Электромагнитные волны — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья. Существование электромагнитных волн было предсказано М. Фарадеем еще в 1. Максвелл в 1. 86.

Максвелла уравнения), описывающей электромагнитное поле, теоретически показал, что электромагнитное поле в вакууме может существовать и в отсутствие источников — зарядов и токов. Поле без источников имеет вид волн, распространяющихся с конечной скоростью, которая в вакууме равна скорости света: с = 2.

Совпадение скорости распространения электромагнитных волн в вакууме с измеренной ранее скоростью света позволило Максвеллу сделать вывод о том, что свет представляет собой электромагнитные волны. Подобное заключение в дальнейшем легло в основу электромагнитной теории света.

В 1. 88. 8 году теория электромагнитных волн получила экспериментальное подтверждение в опытах Г. Используя источник высокого напряжения и вибраторы (см. Герца вибратор), Герцу удалось выполнить тонкие эксперименты по определению скорости распространения электромагнитной волны и ее длины. Экспериментально подтвердилось, что скорость распространения электромагнитной волны равна скорости света, что доказывало электромагнитную природу света.

В электродинамике электромагнитное поле описывается четырьмя уравнениями Максвелла, благодаря которым существует возможность единым образом подойти к описанию радиоволн, света, рентгеновских лучей и гамма- излучения. Оказалось, что они представляют собой не излучения различной природы, а электромагнитные волны с различной длиной волны. В однородной и изотропной среде, свободной от зарядов и токов, уравнения Максвелла приводят к волновым уравнениям, которые показывают, что электромагнитные поля могут существовать в виде электромагнитных волн, скорость которых равна n = 1/v(eeоmmо) = с/v(em), где eо и mо — электрическая и магнитная постоянные, e и m — электрическая и магнитная проницаемость среды. В вакууме эта скорость равна скорости света,так как e= 1 и m= 1. В веществе скорость распространения электромагнитных волн всегда меньше, чем в вакууме. Колебания электрического и магнитного полей в свободной электромагнитной волне происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях в направлениях, перпендикулярных направлению распространения волны. Из уравнений Максвелла следует, что векторы напряженностей Е и Н переменного электромагнитного поля для однородной и изотропной среды вдали от зарядов и токов удовлетворяют волновым уравнениям: DЕ = d.

Способ описания электромагнитных явлений в веществе был найден. Этот способ опирается на четыре вектора макроскопического электромагнитного поля: векторы. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ И ТЕОРИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ. Из теории Максвелла вытекает ряд важных выводов: 1. Электромагнитные волны распространяются в веществе с конечной скоростью . Собственно, свет — это и есть особый вид электромагнитных волн. Разделить эту пару волн невозможно — это единое электромагнитное явление.

Электромагни. Максвелл создаёт теорию электромагнитного поля, согласно которой.

Е/v. 2dt. 2DН = d. Н/v. 2dt. 2Всякая функция, удовлетворяющая этим уравнениям, описывает некоторую волну.

Следовательно, электромагнитные поля могут существовать в виде электромагнитных волн. В отличие от статического электрического и магнитного полей, которые не существуют в отрыве от источника, электромагнитная волна существует без источника в том смысле, что после ее излучения электромагнитное поле не связано с источником.

Независимо от природы электромагнитные волны обладают общими свойствами. На скорость и характер распространения электромагнитных волн существенно влияет среда, в которой они распространяются. Электромагнитные волны могут испытывать преломление, в реальных средах имеет место дисперсия волн, вблизи неоднородностей наблюдаются дифракция волн, интерференция волн, полное внутреннее отражение и другие явления, свойственные волнам любой природы. Если среда неоднородна или содержит поверхности, на которых изменяются ее электрические или магнитные свойства, или если в пространстве имеются проводники, то тип возбуждаемых и распространяющихся электромагнитных волн может существенно отличаться от плоской линейно- поляризованной волны. Электромагнитные волны могут распространяться вдоль направляющих поверхностей (поверхностные волны), в передающих линиях и в полостях, образованных хорошо проводящими стенками. В бегущей монохроматической электромагнитной волне плотности энергии электрического и магнитного полей, совершая гармоническое колебание с частотой 2.

