكس تستطيع اختراق جلد البشري والتعرض لها يسبب خطورة كبيرة.

اعلانات جوجل

من المعلومات السابقة التي تحدثنا عنها في الاجزاء السابقة نستطيع ان نحدد المدى الذي تستخدمه شبكة الاتصالات اللاسلكية من الأشعة الكهرومغناطيسية والتي في منطقة الميكروويف الموضحة في الشكل أدناه.

 الطيف الكهرومغناطيسي

نلاحظ من الشكل السابق للطيف الكهرومغناطيسي أن أشعة الميكروويف تقع في مدى الترددات الأقل من تردد الضوء المرئي وهذا يعني ان طاقة أشعة الميكروويف أقل من طاقة الضوء المرئي كما أنها تقع ضمن المنطقة المحددة بالأشعة الغير مؤينة non-ionizing radiation.

اعلانات جوجل

 

في هذا الجزء قمنا بتوضيح طبيعة الأمواج الكهرومغناطيسية التي يتعامل معها الجوال من أجل تقديم خدمة الاتصال اللاسلكي مع توضيح لطبيعة وخصائص الأمواج الكهرومغناطيسية.  وهذا من الضروري فهمه لأننا عندما نتحدث باستخدام الجوال فإن اغلبنا يضع الجوال بالقرب من رأسه.  وفي هذا الوضع فإن هناك فرصة كبيرة في أن تمتص اغشية الدماغ الأشعة الكهرومغناطيسية المنبعثة من الجوال.

اعلانات جوجل

ربما تتساءل عزيزي القارئ الأن بينك وبين نفسك أنه لطالما أن اشعة الميكروويف التي يستخدمها الجوال أقل طاقة من الأشعة المرئية (الضوء العادي) إذا لن يكون هناك أية خطورة منها ولكن تذكر أن هذا ليس كل شيء، فحتى الان  يعتقد الكثير من العلماء والباحثين بان الجوال مضر على الانسان وخصوصا الاثر الحراري لامواج الراديو التي تنبعث من الجوال على جسم الانسان.

مخاطر الاشعة المنبعثة من الجوال على الانسان

كل الهواتف المحمولة تبعث قدراً من الاشعة الكهرومغناطيسية التي تحدثنا عنها سابقاً، والابحاث التي يقوم بها العلماء تعتمد على تحديد الكمية التي لو تعرض لها الدماغ فإن هذه الاشعة تصبج غير أمنة للانسان، وكذلك تحديد مخاطر تعرض الانسان لتلك الأشعة الصادرة من أجهزة الجوال على المدى الزمني البعيد.

يمكن تقسيم الاشعة الكهرومغناطيسية إلى نوعين هما:

اشعة مؤينة Ionizing radiation وهي تلك الاشعة التي تحتوي على قدر من الطاقة كافي لانتزاع الذرات والجزيئات من الخلايا الحية، وتعتبر اشعة جاما واشعة اكس من الاشعة المؤينة.  وهذا الاشعة بدون شك تسبب اضراراً على الخلايا الحية.

اشعة غير مؤينة Non-ionizing radiation وهي اشعة امنة ولا تشكل خطر على الانسان. ولكن تسبب ارتفاع درجة حرارة الجزء من الجسم الذي يتعرض لها. ومن هذه الاشعة امواج الراديو والضوء المرئي وامواج الميكروويف.

اثبتت الابحاث العلمية عدم وجود اية مخاطر للاشعة المنبعثة عن الجوال على صحة الانسان، ولكن هذا لا يعني انه لا يوجد اي ضرر من استخدام الجوال، فالاشعة الصادرة من الجوال هي من نوع اشعة الراديو RF وقد ثبت التأثير الضار لاشعة الراديو المركزة على خلايا الانسان، حيث ان لهذه الاشعة القدرة على تسخين الخلايا التي تتعرض لها بنفس فكرة امواج الميكروويف التي تستخدم في الافران لتسخين الاطعمة.  وبالتالي فإن الضرر من هذه الاشعة يكمن في الاثر الحراري الذي تحدثه تلك الاشعة في الخلايا التي لا تستطيع تبديد الحرارة الزائدة بسهولة مثل الخلايا الموجودة في العين، حيث ان معدل تدفق الدم فيها قليل.  هذا بالاضافة الى التأثير على المدى الزمني البعيد والعلماء والباحثون حتى هذه اللحظة لا يجزمون بنفي او اثبات ضرر اشعة الجوال على جسم الانسان، وبعض الدراسات ربطت بين الامراض التي يصاب بها الانسان واستخدامه للجوال ومن هذا الامراض هي السرطان وورم الدماغ والصداع والضعف العام الزهيمر.

ولكن لا يوجد تأكيد جازم على ان الجوال هو السبب الوحيد لهذه الامراض او انه المسبب لها ولازالت الابحاث والدراسات في هذا المجال مستمرة مع التزايد الكبير في استخدام الجوال.

ولهذا فإن كل جهاز جوال جديد يتم انتاجه يخضع لفحص دقيق ولا يتم طرحه في الاسواق الا اذا توافقت مع مواصفات وقياسات مؤسسةFCC لتحديد الاثر الحراري الناتج عن الجوال، ويتم قياس مستوى الاشعاع عن طريق معدل الامتصاص المعياري Specific absorption rate (SAR) والذي يحدد طاقة امواج الراديو التي تمتص بواسطة جسم الانسان. وحتى يحصل الجوال على تصريح بالتداول فإن اقصى قيمة لمعدل الامتصاص المعياري يجب الا تزيد عن 1.6 وات لكل كيلوجرام.

في الصورة المقابلة تجربة قام بها باحثون وضعوا بيضة بين جهازين جوال وقاما بالتحدث من خلالهما عبر السماع الخاصة بكل جوال حتي لا تتغير المسافة بينهما وبين البيضة في الوسط. والذي يدعو للدهشة هو ما ورد على لسان الباحثين ان بعد 15 دقيقة لم يلحظا اي تأثير يذكر ولكن بعد 25 دقيقة بدأت قشرة البيضة تسخن تدريجياً وبعد 40 دقيقة بدأ بياض البيضة يجمد دون الصفار وبعد 65 دقيقة اصبحت البيضة مسلوقة تماماً.

 

ان التقليل من مخاطر الجوال على صحة الانسان والاثار الضارة التي من الممكن ان تسببها لنا تطمس في ظل التنافس الشديد بين الشركات لدرجة اننا لا نفكر بمخاطر هذه التقنيات على حياتنا بقدر سعينا لامتلاك الاحدث دائماً، وفي اغلب النشرات العلمية التي تخفف من مخاطر الجوال على الانسان فإنها تكون صادرة من الشركات المصنعة للجوال، ولهذا يتطلب منا الحذر والتقنين قدر الامكان من التحدث لفترات زمنية طويلة ومنع الاطفال تماماً عن استهدامه وهذه بعض النصائح والارشادات للتقليل من مضار الاشعة الصادرة عن الجوال.

نصائح لمستخدمي الجوال

للتقليل اثار الاشعة المنبعثة من الجوال على الانسان ينصح باتباع الارشادات التالية:

  1. استخدام السماعات الخاصة بالجوال للاتصال والحديث من خلالها.
  2. استخدام الجوال في الاماكن المكشوفة قدر الامكان والابتعاد عن الاماكن المغلقة مثل غرف المكاتب وغيره
  3. التقيل قدرا المكانم استخدام الجوال داخل المباني
  4. حاول ابعاد انتينا الجوال عنك قدر الامكان
  5. لا تترك الجوال مع الاطفال

معلومات تفصيلية عن الاشعة الكهرومغناطيسية تجدها على الانترنت على الرابط التالي:

http://www.hazemsakeek.net/QandA/EMR/electromagneticradiation.htm

 

 

 

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى