Mô hình vật lý chất lượng cao của sóng điện từ. Bức xạ điện từ - Định nghĩa, giống, đặc điểm
Sóng điện từ được phân loại dọc theo bước sóng λ hoặc tần số sóng liên quan đến nó như nhau. Chúng tôi cũng lưu ý rằng các tham số này mô tả không chỉ sóng, mà còn các thuộc tính lượng tử của trường điện từ. Theo đó, trong trường hợp đầu tiên, sóng điện từ được mô tả bởi luật cổ điển được nghiên cứu trong khóa học này.
Hãy xem xét khái niệm về quang phổ của sóng điện từ. Phổ sóng điện từ Dải tần số của sóng điện từ tồn tại trong tự nhiên được gọi là.
Phổ bức xạ điện từ theo thứ tự tần suất tăng là:
Các phần khác nhau của phổ điện từ khác nhau trong phương pháp phóng xạ và tiếp nhận sóng thuộc một số loại phổ. Vì lý do này, không có ranh giới sắc nét giữa các phần khác nhau của phổ điện từ, nhưng mỗi phạm vi là do sự kỳ lạ và tỷ lệ lưu hành của luật pháp của chúng được xác định theo tỷ lệ của quy mô tuyến tính.
Đài phát thanh nghiên cứu điện động lực học cổ điển. Ánh sáng hồng ngoại và nghiên cứu bức xạ cực tím cả quang học cổ điển và vật lý lượng tử. X-quang và bức xạ gamma được nghiên cứu trong vật lý lượng tử và hạt nhân.
Hãy xem xét quang phổ của sóng điện từ chi tiết hơn.
Sóng tần số thấp
Sóng tần số thấp là sóng điện từ, tần suất dao động không vượt quá 100 kHz). Đây là dải tần số này được sử dụng theo truyền thống trong Kỹ thuật điện. Trong ngành công nghiệp công nghiệp, tần số 50 Hz được sử dụng, trên đó việc truyền năng lượng điện trên các dòng và các thiết bị biến áp chuyển đổi chuyển đổi được thực hiện. Trong vận tải hàng không và đất đai, tần số 400 Hz thường được sử dụng, cung cấp lợi thế so với trọng lượng của máy điện và máy biến áp 8 lần so với tần số 50 Hz. Trong các nguồn xung của các thế hệ gần đây, tần số biến đổi một đơn vị AC và hàng chục kHz được sử dụng, làm cho chúng nhỏ gọn, năng lượng bão hòa.
Sự khác biệt bản địa của dải tần số thấp từ tần số cao hơn là giảm vận tốc của sóng điện từ tỷ lệ thuận với bình phương gốc của tần số của chúng từ 300 nghìn km / s ở tốc độ 100 k1 nghìn km / s ở mức 50 Hz .
Sóng radio
Sóng vô tuyến là sóng điện từ, độ dài vượt trội so với 1 mm (tần số dưới 3 10 11 Hz \u003d 300 GHz) và dưới 3 km (trên 100 kHz).
Sóng vô tuyến được chia thành:
1. Sóng dài trong khoảng dài từ 3 km đến 300 m (tần số trong phạm vi 10 5 Hz - 10 6 Hz \u003d 1 MHz);
2. Sóng trung bình trong khoảng dài từ 300 m đến 100 m (tần số trong phạm vi 10 6 Hz -3 * 10 6 Hz \u003d 3 MHz);
3. Sóng ngắn trong phạm vi bước sóng từ 100m đến 10m (tần số trong phạm vi 310 6 HZ-310 7 Hz \u003d 30 MHz);
4. Sóng siêu vít có bước sóng dưới 10m (tần số lớn hơn 310 7 Hz \u003d 30 MHz).
Tắt sóng siêu vít được chia thành:
A) Sóng mét;
B) sóng centimet;
C) sóng milimet;
Sóng có bước sóng dưới 1 m (tần số dưới 300 MHz) được gọi là lò vi sóng hoặc lò vi sóng tần số quá cao (sóng vi sóng).
Do các giá trị lớn của các bước sóng của phóng xạ so với kích thước của các nguyên tử, việc truyền sóng radio có thể được xem xét mà không cần tính đến cấu trúc nguyên tử của phương tiện, tức là. Hiện tượng học, như được thông qua khi xây dựng lý thuyết Maxwell. Các tính chất lượng tử của sóng radio chỉ được biểu hiện cho các sóng ngắn nhất, liền kề với phần hồng ngoại của quang phổ và trong phân phối cái gọi là. Ultrashort xung với thời lượng khoảng 10 -12 S-10 -15 giây, có thể so sánh theo thời gian dao động điện tử bên trong các nguyên tử và phân tử.
Sự khác biệt bản địa của sóng vô tuyến từ tần số cao hơn là một tỷ lệ nhiệt động lực học khác giữa bước sóng bước sóng (ether) bằng 1 mm (2,7 ° K) và sóng điện từ lan truyền trong môi trường này.
Tác dụng sinh học của bức xạ sóng vô tuyến
Trải nghiệm hiến tế khủng khiếp của việc sử dụng bức xạ sóng vô tuyến mạnh mẽ trong các kỹ thuật radar cho thấy một hành động sóng vô tuyến cụ thể tùy thuộc vào bước sóng (tần số).
Hiệu ứng hủy diệt trên cơ thể con người không trung bình nhiều như công suất bức xạ cực đại mà hiện tượng không thể đảo ngược trong các cấu trúc protein xảy ra. Ví dụ, sức mạnh của bức xạ liên tục của Magnetron của lò vi sóng (lò vi sóng), là 1 Kvatt, ảnh hưởng đến thực phẩm trong lò nướng nhỏ (được che chắn), và gần như an toàn cho một người nằm gần đó. Sức mạnh của trạm radar (radar, radar) trong 1 kvatt công suất trung bình phát ra bởi các xung ngắn của 4000: 1 (tỷ lệ của giai đoạn lặp lại với thời lượng xung) và, theo đó, công suất xung 1 mwatt, rất nguy hiểm cho sức khỏe con người và cuộc sống của con người ở khoảng cách cách bộ phát hàng trăm mét. Trong phần sau, tất nhiên, đóng vai trò và hướng của bức xạ bức xạ, nhấn mạnh tác dụng phá hoại của xung lực, và không phải là sức mạnh trung bình.
Tác động của sóng mét
Sóng vật liệu cường độ lớn phát ra bởi các máy tạo xung của các trạm radar mét (RLS) có công suất xung của nhiều Megawatt hơn (như trạm phát hiện tầm xa P-16) và tương xứng với chiều dài của tủy sống của người và động vật , và cùng một sợi trục dài nhất, vi phạm độ dẫn của các cấu trúc này, gây ra hội chứng DiancePhal (bệnh vi sóng). Cái sau dẫn đến sự phát triển nhanh chóng (trong vài tháng đến vài năm) đầy đủ hoặc một phần (tùy thuộc vào liều phóng xạ xung) là một sự tê liệt không thể đảo ngược của các chi của con người, cũng như vi phạm bảo tồn ruột và các cơ quan nội tạng khác.
Tác động của sóng thập phân
Sóng thập phân được giao kèm với bước sóng với các mạch máu bao gồm các cơ quan như vậy của con người và động vật như ánh sáng, gan và thận. Đây là một trong những lý do tại sao chúng gây ra sự phát triển của các khối u lành tính (u nang) trong các cơ quan này. Phát triển trên bề mặt mạch máu, những khối u này dẫn đến việc dừng lưu thông máu bình thường và vi phạm các cơ quan. Nếu bạn không loại bỏ các khối u như vậy theo thời gian với một cách vận hành, thì cái chết của cơ thể đến. Sóng thập phân của các mức độ nguy hiểm của Magnetons phát ra từ các radar như Radar di động PV-15, cũng như radar của một số máy bay.
Tiếp xúc với sóng centimet
Sóng centimet mạnh mẽ gây ra một căn bệnh như bệnh bạch cầu - "Belokrovi", cũng như các dạng khối u ác tính khác của người đàn ông và động vật. Các sóng là đủ cho sự xuất hiện của các bệnh về cường độ tạo ra radar của Radimet Range P-35, P-37 và gần như tất cả các Radar của máy bay.
Bức xạ hồng ngoại, ánh sáng và tia cực tím
Hồng ngoại, ánh sáng, tia cực tím Bức xạ tạo nên vùng quang của quang phổ của sóng điện từ Theo nghĩa rộng của từ này. Phổ này chiếm một loạt các bước sóng điện từ trong phạm vi từ 2 đến 10 -6 m \u003d 2 μm đến 10 -8 m \u003d 10nm (theo tần số 0,5 × 10 14 Hz đến 3 · 10 16 Hz). Giới hạn trên của phạm vi quang được xác định bởi ranh giới bước sóng dài của phạm vi hồng ngoại và bước sóng ngắn thấp hơn của tia cực tím (Hình.2.144).
Sự gần gũi của các phần của phổ của các sóng được liệt kê dẫn đến sự giống nhau của các phương pháp và dụng cụ được sử dụng cho nghiên cứu và ứng dụng thực tế của chúng. Trong lịch sử, ống kính, lưới nhiễu xạ, lăng kính, màng ngăn, các chất hoạt động quang học là một phần của các dụng cụ quang học khác nhau (giao thoa kế, phân cực, bộ điều biến, v.v.) đã được sử dụng cho các mục đích này.
Mặt khác, bức xạ của phạm vi quang học của phổ có các mô hình chung của các môi trường khác nhau, có thể thu được bằng cách sử dụng quang học hình học, được sử dụng rộng rãi để tính toán và xây dựng, cả hai thiết bị quang học và kênh phân phối tín hiệu quang. Bức xạ hồng ngoại là. có thể nhìn thấy nhiều động vật chân đốt (côn trùng, nhện, v.v.) và bò sát (rắn, thằn lằn, v.v.) có sẵn cho các cảm biến bán dẫn (photomatriot hồng ngoại), nhưng nó không bỏ lỡ độ dày của bầu khí quyển của Trái đất, mà không cho phép Theo dõi từ bề mặt của các ngôi sao hồng ngoại trái đất - "sao lùn nâu", tạo nên hơn 90% tất cả các ngôi sao trong thiên hà.
Chiều rộng của phạm vi quang theo tần số là khoảng 18 quãng tám, trong đó nó chiếm một phạm vi quang học khoảng Octave (); Atraviolet - 5 quãng tám ( 
), bức xạ hồng ngoại - 11 quãng tám (
Phần quang của phổ trở thành hiện tượng cần thiết do cấu trúc nguyên tử của chất. Vì lý do này, cùng với các thuộc tính sóng của bức xạ quang, thuộc tính lượng tử được biểu hiện.
Tỏa sáng
|
Ánh sáng, ánh sáng, bức xạ có thể nhìn thấy - một phần của mắt và linh trưởng của người, một phần của phổ quang học của bức xạ điện từ chiếm phạm vi bước sóng điện từ trong phạm vi từ 400 nanomet đến 780 nanomet, nghĩa là, ít hơn một quãng tám - hai lần thay đổi tần số.
Quả sung. 1.14. Quy mô sóng điện từ Sliver meme-lưu trữ thứ tự hoa trong phổ ánh sáng: |
X-quang và bức xạ gamma
Trong khu vực tia X và bức xạ Gamma, thuộc tính bức xạ lượng tử là các thuộc tính lượng tử.
Bức xạ tia X Có một phanh các hạt tích điện nhanh (electron, proton, v.v.), cũng như kết quả của các quá trình xảy ra bên trong các vỏ điện tử của các nguyên tử.
Bệnh phóng xạ Gamma là hậu quả của hiện tượng xảy ra bên trong hạt nhân nguyên tử, cũng như kết quả của các phản ứng hạt nhân. Ranh giới giữa X-quang và bức xạ Gamma được xác định bởi giá trị lượng tử năng lượng tương ứng với tần số bức xạ này.
Bức xạ tia X là sóng điện từ có chiều dài từ 50nm đến 10 -3nm, tương ứng với năng lượng của lượng tử từ 20ev đến 1 mev.
Bức xạ Gamma làm cho sóng điện từ có bước sóng dưới 10 -2nm, tương ứng với năng lượng của lượng tử hơn 0,1 mev.
Bản chất điện từ của ánh sáng
Ánh sáng là phần có thể nhìn thấy của phổ của sóng điện từ, các bước sóng chiếm một khoảng cách từ 0,4 mqm đến 0,76mkm. Mỗi thành phần phổ của bức xạ quang có thể được áp dụng cho một màu nhất định. Màu sắc của các thành phần phổ của bức xạ quang được xác định bởi bước sóng của chúng. Màu bức xạ thay đổi khi bước sóng của nó giảm như sau: đỏ, cam, vàng, xanh lá cây, xanh dương, xanh dương, tím.
Ánh sáng đỏ tương ứng với bước sóng lớn nhất xác định đường viền đỏ của quang phổ. Ánh sáng màu tím - tương ứng với một đường viền màu tím.
Ánh sáng tự nhiên (ngày, nắng) không được vẽ và đại diện cho sự chồng chất của sóng điện từ từ toàn bộ người đàn ông có thể nhìn thấy phổ. Ánh sáng tự nhiên xuất hiện như là kết quả của sự phát xạ của sóng điện từ với các nguyên tử phấn khích. Bản chất của sự kích thích có thể khác nhau: nhiệt, hóa học, điện từ, vv Do kích thích, các nguyên tử tỏa ra với sóng điện từ hỗn loạn trong khoảng 10 -8 giây. Vì phổ năng lượng của các nguyên tử khá rộng, các sóng điện từ được tỏa ra từ toàn bộ phổ nhìn thấy, giai đoạn ban đầu, hướng và phân cực là ngẫu nhiên. Vì lý do này, ánh sáng tự nhiên không phân cực. Điều này có nghĩa là "mật độ" của các thành phần quang phổ của sóng điện từ của ánh sáng tự nhiên, có sự phân cực vuông góc lẫn nhau như nhau.
Sóng điện từ Harmonic của dải ánh sáng được gọi là Đơn sắc.. Đối với làn sóng đơn sắc ánh sáng của một trong những đặc điểm chính là cường độ. Cường độ của sóng ánh sáng Đó là giá trị trung bình của mật độ lưu lượng năng lượng (1.25) của sóng di động:
Nơi - vector chỉ.
Tính toán cường độ của sóng ánh sáng, phẳng, đơn sắc với biên độ của điện trường trong môi trường đồng nhất với các phép thấm điện môi và từ tính theo công thức (1.35), có tính đến (1.30) và (1.32) cho:
Theo truyền thống, hiện tượng quang học được Rays coi. Mô tả về hiện tượng quang học với các tia được gọi là geometropotic. Các quy tắc để tìm các đường dẫn chùm được phát triển trong quang học hình học được sử dụng rộng rãi trong thực tế để phân tích các phenomena quang học và khi xây dựng các dụng cụ quang học khác nhau.
Chúng tôi cung cấp định nghĩa của chùm tia, dựa trên đại diện điện từ của sóng ánh sáng. Trước hết, các tia là dòng, dọc theo sóng điện từ được áp dụng. Vì lý do này, chùm tia là một dòng, tại mỗi điểm trong đó vectơ hướng trung bình của sóng điện từ được hướng dọc theo tiếp tuyến của dòng này.
Trong phương tiện đẳng hướng đồng nhất, hướng của vectơ trung bình của việc chỉ trùng với bề mặt sóng bình thường (bề mặt Equifhase), tức là. Dọc theo vector sóng.
Do đó, trong phương tiện đẳng hướng đồng nhất, các tia vuông góc với mặt trước sóng tương ứng của sóng điện từ.
Ví dụ, hãy xem xét các tia phát ra bởi một nguồn ánh sáng đơn sắc điểm. Từ quan điểm của quang học hình học từ điểm nguồn, nhiều tia xảy ra theo hướng xuyên tâm. Từ vị trí của thực thể điện từ của ánh sáng từ điểm nguồn, một sóng điện từ hình cầu được phân phối. Ở một khoảng cách đủ lớn so với nguồn của mặt trước sóng cong có thể bị bỏ qua, đếm sóng phẳng địa phương. Mang bề mặt của sóng phía trước lên một số lượng lớn các phần phẳng cục bộ, có thể thông qua trung tâm của mỗi trang web để thực hiện bình thường, dọc theo đó sóng phẳng được phân phối, tức là. Trong cách giải thích hình học của chùm tia. Do đó, cả hai cách tiếp cận đều đưa ra mô tả tương tự về ví dụ được xem xét.
Nhiệm vụ chính của quang học hình học là tìm hướng của chùm tia (quỹ đạo). Phương trình quỹ đạo là sau khi giải quyết nhiệm vụ biến đổi để tìm tối thiểu cái gọi là. Hành động trong quỹ đạo mong muốn. Không đi sâu vào các chi tiết của từ ngữ nghiêm ngặt và giải quyết vấn đề được chỉ định, có thể giả định rằng các tia là quỹ đạo với tổng chiều dài quang học nhỏ nhất. Tuyên bố này là hậu quả của nguyên tắc trang trại.
Cách tiếp cận biến đổi để xác định đường dẫn chùm cũng có thể được áp dụng cho phương tiện truyền thông không đồng nhất, tức là. Những môi trường như vậy có chỉ số khúc xạ là chức năng của tọa độ của thứ Tư. Nếu bạn mô tả dạng bề mặt của bề mặt sóng phía trước trong một phương tiện không đồng nhất, nó có thể được tìm thấy dựa trên dung dịch phương trình trong các dẫn xuất riêng được gọi là phương trình uy tín, và cơ học phân tích là phương trình Hamilton - Jacobi:
Do đó, cơ sở toán học của xấp xỉ địa hình của lý thuyết điện từ là các phương pháp khác nhau để xác định các trường sóng điện từ trên các tia, dựa trên phương trình ejonal hoặc theo bất kỳ cách nào khác. Việc xấp xỉ về cơ sở học được sử dụng rộng rãi trong thực tế trong điện tử để tính toán cái gọi là. Hệ thống quang học.
Tóm lại, chúng tôi lưu ý rằng khả năng mô tả ánh sáng cùng một lúc từ vị trí sóng bằng cách giải các phương trình Maxwell và với sự trợ giúp của các tia, hướng được xác định từ phương trình Hamilton - Jacobi, mô tả sự di chuyển của các hạt , là một trong những biểu hiện của nhị nguyên rõ ràng của ánh sáng, dẫn đến các nguyên tắc mâu thuẫn về mặt logic của cơ học lượng tử.
Trên thực tế, không có nhị nguyên trong bản chất của sóng điện từ. Như Max Planck đã xuất hiện vào năm 1900 trong công việc cổ điển của mình "về phổ phát xạ bình thường", sóng điện từ là biến động tần số lượng tử riêng biệt Ở v và năng lượng E \u003d hv.Ở đâu h \u003d const.Ether. Sau này là một môi trường siêu rộng có một tài sản ổn định của khả năng gây rối bằng cách đo lường hòx - Tấm ván vĩnh viễn. Khi tiếp xúc với Energity hơn hv. Trong thời gian phóng xạ, sự hình thành của một "Vortex" có lượng tử đã xảy ra. Chính xác các hiện tượng tương tự được quan sát trong tất cả các phương tiện siêu âm và sự hình thành các phonon trong chúng - lượng lớn bức xạ âm thanh.
Đối với sự kết hợp "Sao chép và dán" của Max Planck năm 1900, hãy mở vào năm 1887 bởi Heinrich Herz PhotoEffect, vào năm 1921, Ủy ban Nobel đã trao giải thưởng Albert Einstein
1) Một Octave theo định nghĩa được gọi là dải tần số giữa tần số tùy ý với W và hài hòa thứ hai của nó bằng 2W.
2. Trong chủ nghĩa tương đối "ánh sáng" có một hiện tượng thần thoại trong chính nó, và không phải là một làn sóng vật lý, đó là sự phấn khích của một môi trường vật lý nhất định. "Ánh sáng" tương đối - Sự phấn khích này không là gì trong bất cứ điều gì. Anh ta không có người vận chuyển dao động trung bình.
3. Trong thuyết tương đối, các thao tác có thể theo thời gian (chậm lại), vì vậy nguyên tắc nhân quả và nguyên tắc logic nghiêm ngặt bị vi phạm ở đó cho bất kỳ khoa học nào. Trong thuyết tương đối, với tốc độ ánh sáng, thời gian dừng lại (vì vậy thật vô lý khi nói về tần số của photon). Trong chủ nghĩa tương đối, bạo lực như vậy là có thể, như một tuyên bố về sự dư thừa của cặp song sinh di chuyển với tốc độ tương tự và sự nhạo báng khác của logic vốn có trong bất kỳ tôn giáo nào.
Sóng điện từ (bảng sẽ được hiển thị bên dưới) là nhiễu loạn của các trường từ và điện được phân phối trong không gian. Có một số loại của chúng. Vật lý đang tham gia vào nghiên cứu về những nhiễu loạn này. Sóng điện từ được hình thành do thực tế là trường biến điện tạo ra từ tính và đến lượt nó tạo ra điện.
Học lịch sử
Các lý thuyết đầu tiên có thể được coi là các lựa chọn lâu đời nhất cho các giả thuyết về sóng điện từ ít nhất là thời gian của những người theo hướng dẫn. Trong giai đoạn đó của các giả định đạt được một sự phát triển định lượng rõ rệt. Guygens năm 1678 được phát hành trong một số loại "bản phác thảo" của lý thuyết - "chuyên luận về thế giới". Vào năm 1690, ông cũng xuất bản một công việc tuyệt vời khác. Nó trình bày lý thuyết định tính về sự phản ánh, đồ dài trong hình thức mà nó và ngày nay được trình bày trong sách giáo khoa của trường ("sóng điện từ", lớp 9).
Đồng thời, nguyên tắc GUÔN được xây dựng. Với nó, nó xuất hiện cơ hội để nghiên cứu chuyển động của mặt trước của sóng. Nguyên tắc này sau đó đã tìm thấy sự phát triển của nó ở Fresnel. Nguyên tắc của Guigens-Fresnel có một ý nghĩa đặc biệt trong lý thuyết nhiễu xạ và lý thuyết sóng ánh sáng.
Trong những năm 1660-1670, một sự đóng góp thử nghiệm và lý thuyết lớn đã được thực hiện cho Guk nghiên cứu và Newton. Ai đã mở sóng điện từ? Ai là thí nghiệm, chứng minh sự tồn tại của họ? Các loại sóng điện từ là gì? Về điều này tiếp theo.
Biện minh của Maxwell.
Trước khi nói về người đã mở sóng điện từ, nên nói rằng nhà khoa học đầu tiên, người thường được dự đoán sự tồn tại của họ, trở thành Faraday. Anh ta đưa ra giả thuyết của mình vào năm 1832. Maxwell sau đó đã tham gia xây dựng lý thuyết. Đến năm 1865, anh đã hoàn thành công việc này. Do đó, Maxwell đã ban hành nghiêm ngặt lý thuyết về mặt toán học, biện minh cho sự tồn tại của các hiện tượng đang được xem xét. Nó cũng được xác định bởi tốc độ lan truyền của sóng điện từ, trùng với tốc độ tối đa được áp dụng sau đó. Đến lượt điều này, cho phép anh ta biện minh cho giả thuyết rằng ánh sáng là một trong những loại bức xạ đang được xem xét.
Phát hiện thử nghiệm
Lý thuyết của Maxwell đã tìm thấy sự xác nhận của nó trong các thí nghiệm của Hertz năm 1888. Ở đây nên nói rằng nhà vật lý Đức đã tiến hành các thí nghiệm của mình để bác bỏ lý thuyết, bất chấp sự biện minh toán học của nó. Tuy nhiên, nhờ các thí nghiệm của mình, Hertz trở thành người đầu tiên mở sóng điện từ thực tế. Ngoài ra, trong các thí nghiệm của nó, nhà khoa học đã tiết lộ các đặc tính và đặc điểm của bức xạ.
Dao động điện từ và sóng của Hertz nhận được do sự kích thích của một loạt các xung tốc độ cao trong máy rung sử dụng nguồn điện áp tăng. Các luồng tần số cao có thể được phát hiện bằng cách sử dụng đường viền. Tần số của dao động sẽ cao hơn, container và độ tự cảm của nó càng cao. Nhưng đồng thời, tần số cao không phải là sự đảm bảo về dòng chảy dữ dội. Để thực hiện các thí nghiệm của họ, Hertz đã áp dụng một thiết bị đủ đơn giản, ngày nay được gọi là - "Máy rung Hertz". Thiết bị là một mạch dao động mở.
Đề án kinh nghiệm Hertz
Đăng ký bức xạ được thực hiện với sự trợ giúp của máy rung nhận. Thiết bị này có cùng một thiết kế với thiết bị phát ra. Dưới ảnh hưởng của sóng điện từ của một trường biến điện trong thiết bị nhận, dao động hiện tại rất phấn khích. Nếu trong thiết bị này, tần số và tốc độ dòng chảy của nó trùng khớp, sự cộng hưởng đã xuất hiện. Là kết quả của sự nhiễu loạn trong thiết bị nhận, có một biên độ lớn hơn. Phục hồi nhà nghiên cứu của họ, xem sự lấp lánh giữa các dây dẫn trong một không gian nhỏ.
Do đó, Hertz trở thành người đầu tiên mở sóng điện từ, đã chứng minh khả năng phản chiếu tốt từ các dây dẫn. Họ gần như hợp lý sự hình thành bức xạ đứng. Ngoài ra, Hertz xác định tốc độ lan truyền sóng điện từ trong không khí.
Nghiên cứu đặc điểm
Sóng điện từ áp dụng trong hầu hết các môi trường. Trong không gian chứa đầy chất, bức xạ có thể được phân phối khá tốt trong một số trường hợp. Nhưng đồng thời họ thay đổi hành vi của họ phần nào.
Sóng điện từ trong Vacuo được xác định mà không bị suy giảm. Chúng được phân phối cho bất kỳ, một khoảng cách dài là bao nhiêu. Các đặc điểm chính của sóng bao gồm phân cực, tần số và chiều dài. Mô tả các thuộc tính được thực hiện trong khuôn khổ của điện động lực. Tuy nhiên, các phần cụ thể hơn của vật lý được tham gia vào các đặc điểm của khí thải của một số khu vực của phổ. Đối với họ, ví dụ, có thể được quy cho quang học.
Phần năng lượng cao của năng lượng cao đang tham gia vào nghiên cứu về bức xạ điện từ cứng của đầu phổ sóng ngắn. Có tính đến các ý tưởng hiện đại, động lực học không còn là một kỷ luật độc lập và kết hợp CO trong một lý thuyết.
Các lý thuyết được sử dụng trong nghiên cứu tài sản
Ngày nay có nhiều phương pháp khác nhau góp phần vào mô hình hóa và nghiên cứu các biểu hiện và tính chất của dao động. Cơ bản nhất của các lý thuyết đã được chứng minh và hoàn thành là Lượng tử điện động lực học. Từ nó, thông qua các đơn giản nhất nhất định, có thể có được các phương thức được liệt kê dưới đây, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau.
Mô tả về bức xạ tần số thấp trong môi trường vĩ mô được thực hiện với sự trợ giúp của điện động lực học cổ điển. Nó dựa trên phương trình Maxwell. Đồng thời, có các ứng dụng đơn giản hóa trong các ứng dụng ứng dụng. Học thuật học sử dụng quang học. Làn sóng lý thuyết được áp dụng trong trường hợp một số phần của hệ thống quang học có kích thước gần với bước sóng. Quang học lượng tử được sử dụng khi các quá trình phân tán, hấp thụ photon là điều cần thiết.
Lý thuyết quang học hình học là một trường hợp cực đoan mà tại đó việc phổ biến bước sóng được cho phép. Ngoài ra còn có một số phần ứng dụng và cơ bản. Những điều này, ví dụ, bao gồm vật lý thiên văn, sinh học của nhận thức trực quan và quang hợp, quang tượng. Làm thế nào là sóng điện từ phân loại? Một bảng, mô tả rõ ràng phân phối cho các nhóm, được trình bày dưới đây.
Phân loại.
Có phạm vi tần số của sóng điện từ. Không có sự chuyển đổi sắc nét giữa chúng, đôi khi chúng trùng nhau nhau. Ranh giới giữa chúng là đủ có điều kiện. Do thực tế là luồng được phân phối liên tục, tần số được liên kết cứng nhắc với chiều dài. Dưới đây là phạm vi của sóng điện từ.
Bức xạ siêu vít được thực hiện để phân chia thành micromet (continimet), milimet, centimet, decimet, mét. Nếu bức xạ điện từ nhỏ hơn đồng hồ, tùy thuộc vào việc được gọi là dao động tần số cao (lò vi sóng).
Các loại sóng điện từ
Trên đây cho thấy các phạm vi của sóng điện từ. Các loại luồng là gì? Nhóm bao gồm Gamma và X-Rays. Cần phải nói rằng các nguyên tử ion hóa có khả năng của cả tia cực tím, và thậm chí ánh sáng nhìn thấy. Các ranh giới trong đó là dòng gamma và x-quang được xác định rất có điều kiện. Là một định hướng chung, 20 giới hạn EV được chấp nhận - 0,1 MEV. Các dòng gamma theo một giác hẹp được phát ra bởi kernel, x-quang - vỏ nguyên tử điện tử trong quá trình đánh bật các quỹ đạo electron nằm thấp. Tuy nhiên, phân loại này không áp dụng cho bức xạ khắc nghiệt được tạo ra mà không cần sự tham gia của hạt nhân và nguyên tử.
Dòng tia X được hình thành khi làm chậm các hạt nhanh tích điện (proton, electron và các loại khác) và do các quy trình xảy ra trong vỏ điện tử nguyên tử. Các dao động gamma xảy ra do quá trình của các quá trình bên trong hạt nhân nguyên tử và khi chuyển đổi các hạt cơ bản.
X quang
Do giá trị lớn của độ dài, xem xét các sóng này được phép thực hiện mà không cần tính đến cấu trúc nguyên tử của môi trường. Như một ngoại lệ, chỉ những dòng ngắn nhất liền kề khu vực hồng ngoại của quang phổ được thực hiện. Trong ban nhạc radio, các thuộc tính lượng tử của dao động khá yếu. Tuy nhiên, chúng phải được tính đến, ví dụ, khi phân tích các tiêu chuẩn phân tử về thời gian và tần số trong quá trình làm mát thiết bị đến nhiệt độ của một số kelvin.
Các thuộc tính lượng tử được tính đến khi mô tả các máy phát điện và bộ khuếch đại của dãy milimet và centimet. Lưu lượng radio được hình thành trong quá trình chuyển động của AC theo các dây dẫn của tần số tương ứng. Và sóng điện từ đi qua trong không gian kích thích tương ứng. Khách sạn này được sử dụng khi xây dựng ăng ten trong kỹ thuật vô tuyến.
Dòng chảy có thể nhìn thấy
Bức xạ tia cực tím và hồng ngoại có thể cấu thành một cảm giác rộng lớn của từ gọi là quang phổ quang. Việc phân bổ khu vực này được xác định không chỉ theo sự gần gũi của các khu vực có liên quan, mà còn sự giống nhau của các dụng cụ được sử dụng trong nghiên cứu và phát triển chủ yếu trong nghiên cứu ánh sáng nhìn thấy được. Chúng bao gồm gương và ống kính để lấy nét phát thải, cách xa nhiễu xạ, lăng kính và các lăng kính khác.
Các tần số của sóng quang có thể so sánh với các sóng trong các phân tử và nguyên tử, nhưng độ dài của chúng - với khoảng cách phân tử và kích thước phân tử. Do đó, hiện tượng rất cần thiết trong khu vực này, được gây ra bởi cấu trúc nguyên tử của chất. Vì lý do tương tự, ánh sáng với sóng có tính chất lượng tử.
Sự xuất hiện của các dòng quang
Nguồn nổi tiếng nhất là mặt trời. Bề mặt của ngôi sao (Photosphere) có nhiệt độ 6000 ° trong Kelvin và tỏa sáng ánh sáng trắng sáng. Giá trị cao nhất của phổ liên tục nằm trong vùng "xanh" - 550nm. Ngoài ra còn có một độ nhạy tối đa của hình ảnh. Biến động phạm vi quang học phát sinh khi đun nóng tel. Các luồng hồng ngoại do đó được gọi là nhiệt.
Nhiệt độ của cơ thể mạnh hơn xảy ra, tần số nằm ở mức độ phổ biến tối đa càng cao. Với sự gia tăng nhiệt độ nhất định, việc hủy bỏ được quan sát (phát sáng trong phạm vi có thể nhìn thấy). Đồng thời, màu đỏ xuất hiện đầu tiên, sau đó màu vàng và tiếp theo. Việc tạo và đăng ký các luồng quang có thể xảy ra trong các phản ứng sinh học và hóa học, một trong số đó được sử dụng trong ảnh. Đối với hầu hết các sinh vật sống trên Trái đất, quang hợp nhô ra như một nguồn năng lượng. Phản ứng sinh học này tiến hành trong thực vật dưới ảnh hưởng của bức xạ mặt trời quang học.
Đặc điểm của sóng điện từ
Các tính chất của phương tiện và nguồn ảnh hưởng đến các đặc tính dòng chảy. Điều này được thiết lập, đặc biệt, sự phụ thuộc tạm thời của các lĩnh vực, xác định loại lưu lượng. Ví dụ, khi khoảng cách từ sự thay đổi của máy rung (với sự gia tăng), bán kính độ cong trở nên lớn hơn. Kết quả là, một sóng điện từ phẳng được hình thành. Sự tương tác với chất cũng xảy ra theo những cách khác nhau.
Các quá trình hấp thụ và xạ trị của dòng chảy, theo quy luật, có thể được mô tả bằng cách sử dụng các tỷ lệ điện động lực học cổ điển. Đối với sóng của khu vực quang học và cho các tia khắc nghiệt, càng cần tính đến bản chất lượng tử của chúng.
Nguồn phát trực tuyến
Mặc dù sự khác biệt về thể chất, ở khắp mọi nơi - trong chất phóng xạ, máy phát truyền hình, đèn sợi đốt - sóng điện từ bị kích thích bởi các điện tích điện di chuyển với gia tốc. Có hai loại nguồn chính: Kính hiển vi và macrocopic. Trong phần đầu tiên, một quá trình chuyển động hình cú nhảy các hạt tích điện từ một đến mức khác trong các phân tử hoặc nguyên tử xảy ra.
Nguồn kính hiển vi phát ra X-quang, Gamma, cực tím, hồng ngoại, nhìn thấy và trong một số trường hợp và bức xạ sóng dài. Ví dụ, sau này có thể được gây ra bởi dòng phổ hydro, tương ứng với sóng 21 cm. Hiện tượng này có tầm quan trọng đặc biệt trong thiên văn học.
Các nguồn của loại vĩ mô là những người phát minh trong đó các dao động đồng bộ định kỳ được thực hiện bởi các electron miễn phí của các dây dẫn. Trong các hệ thống của thể loại này, các luồng được tạo từ milimét đến đường dài nhất (trong các đường dây điện) dài nhất.
Cấu trúc và sức mạnh luồng
Với khả năng tăng tốc và thay đổi định kỳ, dòng điện có tác động đến nhau với các lực lượng nhất định. Hướng và độ lớn của chúng phụ thuộc vào các yếu tố như kích thước và cấu hình của khu vực, trong đó dòng điện và phí được chứa, hướng tương đối của chúng và độ lớn. Các đặc tính điện của một môi trường cụ thể, cũng như những thay đổi về nồng độ phí và phân phối dòng nguồn, có tác động đáng kể.
Liên quan đến sự phức tạp chung của việc thiết lập vấn đề để gửi luật sức mạnh dưới dạng một công thức duy nhất. Cấu trúc, được gọi là trường điện từ và xem xét nếu cần thiết như một đối tượng toán học, được xác định bởi sự phân phối phí và dòng điện. Đến lượt nó, được tạo bởi một nguồn được chỉ định khi tính đến các điều kiện biên. Điều kiện được xác định bởi hình thức của vùng tương tác và đặc điểm của vật liệu. Nếu chúng ta đang nói về không gian không giới hạn, những trường hợp này được bổ sung. Là một điều kiện bổ sung đặc biệt trong những trường hợp như vậy, tình trạng của bức xạ là. Do nó, sự đúng đắn của người Viking của hành vi trường trên vô cực được đảm bảo.
Nghiên cứu về niên đại
Lomonosov trong một số vị trí của nó dự đoán các vị trí riêng của lý thuyết về trường điện từ: "Covertial" (xoay) của các hạt, "sưng" (sóng) Lý thuyết ánh sáng, cộng đồng của nó với bản chất của điện, v.v. Dòng hồng ngoại là Được phát hiện vào năm 1800 Gershel (các nhà khoa học tiếng Anh), và năm 1801, người Ritter được mô tả cực tím. Bức xạ ngắn hơn tia cực tím, phạm vi đã được mở bởi X-quang vào năm 1895, vào ngày 8 tháng 11. Sau đó, nó được gọi là X-quang.
Tác dụng của sóng điện từ đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu. Tuy nhiên, người đầu tiên nghiên cứu các khả năng của dòng chảy, phạm vi ứng dụng của họ, trở thành Narkevich-iodko (Hình khoa học Bêlarut). Ông đã nghiên cứu các tài sản của dòng chảy liên quan đến thuốc thực tế. Bức xạ Gamma được mở bởi cánh đồng biệt thự trong năm 1900. Trong cùng thời gian, tấm ván đã tiến hành các nghiên cứu lý thuyết về các đặc tính của cơ thể màu đen. Trong quá trình học tập, họ đã mở quy trình lượng tử. Công việc của ông đã trở thành sự khởi đầu của sự phát triển sau đó một số tác phẩm của Planck và Einstein đã được xuất bản. Các nghiên cứu của họ đã dẫn đến sự hình thành một khái niệm như một photon. Điều này, đến lượt nó, đánh dấu sự khởi đầu của việc tạo ra một lý thuyết lượng tử của các luồng điện từ. Sự phát triển của nó tiếp tục trong các công trình các số liệu khoa học hàng đầu của thế kỷ XX.
Nghiên cứu sâu hơn và làm việc trên lý thuyết lượng tử của bức xạ điện từ và sự tương tác của nó với chất dẫn đến sự hình thành của điện động lực học lượng tử ở dạng nó tồn tại ngày nay. Trong số các nhà khoa học xuất sắc tham gia vào nghiên cứu về vấn đề này, được gọi, ngoại trừ Einstein và Planck, Bora, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.
Phần kết luận
Giá trị vật lý trong thế giới hiện đại khá lớn. Hầu như tất cả mọi thứ được áp dụng ngày nay trong cuộc sống của một người, nhờ vào việc sử dụng thực tế nghiên cứu của các nhà khoa học vĩ đại. Việc mở sóng điện từ và nghiên cứu của chúng, đặc biệt, dẫn đến việc tạo ra các điện thoại thông thường và sau đó là điện thoại di động, máy phát vô tuyến. Đặc biệt quan trọng là ứng dụng thực tế của kiến \u200b\u200bthức lý thuyết như vậy trong lĩnh vực y học, công nghiệp, kỹ thuật viên.
Việc sử dụng rộng rãi như vậy được giải thích bởi tính chất định lượng của khoa học. Tất cả các thí nghiệm vật lý dựa vào các phép đo, so sánh các tính chất của hiện tượng được nghiên cứu với các tài liệu tham khảo hiện có. Đó là cho mục đích này trong khuôn khổ kỷ luật, một phức hợp các dụng cụ đo lường và đơn vị được phát triển. Một số mẫu là phổ biến cho tất cả các hệ thống vật liệu hiện có. Ví dụ, luật bảo tồn năng lượng được coi là luật pháp lý thường.
Khoa học thường được gọi trong nhiều trường hợp cơ bản. Điều này chủ yếu là do thực tế là các ngành khác đưa ra các mô tả, lần lượt, phải tuân theo luật pháp của vật lý. Do đó, các nguyên tử, các chất được hình thành từ chúng và các biến đổi được nghiên cứu trong hóa học. Nhưng tính chất hóa học của các cơ thể được xác định bởi các đặc tính vật lý của các phân tử và nguyên tử. Những thuộc tính này mô tả các phần vật lý như là điện từ, nhiệt động lực học và những thứ khác.
M. Faraday đã giới thiệu khái niệm về lĩnh vực:
một trường tĩnh điện phát sinh xung quanh phí trách móc,
xung quanh phí di chuyển (hiện tại) xảy ra từ trường.
Vào năm 1830, M. Faraday đã mở hiện tượng cảm ứng điện từ: Khi thay đổi từ trường, trường điện xoáy xảy ra.
Hình 2.7 - Điện trường Vortex
Ở đâu, 
- Sức mạnh điện trường Vector, 
- Cảm ứng từ vector.
Một trường từ trường tạo ra một trường điện xoáy.
Năm 1862 D.K. Maxwell đưa ra một giả thuyết: Khi điện trường thay đổi, một từ trường xoáy xảy ra.
Có một ý tưởng về một trường điện từ duy nhất.
Hình 2.8 - Trường điện từ đơn.
Một trường điện biến tạo ra một từ trường xoáy.
Trường điện từ - Đây là một dạng đặc biệt của vật chất - một bộ điện và từ trường. Các biến điện và từ trường tồn tại đồng thời và tạo thành một trường điện từ duy nhất. Nó là tài chính:
Biểu hiện trong hành động cả về phí nghỉ ngơi và di chuyển;
Áp dụng cho tốc độ lớn, nhưng cuối cùng;
Tồn tại bất kể ý chí và mong muốn của chúng ta.
Với tốc độ sạc bằng 0, chỉ có một điện trường. Ở tốc độ sạc không đổi, trường điện từ xảy ra.
Với chuyển động sạc nhanh, bức xạ sóng điện từ xảy ra, lan truyền trong không gian với tốc độ cuối cùng .
Sự phát triển của ý tưởng về sóng điện từ thuộc về Maxwell, nhưng đã tìm thấy sự tồn tại của chúng, mặc dù nó sợ xuất bản một công việc (cô ấy đã đọc hơn 100 năm sau khi ông qua đời).
Điều kiện chính cho sự xuất hiện của sóng điện từ là một chuyển động tăng tốc của phí điện.
Vì anh ta là một làn sóng điện từ, thật dễ dàng để gửi cho ví dụ sau. Nếu bạn ném đá cuội trên mặt nước, thì sóng được hình thành trên bề mặt. Họ đang chuyển từ nguồn xảy ra (nhiễu loạn) ở một tốc độ phân phối nhất định. Đối với sóng điện từ, phẫn nộ là điện và từ trường di chuyển trong không gian. Thay đổi trường điện từ nhất thiết phải gây ra sự xuất hiện của một từ trường xen kẽ và ngược lại. Các trường này được kết nối lẫn nhau.
Nguồn chính của quang phổ của sóng điện từ là mặt trời sao. Một phần của phổ sóng điện từ nhìn thấy mắt người. Phổ này nằm trong vòng 380 ... 780 Nm (Hình 2.1). Trong lĩnh vực phổ nhìn thấy, mắt cảm thấy nhẹ nhàng khác nhau. Dao động điện từ với bước sóng khác nhau gây cảm giác ánh sáng với màu sắc khác nhau.