Напряженности электрического и магнитного полей в свободной электромагнитной волне взаимосвязаны: v(eeо). Е = v(mmо). Н,причем эти соотношения связывают как мгновенные, так и амплитудные значения полей. Электромагнитные волны различных частотных диапазонов характеризуются различными способами возбуждения. Источником электромагнитных волн может быть любой электрический колебательный контур или проводник, по которому течет переменный электрический ток, так как для возбуждения электромагнитных волн необходимо создать в пространстве переменное электрическое поле или соответственно переменное магнитное поле.

На расстоянии от источника много большем . Они поперечные и линейно поляризованы. Монохроматическую и когерентную волну излучает гармонический осциллятор.

Ее рассматривают как монохроматическую волну, у которой постоянна частота колебаний. Свет представляет собой электромагнитные волны определенной длины волны.

Опыты, в которых была открыта поляризация света, указывают на то, что эти волны поперечные. В случае анизотропии среды могут возникнуть изменения поляризации. В общем случае концы поляризованной плоской волны описывают эллипсоид, и такая волна называется поляризованной эллиптически. Поляризация электромагнитной волны — очень важное ее свойство. От положения плоскости поляризации по отношению к отражающей поверхности зависит коэффициент отражения волны, степень поглощения волны кристаллами и характер рассеяния неоднородностями. Реальные электромагнитные волны имеют более сложную структуру, и на практике когерентной называют волну, у которой не меняется фаза за время наблюдения того или иного явления.

Характер изменения во времени Е и Н электромагнитной волны определяется законом изменения тока I и зарядов e, ее возбуждающих. Однако ее форма повторяет форму тока только в случае, если электромагнитные волны распространяются в линейной среде, электрические и магнитные свойства которой не зависят от Е и Н. Частота колебаний электрического и магнитного полей в электромагнитной волне связана с длиной волны соотношением: l= с/n. Электромагнитная волна обладает энергией, импульсом, массой, а если она является эллиптически- и циркулярнополяризованной, то обладает еще и моментом импульса.

Электромагнитная волна переносит энергию. Средняя величина энергии плоской поляризованной волны. W> = eeo. A2/2. Дж/см. 3. Энергия волны Ев, протекающая через поверхность S , перпендикулярную распространению волны, за время t , равна Ев = W> c.

St. Величину I =W> cназывают интенсивностью. Если электромагнитные волны поглощаются или отражаются телами, то из теории Максвелла следует, что электромагнитные волны должны оказывать на тела давление.

Когда волна поглощается, ее импульс передается тому объекту, который ее поглощает, следовательно, при поглощении электромагнитная волна оказывает давление на преграду. Давление электромагнитных волн объясняется том, что под действием электрического поля волны заряженные частицы вещества начинают упорядоченно двигаться и подвергаются со стороны магнитного поля действию сил Лоренца. Однако величина этого давления ничтожно мала. Существование давления электромагнитных волн приводит к выводу о том, что электромагнитному полю присущ механический импульс, модуль которого равен энергии, деленной на скорость света. Впервые давление электромагнитных волн экспериментально было обнаружено П. Лебедевым в 1. 90. Появление квантовых генераторов, в частности лазеров, позволило получить значения напряженности электрического поля в электромагнитных волнах, сравнимых с внутриатомными полями.

Это привело к развитию нелинейной теории электромагнитных волн. При распространении электромагнитной волны в нелинейной среде ее форма изменяется. В зависимости от длины электромагнитных волн существуют различные способы их излучения и регистрации, такие волны по- разному взаимодействуют с веществом и т. В вакууме электромагнитные волны распространяются со скоростью света независимо от частоты колебаний.

Радиоволны, рентгеновские лучи и гамма- излучение находят свое место в единой шкале электромагнитных волн, причем между соседними диапазонами шкалы нет резкой границы. Процессы излучения и поглощения электромагнитных волн от самых длинных волн до инфракрасного излучения достаточно полно описываются соотношениями электродинамики. Источниками низкочастотных колебаний с частотой n - до 1.

Гц, и длиной волны . Диапазон радиоволн простирается от длинных ДВ до ультракоротких УКВ и СВЧ волн. Источниками возбуждения радиоволн с частотой 3. Гц и длиной волны . Для радиоволны простейшим излучателем является электрический диполь — отрезок проводника, по которому протекает переменный ток. Такой диполь называется антенной.

Источником возбуждения инфракрасного излучения частотой порядка 1. Гц и длинами волн порядка 3. Источником возбуждения ультрафиолетового излучения с частотой порядка 7,5. Гц, а также мягкого рентгеновского излучения, используемого в медицине, является излучение атомов при воздействии на них ускоренных электронов. Для возбуждения волн оптического и рентгеновского диапазонов характерны процессы, происходящие внутри атомов вещества, а для . Процессы в атомах при воздействии на них ускоренных заряженных частиц сопровождаются гамма- излучением.

Еще более коротковолновое излучение возникает при торможении быстро заряженных частиц в веществе. Переход атомного ядра из одного состояния в другое или, например, аннигиляция частиц приводят к испусканию . Жесткое гамма- излучение сопровождает ядерные процессы и радиоактивный распад.

Электромагнитному излучению присущи черты дискретности. По мере перехода от более длинных волн (малых частот) к более коротким (большим частотам) волновые свойства электромагнитных волн (интерференция, дифракция, поляризация) проявляются слабее, а квантовые свойства, в которых определяющую роль играет энергия hn, проявляются сильнее. На высоких частотах доминируют процессы, имеющие существенно квантовую природу, а в оптическом диапазоне, и тем более в диапазонах рентгеновских и гамма- лучей, излучение и поглощение электромагнитных волн может быть описано только на основе представлений о дискретности этих процессов.

Электромагнитное поле. Электромагнитные волны : : Класс! ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ- это порождающие друг друга переменные электрические и магнитные. Теория электромагнитного поля создана Джеймсом Максвелломв 1. Он теоретически доказал, что: любое изменение со временем магнитного поля приводит к возникновению. Если электрические заряды движутся с ускорением, то создаваемое.

Источниками электромагнитного поля могут быть: - движущийся магнит; - электрический заряд, движущийся с ускорением или колеблющийся. Электрическое поле существует всегда вокруг электрического заряда, в любой системе отсчета, магнитное – в той, относительно которой электрические заряды движутся, электромагнитное – в системе отсчета, относительно которой электрические заряды движутся с ускорением.

ПОПРОБУЙ РЕШИ ! Кусок янтаря потёрли о ткань, и он зарядился статическим электричеством. Какое поле можно обнаружить вокруг неподвижного янтаря? Вокруг движущегося? Автомобиль равномерно и прямолинейно движется.

Можно ли обнаружить постоянное. Какое поле возникает вокруг электрона.

Можно ли обнаружить магнитное поле в системе отсчёта, связанной с одним из. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ- это электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве. Свойства электромагнитных волн: -распространяются не только в веществе, но и в вакууме; - распространяются в вакууме со скоростью света ( С = 3. Источником электромагнитных волн.

Колебания электрических зарядов сопровождаются электромагнитным излучением, имеющим частоту, равную частоте колебаний. ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН Все окружающее нас пространство пронизано электромагнитным излучением. Солнце, окружающие нас тела. Метры. Радиоволны—это электромагнитные. В радиосвязи радиоволны создаются высокочастотными токами, текущими. Радиоволны различной длины распространяются по- разному. Источниками инфракрасного излучения служат печи, батареи водяного.

С помощью специальных приборов инфракрасное излучение можно преобразовать. Инфракрасное излучение применяется для сушки окрашенных изделий. Значения этого участка спектра электромагнитных излучений. Свет является обязательным условием для развития зеленых растений. Земле. Ультрафиолетовые излучение способно убивать белезнетворных. Ультрафиолетовое.

В качестве источников ультрафиолетового излучения в медицине используются. Трубки таких ламп изготовляют из кварца, прозрачного для ультрафиолетовых. Они проходят без существенного поглощения через значительные. Обнаруживают рентгеновские лучи по их способности вызывать определенное. Способность рентгеновских лучей проникать через толстые слои вещества.

В технике рентгеновские лучи применяются для контроля внутренней. Рентгеновское излучение обладает сильным биологическим действием. Это излучение сpавнительно безопасно. УФ –лампы, пpименяемые для искусственного загаpа и в медицине. Видео Уроки Игры На Скрипке Торрент.

УФ – бактерицидные лампы, пpименяемые для обеззараживания помещений, канцеpогенно действуют на кожу, сжигают листья pастений. Каждому органу присущи свои электромагнитные поля. В течение. жизни поле человека постоянно меняется. Наиболее совершенный прибор для определения электромагнитных полей. Он позволяет точно измерить поле в разных. С помощью энцефалографа.