Az elektromágneses hullámok - az elektromágneses hullámok és a hullámok - elektrodinamika - az összes tanulságot Fizika 11
Tanulmány az új anyag
1. Mint elektromágneses hullám keletkezik
Elektromos töltés mozog egyenletesen vákuum, nem sugároz energiát. Ez következik a relativitás elve, amely szerint minden inerciális referencia-keret egyenértékűek. Egy olyan rendszerben, egy mozgó töltés, ez fix, és a fix díjak nem bocsátanak ki.
Egy másik kép keletkezik, amikor a töltés hatására a külső erők felgyorsul. Meg van egy energia mező, és így a tömeg, hogy úgy mondjam, elválasztjuk a töltés, és sugárzott a térbe fénysebesség. Sugárzás jelentkezik, amíg a töltés működik, külső erő, hogy továbbítja a gyorsulás.
Csak terheket, amelyek együtt mozognak gyorsulással energia keresztül továbbítja az elektromágneses mező által létrehozott őket.
Amikor áthaladt a vezeték egy váltakozó áram, akkor a vezeték periodikusan változik a mágneses mező. A váltakozó mágneses mezőt hoz létre váltakozó elektromos mező, ami viszont generál egy váltakozó mágneses mezőt, és így tovább. Al. Azaz, azt látjuk, a térbeli eloszlása az elektromágneses tér rezgéseinek.
Mint ismeretes, a terjedését az anyag vagy a térben mezőt oszcillációk úgynevezett hullám.
Ø Az elektromágneses hullám - ez a folyamat a terjesztés térben során a szabad elektromágneses mező időben.
Következésképpen, az elektromágneses hullám forrás lehet egy töltött test mozgó gyorsítás vagy a vezeték, amelyen keresztül folyik egy váltakozó áram.
Bármilyen kör AC energiát sugároz. Mindazonáltal a hagyományos rezgőkör bocsát ki nagyon gyenge. Ennek két oka van:
1) elég magas frekvenciájú (gyakorisága a sugárzás intenzitása arányos a negyedik hatványával);
2) hullámok által kibocsátott különböző áramköri részek ellenfázisban és kioltják egymást.
Ø A kör nem sugároz az űrbe villamos energia úgynevezett zárt.
Ahhoz, hogy a fény erősebb, szükséges, hogy jelentősen növeli a frekvenciát. Ítélve a képlet:
erre a célra szükséges, hogy csökkentse az L és C visszavonása razdvizheniya induktivitás és a kapacitás lemezek jelentős mértékben növeli a frekvencia. A rezgőkör jól kisugárzott elektromágneses hullám, meg kell növelni a teret, amelyben az elektromágneses tér van kialakítva. Ehhez áramkört kell telepíteni (tett nyílt), amely a legkönnyebben elérni, egymástól kondenzátor lemezeket távolság a legnagyobb lehet.
Ez egy egyenes vezető (vibrátor) egy egyszerű példa egy nyitott rezgőkör.
3. A fizikai mennyiségek jellemző elektromágneses hullám
Szerint a Maxwell elmélete az elektromágneses hullám hordozza az energiát. elektromágneses hullám energia ebben az időpontban periodikusan változik változik a térben vektorok. Az elektromos és mágneses mezők az elektromágneses hullám merőlegesek egymásra, amelyek mindegyike irányára merőleges hullámterjedés.
Az ábra azt mutatja, vázlatosan a függését a koordinátákat a vektor az elektromos mező és a mágneses térerőt olyan elektromágneses hullám egy adott időben. Minden egyes pontot a térben, amelyeken keresztül az elektromágneses hullám mozog, a nagysága az elektromos mező arányos a mágneses mező vektor, és ezek a vektorok mindig irányul derékszögben egymáshoz. Crest hullámok mozognak a térben a fénysebesség c.
Így, az elektromágneses hullám egy keresztirányú hullám. Az elektromágneses hullám, mint a mechanikai, azzal jellemezve, hogy az időszak, és az oszcillálás frekvenciáját hullámhossz és terjedési sebessége.
A sebessége terjedési elektromágneses hullám - az a távolság, amelyen a hullám terjed időegység: = s / t.
A terjedési sebessége az elektromágneses hullám vákuumban állandó, és egyenlő a fény sebessége vákuumban: c = 3 x 108 m / s.
A hullámhossz λ - az a távolság, amely be van vonva egy elektromágneses hullám egy periódus alatt.
Az elektromágneses hullám vákuumban időszakban T. v frekvenciájával és hullámhossz λ kapcsolódnak a λ = cT = c / v. Egy periódus alatt a hullám halad egyenlő távolság a hullámhossz.
Sok tudós megkérdőjelezte helyességét Maxwell elektromágneses mező elmélet. 1886 Genrih Gerts úgy döntött, hogy létrehoz egy kísérletet, hogy cáfolni elmélet Maxwell. A kísérlet abból állt, hogy a keskeny rés nyílt hurok szikra gerjesztjük magas feszültség.
Dipól antenna sugárzó elektromágneses hullámok főként merőleges irányban a vezeték. A vektor ez a hullám mozgott párhuzamosan a vibrátort, és a vektor - merőleges a vibrátor. sugárzás tengely vibrátor nem fordul elő az irányt.
Szükséges volt, hogy olyan módszert találni a felderítése és kivizsgálása érdekében az elektromágneses hullámokat. Hertz használni erre a második (vételi) egy vibrátort.
Ez vibrátort nem kapcsolódik semmilyen nagyfeszültségű forrást. Ezért ingadozások lehetett csak akkor fordul elő hatása alatt az elektromágneses hullámokat. Előfordulására vonatkozó ingadozások jelezhet apró szikra a különbség іskrovomu részesülő vibrátor. Nagyításhoz a rezgési amplitúdó ebben vibrátor, a rezonancia jelenség használtunk: természetes frekvenciája a vibrátor a fogadó egybeesik a természetes frekvenciája oszcillációk a jelátalakító. A kísérleti elrendezés ábra mutatja Hertz.
Hertz nem csak a kapott elektromágneses hullámokat, hanem tanult tulajdonságaik. Hertz kísérletei azt mutatták, hogy az elektromágneses hullámok tükröződnek a karmester, megtört a felület a dielektromos іnterferuvati, könyök körüli akadályok, akkor polarizálja. Ebben a visszatükröződés, interferencia és elhajlási az elektromágneses hullámok fordul elő ugyanazon szabályok vonatkoznak, mint a fény. Így, Hertz kísérletileg megerősítette Maxwell kimenete az elektromágneses fény természete.
Hertz írta:”. ismertetett kísérletek bizonyítják a személyazonosságát fény, hő sugárzás és elektrodinamikus hullámmozgás. "
ASSIGNMENT tanulmányi anyag
1. A vízszintes vezeték, azzal jellemezve, váltakozó árammal nagyfrekvenciás, mentén elhelyezett párhuzamos. Milyen irányban (lehetőleg) terjednek az elektromágneses hullámok terjedését a vezető?
2. Az adó és vevő vibrátorok vannak elrendezve merőlegesek egymásra. Ne rezgések a befogadó vibrátor?
2). Tanulunk, hogy megoldja a problémákat,
1. Egy bizonyos ponton a térben indukciós mágneses mező az elektromágneses hullám változik nullától a maximális értéke 2 ms. Mi a hullámhossz?
2. A hossza a rádióhullám vákuumban egyenlő 60 m. Az elektromos mező a hullám csökken a maximális nullára?
Mit tanultunk
• Csak akkor töltse mozgó gyorsulás, átadhatja energia közvetett módon, egy elektromágneses mező által létrehozott őket.
• Elektromágneses hullám - ez a folyamat terjedésének térben van a szabad elektromágneses mező időben.
• A sebesség elektromágneses hullámok terjedését - a távolság, amelynél a hullám terjed át egységnyi idő:
• A hullámhossz λ - az a távolság, amely be van vonva egy elektromágneses hullám egy periódus alatt.
• Az elektromágneses hullámok létezését jósolta Maxwell. Ezen elmélet Hertz használt nyílt rezgőkör (vibrátor), amely biztosítja a helyességét a következtetéseket az elmélet.
• Hertz képes meghatározni a sebességet az elektromágneses hullám, amelyet a képlet:
1. aláásva-1: § 34; egymást követő-2: § 17 (f 2.).
2. Coll. № 12,18; 12.19; 12,23; 12.25.