bannerka.ua

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания и волны.

План

1. Электромагнитное поле.

2. Электромагнитные волны.

3. Вибратор Герца. Школа электромагнитных волн.

1. В 60-е годы 19 века Д. К. Максвелл создал теорию единого электромагнитного поля.

Электромагнитное поле — это вид материи, не имеет массы покоя и представляет собой совокупность связанных друг с другом переменных (вихревых) электрических и магнитных полей.

Согласно гипотезы Максвелла переменное электрическое поле порождает переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, порождает переменное электрическое поле. Второстепенные переменные поля имеют вихревой характер, т. е. силовые линии поля, которое является первоначальным, охвачены концентрическими силовыми линиями второстепенного поля.

Электромагнитные колебания и волны — линия напряженности первоначального переменного электрического поля;

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания и волны — линии напряженности второстепенных вихревых электрических и магнитных полей.

Стали электрические и магнитные поля — лишь частные случаи единого электромагнитного поля.

Связанные первоначально с зарядами и токами переменные электрические и магнитные поля могут потом существовать независимо от них, то есть отделиться и, порождая друг друга, перемещаться в пространстве со скоростью:

Электромагнитные колебания и волны.

В вакууме эта скорость равна: ε = 1, μ = 1 Электромагнитные колебания и волны

Перемещаясь в пространстве электромагнитное поле переносит свою электромагнитную энергию.

Плотность потока электромагнитной энергии — это энергия, которая переносится за единицу времени через единицу площади, перпендикулярной направлению переноса:

Электромагнитные колебания и волны

Поток ел.-м. энергии создает давление Р на препятствие, находящееся на его пути. Это давление пропорционально плотности потока:

Электромагнитные колебания и волны

Где χ — коэффициент отражения (χ = 1 — полное отражение) (χ = 0-полное поглощение).

Рmax (полное отражение) = Электромагнитные колебания и волны

Важное понятие, введенное Максвеллом, это ток смещения.

Ток смещения — это особый вид тока, который не связан с движением зарядов, а пропорционален скорости изменения электрического поля в вакуум; ток смещения имеет переменное магнитное поле; ток смещения равен току проводимости во внешнем круге.

Ток смещения в вакууме не выделяет джоулева теплоты.

Итак, согласно теории Максвелла: в пространстве, охваченном переменным электрическим полем, возникает ток смещения, который состоит из тока смещения в вакууме и поляризационного тока смещения. Переменные токи проводимости, которые существуют в незамкнутых контурах, всегда замыкаются токами смещения. Между обкладками конденсатора С возникает ток смещения.

Электромагнитные колебания и волны

2. Электромагнитные волны.

Электромагнитные волны — это физический процесс распространения переменного электромагнитного поля в пространстве и времени в виде совокупности двух взаимно перпендикулярных переменных полей: электрического и магнитного.

Электромагнитные волны состоят из двух совпадающих по фазам волн — электрической (т. е. волны напряженности электрического поля) и магнитной (т. е. волны напряженности магнитного поля).

Источник электромагнитных волн — это самые переменные токи: переменный ток в проводнике; колебательные движения заряженных частиц, электронов и др..; Вращения электронов вокруг ядра в атоме и такое.

Простейший пример переменного тока — электрический диполь с гармонично зминюючимся моментом.

Поле диполя имеет следующие свойства:

Напряженность Электромагнитные колебания и волны электрического поля колеблется в плоскости оси диполя перпендикулярно направлению излучения;

Напряженность Электромагнитные колебания и волны магнитного поля колеблется перпендикулярно Электромагнитные колебания и волны и направления излучения;

Колебания Электромагнитные колебания и волны и Электромагнитные колебания и волны происходят в одной фазе;

Амплитуды колебания Электромагнитные колебания и волны и Электромагнитные колебания и волны максимальные в направлении, перпендикулярном оси диполя.

Электромагнитные колебания и волны

Период (частота) электромагнитной волны равна периоду (частоте) колебаний диполя, излучающего.

Длина волны λ равна: Электромагнитные колебания и волны, где Электромагнитные колебания и волны — скорость, Т-период, ν-частота волны.

С точки зрения переноса энергии расчеты указывают, что интенсивность эл. маг. волны (то же, что и плотность потока эл.-маг. энергии) пропорциональна квадрату частоты волны: Электромагнитные колебания и волны.

Отсюда следует, что для переноса значительной энергии на значительные расстояния нужно иметь источник эл. маг. волн высокой частоты — электрические колебания.

Электрические колебания — это переменные токи высокой частоты (лучше, если это частоты в мегагерцах).

4. Вибратор Герца. Школа электромагнитных волн.

В колебательном контуре могут возникнуть интенсивные высокочастотные колебания лишь при условии периодической подкачки энергии в контур, иначе потери в контуре (омическое сопротивление) очень быстро уничтожат свободные колебания.

Физическую реальность существования электромагнитных волн впервые в истории доказал в 1888 г. немецкий физик Г. Герц.

Сначала он создал колебательный контур с незатухающими колебаниями, в

Котором сквозь искровой промежуток с индукционной катушки в контур попадала электрическая энергия, которая заряжала конденсатор контура. Затем Герц получил вибратор Герца.

Вибратор Герца — это открытый колебательный контур, то есть прямолинейный проводник с искровым промежутком посередине; индуктивность и емкость очень малы.

В вибраторе Герца переменное электрическое поле сосредоточено не в конденсаторе, а окружает проводник снаружи, что значительно повышало интенсивность электромагнитного излучения.

Электромагнитные колебания и волны

С помощью вибратора Герц доказал существование электромагнитных волн и за 1887Электромагнитные колебания и волны1891 опытным путем изучал структуру и свойства распространения волн. Прием излучаемых вибратором волн Герц осуществлял точно таким же вибратором только без индукционной катушки. Вибраторы были настроены в резонанс.

Идея использования электромагнитных волн в качестве носителя сигналов была предложена и практически реализована в 1889-1895 г. г. русским ученым А. С. Поповым. Он построил первый в мире практический приемник электромагнитных волн, построен по релейной схеме (на базе чувствительного элемента — когерера). В 1900 году IV Всемирный электротехнический конгресс присудил А. С. Попову почетный диплом и золотую медаль за изобретение радио.

Опыты по изучению физической природы электромагнитных волн позволили установить реальный диапазон колебаний, которые можно отнести к этому классу излучения.

В 1895 г. П. Н. Лебедев получил волны миллиметровой длины; в 1923 г. А. Г. Глаголева-Аркадьева получила волны длиной 0,2 … 0,1 мм, которые перекрывали область инфракрасных (тепловых) волн, излучаемых колебаниями электрических зарядов атомов и молекул.

Низкочастотный диапазон колебаний (до радиоволн) генерируется механическим генераторами переменного тока;

Шкала электромагнитных волн

Радио — и теледиапазон охватывается колебательными контурами различных резонансных частот и специальными резонаторами, это относится и к радиолокации; инфракрасное излучение ведется лампами накаливания; также с различными видами ламп накаливания излучается видимый и ультрафиолетовый диапазон,.

Рентген-излучения дают трубки Рентгена;

Γ-лучи возникают в результате радиоактивного распада химических элементов (колебания в атомах);

Наиболее энергетически мощным (коротковолновым) является Космическое излучение галактик.

Электромагнитные колебания и волны

Реферати :

Tagged with: , , , , ,
Posted in Физика

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Перечень предметов
  1. Бухучет в ресторанном хозяйстве
  2. Введение в специальность 4к.2с
  3. Высшая математика 3к.1с
  4. Делопроизводство
  5. Информационные технологии в области
  6. Информационные технологии в системах качества стандартизаціісертифікаціі
  7. История украинской культуры
  8. Математические модели в расчетах на эвм
  9. Методы контроля пищевых производств
  10. Микробиология молока и молочных продуктов 3к.1с
  11. Микропроцессорные системы управления технологическими процессами
  12. Научно-практические основы технологии молока и молочных продуктов
  13. Научно-практические основы технологии мяса и мясных продуктов
  14. Общая технология пищевых производств 4к.2с
  15. Общие технологии пищевых производств
  16. Организация обслуживания в предприятиях ресторанного хозяйства
  17. Основы научных исследований и техничнои творчества
  18. Основы охраны труда
  19. Основы пидприемницькои деятельности и агробизнеса
  20. Основы физиологии и гигиены питания 3к.1с
  21. Пищевые и диетические добавки
  22. Политология
  23. Получения доброкачественного молока 3к.1с
  24. Прикладная механика
  25. Прикладная механика 4к.2с
  26. Теоретические основы технологии пищевых производств
  27. Технологический семинар
  28. Технологическое оборудование для молочной промышленности
  29. Технологическое оборудование для мьяснои промышленности
  30. Технология продукции предприятий ресторанного хозяйства
  31. Технология хранения консервирования и переработки молока
  32. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
  33. Технохимическому контроль
  34. Управление качеством продукции ресторанного хозяйства
  35. Физика
  36. Физическое воспитание 3к.1с
Возможно Вы искали: