Hvilke konklusioner kom der angående elektromagnetiske bølger? Spørgsmål til konsolidering

Maxwell beviste, at enhver ændring over tid magnetfelt fører til fremkomsten af ​​en variabel elektrisk felt, og enhver ændring i det elektriske felt over tid genererer et vekslende magnetfelt (Kilden til det elektromagnetiske felt er elektriske ladninger). Maxwell satte et dybt spor inden for alle områder af den fysiske videnskab, som han nåede at berøre i løbet af sit korte liv: han beskrev elektromagnetiske fænomener ved hjælp af de ligninger, der nu bærer hans navn, i teorien om elasticitet, statistisk mekanik, den kinetiske teori om gasser og, frem for alt teorien om det elektromagnetiske felt en komplet liste over dem.

Det elektromagnetiske felt skal forplante sig i rummet i form forskydningsbølger. I et vakuum vil deres hastighed være km/s (lysets hastighed). I mekaniske bølger energi overføres fra en partikel i mediet til en anden og ankommer samtidig oscillerende bevægelse. B-vektor for magnetisk induktion. E-elektrisk feltstyrke

Tysk fysiker, en af ​​grundlæggerne af elektrodynamikken. Eksperimentelt bevist () eksistensen af ​​elektromagnetiske bølger

Radiobølger: fjernsyn, radio, Mobiltelefoner. Infrarød: opretholdelse af liv på Jorden. (ved en bestemt temperatur). Synligt lys: Fotosyntese forekommer i planter og frigiver ilt, der er nødvendigt for respiration. Ultraviolet: forårsager garvning. Mere end normalt forårsager forbrændinger. Røntgen: fluorografi eller røntgen.

Hvilke konklusioner vedrørende elektromagnetiske bølger fulgte af Maxwells teori? Hvilken fysiske mængder skiftes med jævne mellemrum elektromagnetisk induktion. Under hvilke forhold vil bølgen være intens nok til at blive opdaget? Det elektromagnetiske felt skal forplante sig i rummet i form af tværgående bølger. B-vektor for magnetisk induktion. E-Elektrisk feltstyrke Oscillationer af vektor E og B forekom med en frekvens på mindst svingninger/s.

"Elektromagnetiske bølger og deres egenskaber" - Korte bølger. Elektromagnetiske bølger. Radiobølger. Frembringer en kemisk effekt på fotografiske plader. I 1901 var Roentgen den første fysiker, der opnåede Nobel pris. Begrebet elastisk æter førte til uopløselige modsætninger. Elektromagnetiske bølger er elektromagnetiske svingninger, der forplanter sig i rummet med en endelig hastighed.

"Fysik af elektromagnetiske bølger" - Michael Faraday. 1. Hvad er et elektromagnetisk felt? =. Fysik lektion i 11. klasse lærer - Khatenovskaya E.V. Kommunal uddannelsesinstitution gymnasium nr. 2 i landsbyen Krasnoe. Sådan opstår et elektromagnetisk felt. . Et vekslende magnetfelt skaber et vekslende elektrisk felt og omvendt. Maxwell udtrykte lovene for det elektromagnetiske felt i form af et system af 4 differentialligninger.

"Transformer" - Lektionen bruger digital pædagogiske ressourcer fra http://school-collection.edu.ru. Hvad og hvordan afhænger den inducerede emk i en lederspole? 9. 5. Hvilken enhed skal tilsluttes mellem AC-kilden og pæren? Er det muligt at konvertere en step-up transformer til en step-down transformer? II. 13. Skriv det vigtige ned Transformeren bruger fænomenet elektromagnetisk induktion.

"Elektromagnetiske bølger" - Uddannet fra University of Berlin (1880) og var assistent for G. Helmholtz. 4.3 Eksperimentel undersøgelse af elektromagnetiske bølger. Hvis den optiske vej forskel. Interferensperiode. 4.1 Generering af elektromagnetiske bølger. Hvor. Tilføjet til det velkendte princip. Hovedmaksimum tilsvarende. Figur 7.7.

"Elektromagnetisk felt" - Egenskaber ved elektromagnetiske bølger: Hastigheden af ​​elektromagnetiske bølger i et vakuum er angivet ved latinsk bogstav s: s? 300.000 km/s. Hvad er en elektromagnetisk bølge? Eksistensen af ​​elektromagnetiske bølger blev forudsagt af J. Der vil være en forstyrrelse i det elektromagnetiske felt. 9. klasses fysiklærer, Kommunal Uddannelsesinstitution "Secondary School" Reflektor" Lesnova N.P.

"Elektromagnetiske bølger" - Radiobølger. Radiobølger Infrarød Ultraviolet røntgenstråling. Hvordan er vektorerne E og B orienteret i forhold til hinanden i en elektromagnetisk bølge? De opnås ved hjælp af oscillerende kredsløb og makroskopiske vibratorer. Røntgenstråler. Den del af elektromagnetisk stråling, der opfattes af øjet.

Der er i alt 14 oplæg i emnet

En ladet partikel, såsom en elektron, der bevæger sig med konstant hastighed, udsender ikke elektromagnetiske bølger. Elektromagnetisk stråling forekommer kun under den accelererede () bevægelse af ladede partikler.

Således opstår røntgenstråling som følge af skarp deceleration af en elektronstråle, der kolliderer med antikatoden.

D En anden meget vigtig kilde til elektromagnetiske bølger til forståelse af mange fysiske processer er en elektrisk dipol, der udfører harmoniske svingninger (fig. 7.11). Dipolens elektriske moment ændrer sig med tiden i henhold til den harmoniske lov:

,

Hvor
.

Den frem- og tilbagegående forskydning af en elektrisk ladning svarer til eksistensen af ​​et strømelement, omkring hvilket der ifølge Biot-Savart-Laplace-loven opstår et magnetfelt. Imidlertid vil magnetfeltet i dette tilfælde være variabelt, fordi det aktuelle element, der forårsager det, ændrer sig. Et vekslende magnetfelt forårsager et vekslende elektrisk felt - en elektromagnetisk bølge forplanter sig i mediet. I store afstande fra dipolen (
, - længden af ​​den elektromagnetiske bølge) bliver bølgen sfærisk, i denne bølge bliver vektorerne Og vinkelret på hinanden og på hastighedsvektoren , som igen er rettet langs radiusvektoren . I dette tilfælde vektoren - tangent til parallellen (i overensstemmelse med Biot-Savart-Laplace-loven). I tilfælde af en elektrisk dipol, der udsender en elektromagnetisk bølge, har elektriske ladninger acceleration
.

På samme måde opstår elektromagnetisk stråling, når elektronskaller forskydes i forhold til atomkerner. En sådan forskydning kan forekomme enten som følge af udsættelse for et vekslende elektrisk felt eller som følge af termiske vibrationer af stoffets atomer. Sidstnævnte mekanisme er årsagen til den såkaldte "termiske kur" af opvarmede legemer.

Det er interessant at bemærke, at under periodiske deformationer af den magnetiske dipol udsendes også en elektromagnetisk bølge.

N og fig. Figur 7.12 viser en cylindrisk magnet magnetiseret langs sin akse. Længdedeformation af cylinderen (ved en konstant radius) vil føre til en ændring i magnetiseringen og magnetisk moment:

.

Periodisk deformation af den magnetiserede cylinder er ledsaget af en periodisk ændring i det magnetiske moment og emissionen af ​​en elektromagnetisk bølge. Men i dette tilfælde vektoren er rettet tangentielt til meridianen og vektoren - tangent til en parallel på en sfærisk bølgeoverflade.

Forelæsning 8. Relativitetsprincippet i elektrodynamik

Relativistisk transformation af elektromagnetiske felter, ladninger og strømme. Elektrisk felt i forskellige systemer nedtælling. Magnetisk felt i forskellige referencesystemer. Elektromagnetisk felt i forskellige referencesystemer. Bevis for invariansen af ​​elektrisk ladning. Invarians af Maxwells ligninger under Lorentz-transformationer.

8.1. Relativistisk transformation af elektromagnetiske felter, ladninger og strømme

8.1.1. Elektrisk felt i forskellige referencesystemer

Som det er kendt, forløber mekaniske fænomener i alle inertielle referencesystemer (referencesystemer, der bevæger sig retlinet og ensartet i forhold til hinanden) på samme måde. I dette tilfælde er det umuligt at fastslå, hvilke af disse systemer der er i ro, og hvilke der bevæger sig, og derfor kan vi kun tale om disse systemers relative bevægelse i forhold til hinanden.

Ved hjælp af elektromagnetiske fænomener er det også umuligt at opnå bevis for eksistensen af ​​absolut bevægelse, og derfor bevis for eksistensen af ​​absolutte referencesystemer. Alle referencesystemer, der bevæger sig retlinet og ensartet i forhold til hinanden, er ens, og i alle disse referencesystemer er lovene for elektromagnetiske fænomener de samme. Dette er relativitetsprincippet for elektromagnetiske fænomener: elektromagnetiske fænomener forekommer på samme måde i alle inertielle referencerammer. Derfor kan vi formulere relativitetsprincippet om at opdele det elektromagnetiske felt i et elektrisk felt og et magnetfelt: separat betragtning af de elektriske og magnetiske felter har kun en relativ betydning.

Tidligere blev gensidige transformationer af elektriske og magnetiske felter forårsaget af ændringer i felter over tid overvejet. Lignende fænomener opstår, når det elektromagnetiske felt bevæger sig i forhold til observatøren.

Antag, at en positiv ladning bevæger sig i et magnetfelt i et vakuum. Fra den første observatørs synspunkt (stationært i forhold til magnetfeltet) virker Lorentz-kraften på ladningen:

,

hvor q er ladningsværdien;

- magnetisk feltinduktion;

v – opladningshastighed;

α er vinklen mellem retningen af ​​magnetfeltinduktionsvektoren og partikelhastighedsvektoren.

Retningen af ​​denne kraft er vinkelret på Og , falder sammen med retningen af ​​vektorproduktet
.

OM i forhold til den anden observatør, der bevæger sig sammen med ladningen, er ladningen ubevægelig, selvom den samme kraft virker på den F. Men hvis en kraft, der er proportional med ladningens størrelse, virker på en stationær ladning, betyder det, at der er et elektrisk felt. Styrken af ​​et sådant felt kan bestemmes af formlen

. (8.1)

Vektoren for intensiteten af ​​et sådant elektrisk felt falder sammen i retning med kraftens retning F, dvs. den elektriske feltstyrkevektor er vinkelret på vektorerne Og (Fig. 8.1).

Det elektromagnetiske felt afhænger således af referencerammen. Hvis der i en referenceramme er ét magnetfelt, så eksisterer der både magnetiske og elektriske felter i andre referencerammer, der bevæger sig i forhold til den første.

R Lad os overveje opførselen af ​​det elektriske felt i forskellige referencesystemer. Vi vil betragte referencesystemet, hvor elektriske ladninger eller ledere med ladninger er i hvile, som et stationært referencesystem - et system
. En referenceramme, der bevæger sig med en bestemt hastighed v i forhold til referencesystemet K, bevægeligt referencesystem, system –
(Fig. 8.2).

Lad os antage det i referencesystemet
der er to stationære, ensartet ladede parallelle plader, der bærer ladninger med en tæthed
Og
. Pladerne er firkanter med side "b", parallelt med planet
. Afstanden mellem pladerne 0 er lille sammenlignet med størrelsen af ​​pladerne "b". I denne henseende kan det elektriske felt mellem pladerne betragtes som ensartet. Pladerne er i vakuum, dvs.
. Størrelsen af ​​det elektriske felt målt af en observatør placeret i
- system, lig med
. I dette tilfælde bestemmes komponenten af ​​den elektriske feltstyrkevektor parallel med aksen
. I referencesystemet
, bevæger sig med hastighed i retningen
, ifølge Lorentz transformationer, afstanden falder i enkelt gang. Siden afstanden mellem planer påvirker ikke vektorens størrelse , så ændres det elektriske felt i en given retning ikke. Billedet af de elektriske feltlinjer for dette tilfælde er vist i fig. 8.3.

I et andet tilfælde (fig. 8.4), når pladerne er parallelle med glans
i system
, længden af ​​de langsgående sider reduceres, og firkanterne bliver til rektangler, fladtrykte i bevægelsesretningen. Da den elektriske ladning er en invariant størrelse (ændres ikke) med hensyn til valget af referencesystemet, dvs.
, hvorefter ladningen forbliver konstant, falder overfladearealet derfor i gange overfladeladningstætheden stiger
. Derfor vil den elektriske feltstyrke i en given retning være lig med

, (8.2)

T .e. den tværgående komponent af den elektriske feltstyrke øges i gange sammenlignet med et stationært referencesystem. Som et resultat af dette vil mønsteret af de elektriske feltlinjer for den positive punktladning ændre sig (fig. 8.5). De kondenserer i en retning vinkelret på retningen af ​​ladningens bevægelse.

Det kan påvises, at en lignende ændring i den elektriske feltstyrke vil forekomme i ZOX-planet.

De opnåede resultater kan præsenteres i en anden form. Lad der være to referencerammer
Og . System bevægende forhold specifikt systemet
ved konstant hastighed v parallelt med X-aksen (fig. 8.6). I system
der er et magnetfelt, som er karakteriseret ved intensitetsvektoren H. På det betragtede punkt i rummet "A" er komponenterne af magnetfeltstyrkevektoren henholdsvis ens
. Så på samme punkt, men i systemet , som et resultat af bevægelsen vil der opstå et elektrisk felt med en intensitet E, hvis komponenter er henholdsvis ens
. Ved at anvende formel (8.1) på de individuelle komponenter af den elektriske feltstyrke opnår vi

(8.3)

Hvis i systemet der er også et elektrisk felt, så det resulterende elektriske felt i systemet
vil blive karakteriseret ved den resulterende spændingsvektor E, hvis komponenter er henholdsvis ens

(8.4)

Lad os understrege det v er systemets hastighed i forhold til systemet
.

8.1.2. Magnetisk felt i forskellige referencesystemer

Man ved, at når man flytter elektriske ladninger(når et elektrisk felt bevæger sig, i nærvær af en strøm), opstår et magnetfelt i rummet.

For at bestemme dette felt skal du overveje ladningen +q, der bevæger sig i forhold til den første observatør med hastighed v. En sådan ladning skaber et magnetfelt med en intensitet

, (8.5)

Hvor r– radiusvektor trukket fra ladningen til det betragtede punkt i rummet.

Siden i udtryk (8.5)
- induktion af det elektriske felt, der skabes af ladningen i det betragtede punkt A, som er relateret til den elektriske feltstyrke ved relationen
, så under hensyntagen til vektorens retning D(hvis retningen falder sammen med retningen af ​​radiusvektoren r på et givet tidspunkt) kan skrives

. (8.6)

Udtryk (8.6) er modulet af vektorproduktet, dvs.

. (8.7)

Relation (8.7) giver os mulighed for at angive, at vektoren H vinkelret på vektorerne v Og D.

For den anden observatør, der bevæger sig sammen med ladningen, er der kun et elektrisk felt, hvis induktionsvektor er lig med D. I en stationær referenceramme er der således kun et elektrisk felt, og i en bevægelig referenceramme er der elektriske og magnetiske felter (fig. 8.7).

U Vi etablerer en sammenhæng mellem karakteristika af elektriske og magnetiske felter. For at gøre dette introducerer vi to referencesystemer, hvoraf det ene (K) bevæger sig i forhold til det andet (K") i retning X 1 (fig. 8.8). Vi antager, at ladningen er i hvile i referencerammen K". I dette tilfælde vil det elektriske felt af den valgte ladning bevæge sig i forhold til systemet K med en hastighed på "-v". Ved at bruge formel (8.6) for komponenterne i magnetfeltstyrkevektoren (under hensyntagen til tegnet for hastigheden v), vil vi have

(8.8)

Hvis der i K-systemet også er et magnetfelt med styrkekomponenter
, så vil det resulterende magnetfelt på det pågældende punkt i rummet blive karakteriseret ved komponenterne i intensitetsvektoren for dette magnetiske felt:

(8.9)

I relationer (8.9) er hastighed v bevægelseshastigheden af ​​systemet K (hvori der er et magnetfelt med komponenter af intensitetsvektoren
) i forhold til systemet K ".

Det skal bemærkes, at relationer (8.9) til transformation af magnetiske felter kun er gyldige i det tilfælde, hvor bevægelsen sker ved hastigheder, der er meget lavere end lysets udbredelseshastighed i vakuum.

8.1.3. Elektromagnetisk felt i forskellige referencesystemer

Udtrykket for Lorentz-kraften, der virker på en punktladning i et elektromagnetisk felt, blev opnået under hensyntagen til invarianskravene for den relativistiske bevægelsesligning:

.

Følgelig må udtrykket for Lorentz-kraften også være relativistisk invariant, dvs. har samme udseende i alle inertielle referencesystemer. Hvis der således er to referencesystemer K og K ", hvoraf det ene, for eksempel K ", bevæger sig ensartet og retlinet med hastigheden v i forhold til ramme K, så vil udtrykkene for Lorentz-kraften i disse referencesystemer have formen

(8.10)

. (8.11)

Ved at bruge den relativistiske invarians af udtrykket for Lorentz-kraften (8.10) og (8.11) og under hensyntagen til transformationsformlerne for kræfter under overgangen fra en inertialramme til en anden, er det muligt at opnå relationer mellem vektorerne for den elektriske og magnetiske felter i det elektromagnetiske felt i forskellige referencesystemer. Et særligt tilfælde af sådanne transformationer blev overvejet tidligere.

Formler for krafttransformation har formen

(8.12)

(8.13)

, (8.14)

hvor v – relativ hastighed bevægelser af referencesystemer;

u x , u y , u z - projektioner af en ladet partikels bevægelseshastighed på de tilsvarende koordinatakser;

.

Lad os indsætte deres udtryk (8.10), (8.11) i formlen (8.13) i stedet for F y og F y ", vil vi have

. (8.15)

Eksklusive mængderne fra formel (8.15) Og ved at bruge formlerne til at tilføje hastigheder i relativitetsteorien
Og
, der grupperer alle led på venstre side af relationen (8.15), finder vi

(8.16)

Ligestilling (8.16) gælder for vilkårlige værdier Og . Som følge heraf er udtrykkene i parentes (8.16) individuelt lig med nul. Ved at sidestille dem med nul får vi transformationsformlerne for de elektromagnetiske feltvektorer:

(8.17)

(8.18)

(8.19)

På samme måde kan vi, baseret på relation (8.14), opnå transformationsformler for andre komponenter af vektorer E Og B:

(8.20)

(8.21)

(8.22)

Udledning af konverteringsformlen for projektion af vektoren for elektrisk feltstyrke ( E) E x kan beregnes ved hjælp af relationen

. (8.23)

Gør vi det samme som i tidligere tilfælde, reducerer vi relationen (8.23) til formen

Hvor
.

Ved at bruge formlerne (8.19) og (8.22) finder vi det

. (8.25)

Transformationsformlerne for de elektromagnetiske feltvektorer har således formen

(8.26)

Formler til transformation af elektromagnetiske feltvektorer (8.26) giver os mulighed for at bestemme vektorerne for dette felt i en hvilken som helst inertiel referenceramme, hvis de er kendt i en af ​​dem.

8.1.4. Bevis for elektrisk ladningsinvarians

Lad en positiv elektrisk ladning bevæge sig ind
-system, som vist i fig. 8,9, på tværs af det elektriske felt med intensitet . Så i systemet , bevæger sig med hastighed , bliver en ladning stationær i dette system påvirket af en kraft

. (8.27)

Fra relativistisk dynamik ved man, at i systemet (på en medfølgende partikel i bevægelse
) kraft virker

. (8.28)

Da venstre side af ligheder (8.27) og (8.28) er ens, så er højre sider også ens, hvilket er muligt, når
. Denne konklusion er i overensstemmelse med antagelsen ovenfor om afgiftsinvarians og kan betragtes som et simpelt bevis på denne erklæring.

Det skal bemærkes, at volumenladningstætheden  ændres i overensstemmelse med Lorentz-transformationer. Dette skyldes det faktum, at volumen ladningstæthed

.

Med ensartet ladningsfordeling

.

Volumenet under overgangen fra et inertisystem til et andet ændres ifølge Lorentz-transformationerne, ifølge loven

.

Følgelig ændres den volumetriske ladningstæthed i overensstemmelse med loven, når man bevæger sig fra et inertiereferencesystem til et andet:

. (8.29)

Ved overgang fra et inertisystem til et andet, for den elektriske ladning, vi opnår

. (8.30)

Fra relation (8.30) er det klart, at når man bevæger sig fra en referenceramme til en anden, forbliver ladningen en konstant værdi, dvs. elektrisk ladning er invariant med hensyn til Lorentz-transformationer.

Det er kendt, at Joule-Lenz-loven i differentiel form i en stationær referenceramme viser strømtæthedens afhængighed af den elektriske feltstyrke:

.

Det kan påvises, at strømtætheden j i et stationært medie, hvor ladninger bevæger sig med hastighed v i et elektromagnetisk felt med spændinger E Og B, ændringer i overensstemmelse med Lorentz-transformationerne i henhold til loven

, (8.31)

hvor er størrelserne af vektorerne E Og B(samme som vektorer E " Og B " ) defineres på samme måde som i klassisk elektrodynamik, dvs. i det væsentlige ved ligheder (8.10 og 8.11).

I dette arbejde blev spørgsmål som begrebet bølger, elektromagnetiske bølger og deres eksperimentelle detektion, egenskaber af elektromagnetiske bølger og skalaen af ​​elektromagnetiske bølger overvejet.

Elektromagnetiske bølger er processen med udbredelse af et elektromagnetisk felt i rummet.

Eksistensen af ​​elektromagnetiske bølger blev teoretisk forudsagt af den engelske fysiker J.C. Maxwell. Det er kendt, at elektricitet genererer et magnetfelt (Oersteds eksperiment), et skiftende magnetfelt genererer en elektrisk strøm (Faradays eksperiment). Med disse eksperimentelle fakta i tankerne skabte den engelske fysiker Maxwell teorien om elektromagnetiske bølger. Baseret på sine ligninger kom han til den konklusion, at i et vakuum og dielektrikum forplanter sig vilkårlige forstyrrelser af det elektromagnetiske felt i form af en elektromagnetisk bølge.

Således fører den accelererede bevægelse af elektriske ladninger til fremkomsten af ​​elektromagnetiske bølger - indbyrdes relaterede ændringer i de elektriske og magnetiske felter. Ifølge Maxwell: et vekslende magnetfelt genererer et elektrisk hvirvelfelt (fænomenet elektromagnetisk induktion), og et vekslende elektrisk felt genererer et vortex-magnetisk felt (magnetoelektrisk induktion). Som et resultat opstår et enkelt elektromagnetisk felt i tilstødende områder af rummet.

Ifølge Maxwell:

En elektromagnetisk bølge er tværgående, da vektorerne elektrisk feltstyrke og magnetisk feltstyrke er vinkelrette på hinanden og ligger i et plan vinkelret på bølgens udbredelsesretning, deres udbredelseshastighed i vakuum er cirka 300.000 km/s, dette bølge bærer energi;

Elektromagnetiske bølger bærer ligesom andre bølger energi. Denne energi er indeholdt i udbredelse af elektriske og magnetiske felter;

En elektromagnetisk bølge skal have momentum og derfor udøve tryk på legemer.

De første eksperimenter med elektromagnetiske bølger blev udført i 1888 af G. Hertz. Ved hjælp af et gnistgab og en lignende modtager modtog og optog han elektromagnetiske bølger, opdagede deres refleksion og brydning. Yderligere undersøgelser af elektromagnetiske bølger viste, at de har evnen til at opleve refleksion, brydning, diffraktion, interferens og polarisering.

Fortjenesten for den praktiske brug af elektromagnetiske bølger i radiokommunikation tilhører den russiske fysiker A.S. Popov.

Betydningen af ​​Maxwells teori:

1. Maxwell viste, at det elektromagnetiske felt er et sæt af indbyrdes forbundne elektriske og magnetiske felter.

2. Forudsagt eksistensen af ​​elektromagnetiske bølger, der forplanter sig fra punkt til punkt med en endelig hastighed.

3. Viste, at lysbølger er elektromagnetiske bølger, og i deres fysisk natur er ikke anderledes end andre elektromagnetiske bølger - radiobølger, infrarød, ultraviolet, røntgen og gammastråling.

4. Sammenkoblet elektricitet, magnetisme og optik.

Elektromagnetiske bølger Begrebet elektromagnetiske bølger Dannelse af elektromagnetiske bølger Typer elektromagnetisk stråling deres egenskaber og anvendelse Udført af studerende fra gruppe TE-21: Sizikov Andrey

Naturen af ​​en elektromagnetisk bølge En elektromagnetisk bølge er udbredelsen af ​​vekslende (hvirvel) elektriske og magnetiske felter i rummet over tid.

Dannelse af elektromagnetiske bølger Elektromagnetiske bølger studeres ved oscillerende ladninger, og det er vigtigt, at sådanne ladningers bevægelseshastighed ændrer sig med tiden, dvs. de bevæger sig med acceleration.

Historisk reference Maxwell var dybt overbevist om virkeligheden af ​​elektromagnetiske bølger, men levede ikke for at se deres eksperimentelle opdagelse. Kun 10 år efter hans død blev elektromagnetiske bølger eksperimentelt opnået af Hertz. I 1895 demonstrerede A. S. Popov praktisk brug EMW til radiokommunikation. Nu ved vi, at hele rummet omkring os bogstaveligt talt er gennemsyret af elektromagnetiske bølger med forskellige frekvenser.

Elektromagnetiske bølger med forskellige frekvenser er forskellige fra hinanden. I øjeblikket er alle elektromagnetiske bølger opdelt efter bølgelængde (og følgelig efter frekvens) i seks hovedområder: radiobølger, infrarød stråling, synlig stråling, ultraviolet stråling, røntgenstråler, γ-stråling

Radiobølger produceres ved hjælp af oscillerende kredsløb og makroskopiske vibratorer. Egenskaber: radiobølger med forskellige frekvenser og med forskellige bølgelængder absorberes og reflekteres forskelligt af medier. udviser diffraktions- og interferensegenskaber. Anvendelse: Radiokommunikation, fjernsyn, radar.

Infrarød stråling (termisk) Udsendes af atomer eller molekyler af et stof. Infrarød stråling udsendes af alle legemer ved enhver temperatur. Egenskaber: passerer gennem nogle uigennemsigtige kroppe, såvel som gennem regn, dis, sne, tåge; producerer en kemisk effekt (photoglastinki); bliver absorberet af et stof, varmer det det op; usynlig; i stand til interferens og diffraktionsfænomener; registreret ved termiske metoder. Anvendelse: Natsynsapparat, retsmedicin, fysioterapi, i industrien til tørring af produkter, træ, frugter.

Synlig stråling Den del af elektromagnetisk stråling, der opfattes af øjet. Egenskaber: refleksion, brydning, påvirker øjet, i stand til at sprede, interferens, diffraktion.

Ultraviolet stråling Kilder: gasudladningslamper med kvartsrør. Udstrålet af alle faste stoffer, for hvilke t 0> 1 000 ° C, samt lysende kviksølvdamp. Egenskaber: Høj kemisk aktivitet, usynlig, høj gennemtrængningsevne, dræber mikroorganismer, har i små doser en gavnlig effekt på menneskekroppen (garvning), men i store doser har det en negativ effekt, ændrer celleudvikling, stofskifte. Anvendelse: i medicin, i industrien.

Røntgenstråler udsendes ved høje elektronaccelerationer. Egenskaber: interferens, røntgendiffraktion ved krystalgitter, høj gennemtrængningskraft. Bestråling i store doser forårsager strålesyge. Anvendelse: i medicin med det formål at diagnosticere sygdomme indre organer; i industrien til kontrol indre struktur forskellige produkter.

γ-stråling Kilder: atomkerne ( nukleare reaktioner). Egenskaber: Har enorm gennemtrængende kraft og har en stærk biologisk effekt. Anvendelse: I medicin, produktion (γ-fejldetektion).

Påvirkningen af ​​elektromagnetisk stråling på levende organismer elektromagnetisk stråling med en frekvens på 50 Hz, som skabes af AC-ledninger, med langvarig eksponering forårsager døsighed, træthedstegn og hovedpine. For ikke at øge effekten af ​​husholdnings elektromagnetiske stråling anbefaler eksperter ikke at placere elektriske apparater, der opererer i vores lejligheder tæt på hinanden - en mikrobølgeovn, en elektrisk komfur, et tv, vaskemaskine, køleskab, strygejern, elkedel. Afstanden mellem dem skal være mindst 1,5-2 m. Dine senge skal være i samme afstand fra tv'et eller køleskabet.

Elektromagnetisk strålings indflydelse på levende organismer Radiobølger Infrarød Ultraviolet røntgen γ-stråling Lektier: Skriv i din notesbog om effekten af ​​hver stråling på mennesker, dyr og planter.

Spørgsmål til konsolidering 1. Hvad kaldes en elektromagnetisk bølge? 2. Hvad er kilden til en elektromagnetisk bølge? 3. Hvordan er vektorerne E og B orienteret i forhold til hinanden i en elektromagnetisk bølge? 4. Hvad er udbredelseshastigheden af ​​elektromagnetiske bølger i luft?

Spørgsmål til konsolidering 5. Hvilke konklusioner vedrørende elektromagnetiske bølger fulgte af Maxwells teori? 6. Hvilke fysiske størrelser ændrer sig periodisk i en elektromagnetisk bølge? 7. Hvilke sammenhænge mellem bølgelængden, dens hastighed, periode og frekvens af svingninger er gyldige for elektromagnetiske bølger? 8. Under hvilke forhold vil bølgen være intens nok til at blive opdaget?

Spørgsmål til konsolidering 9. Hvornår og af hvem blev elektromagnetiske bølger første gang modtaget? 10. Giv eksempler på anvendelse af elektromagnetiske bølger. 11. Arranger de elektromagnetiske bølger af forskellig art i rækkefølge efter stigende bølgelængde: 1) infrarød stråling; 2) røntgenstråling; 3) radiobølger; 4) γ-bølger.