Hình 2.9 - Phổ sóng điện từ
Một phần của phổ sóng điện từ được sử dụng cho các mục đích của tuyến quang và truyền thông. Nguồn sóng điện từ - dây (ăng-ten), trong đó sự dao động của điện tích xảy ra. Quá trình hình thành các trường, bắt đầu gần dây, dần dần, điểm trên mỗi điểm, chụp tất cả các không gian. Tần số của dòng điện xen kẽ càng cao qua dây và tạo ra điện hoặc từ trường, sóng vô tuyến được tạo sóng nhiều hơn của một chiều dài nhất định.
Đài (Lat. Đài phát thanh - radio, tôi phát ra tia ← bán kính - chùm tia) - một loại giao tiếp không dây trong đó sóng vô tuyến được sử dụng làm sóng mang tín hiệu, được phân phối tự do trong không gian.
Sóng radio (từ radio ...), sóng điện từ có bước sóng\u003e 500 μm (tần số< 6×10 12 Гц).
Sóng vô tuyến là điện trường và từ trường có thể thay đổi trong thời gian. Tốc độ của sóng vô tuyến trong không gian trống là 300.000 km / s. Dựa trên điều này, bạn có thể xác định độ dài của sóng vô tuyến (M).
\u003d 300 / f,wHERF - Tần số (MHz)
Biến động không khí được tạo ra trong một cuộc trò chuyện qua điện thoại được chuyển đổi bằng micrô cho các dao động điện của tần số âm thanh, được truyền bằng dây đến thiết bị của người đăng ký. Ở đó, ở đầu kia của dòng, chúng được biến đổi thành biến động không khí, được người đăng ký nhận thức như âm thanh bằng cách sử dụng bộ phát điện thoại. Trong điện thoại, truyền thông chuỗi có nghĩa là dây, trong phát sóng - sóng vô tuyến.
"Trái tim" của máy phát của bất kỳ đài phát thanh nào là máy phát điện - một thiết bị tạo ra cao, nhưng không đổi nghiêm ngặt cho đài phát thanh tần số này. Những dao động của tần số vô tuyến này, được gia cố vào nguồn cần thiết vào ăng-ten và kích thích các dao động điện từ trong không gian xung quanh cùng tần số - sóng vô tuyến. Tốc độ loại bỏ sóng radio từ ăng ten đài phát thanh bằng tốc độ ánh sáng: 300.000 km / s, nhanh hơn gần một triệu lần so với sự lan truyền của âm thanh trong không khí. Điều này có nghĩa là nếu máy phát được bao gồm tại một trạm phát sóng Moscow tại một số thời điểm, thì sóng radio của nó nhỏ hơn 1/30 C đạt Vladivostok và trong thời gian này, sẽ có thời gian để lan rộng trong suốt 10-11 m.
Sóng vô tuyến áp dụng không chỉ trong không khí, mà còn là nơi không phải, ví dụ, ở ngoài vũ trụ. Điều này khác với sóng âm thanh mà không khí là hoàn toàn cần thiết hoặc bất kỳ phương tiện dày đặc nào khác, chẳng hạn như nước.
Sóng điện từ
- Trường điện từ lan rộng (rung động của vectơ 
). Gần phí, điện và từ trường thay đổi với sự thay đổi pha P / 2.
Hình 2.10 - một trường điện từ duy nhất.
Ở một khoảng cách cao từ điện tích, điện và từ trường được thay đổi simphase.
Hình 2.11 - Thay đổi SYPHASE của điện trường và từ trường.
Sóng điện từ ngang.
Hướng định hướng của sóng điện từ trùng với hướng chuyển động của vít phải khi xoay vectơ của vector 
Đến vector. 
.
Hình 2.12 - Sóng điện từ.
Và tỷ lệ được thực hiện trong sóng điện từ 
trong đó C là tốc độ của ánh sáng trong chân không.
Maxwell theo lý thuyết tính năng lượng và tốc độ của sóng điện từ.
Theo cách này, năng lượng của sóng tỷ lệ thuận với mức độ tần số thứ tư.. Điều đó có nghĩa là việc sửa sóng dễ dàng hơn, cần có tần số cao.
Sóng điện từ được mở bởi G. Herz (1887).
Mạch dao động kín của sóng điện từ không tỏa ra: tất cả năng lượng của trường điện của bộ ngưng tụ đi vào năng lượng của từ trường của cuộn dây. Tần số của dao động được xác định bởi các tham số của mạch dao động: 
.
Hình 2.13 - Đường viền dao động.
Để tăng tần số, cần phải giảm L và C, tức là. Mở rộng cuộn dây đến dây thẳng và, vì 
, Giảm diện tích tấm và pha loãng chúng ở khoảng cách tối đa. Từ đây có thể thấy rằng chúng ta nhận được một chất dẫn trực tiếp.
Một thiết bị như vậy được gọi là Máy rung Hertz. Giữa được cắt và kết nối với một máy biến áp tần số cao. Giữa các đầu của các dây mà các ballcase nhỏ được cố định, trượt tia lửa điện, là nguồn của sóng điện từ. Sóng kéo dài để vectơ của cường độ điện trường thay đổi trong mặt phẳng trong đó dây dẫn nằm.
Hình 2.14 - Máy rung Hertz.
Nếu song song với bộ phát để định vị cùng một dây dẫn (ăng-ten), thì các khoản phí sẽ đi đến chuyển động dao động và tia lửa yếu đang gây ra giữa các ống dẫn.
Hertz phát hiện ra sóng điện từ trên kinh nghiệm và đo tốc độ của chúng, trùng với maxwell được tính toán và bằng C \u003d 3. 10 8 m / s.
Mạng điện xen kẽ tạo ra một từ trường xen kẽ, lần lượt tạo ra một điện trường xen kẽ, nghĩa là một ăng-ten đã kích thích một trong các trường gây ra sự xuất hiện của một trường điện từ duy nhất. Tài sản quan trọng nhất của lĩnh vực này là nó kéo dài dưới dạng sóng điện từ.
Tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong môi trường mà không mất tùy thuộc vào độ thấm điện môi và từ tính của môi trường. Đối với không khí, tính thấm từ tính của môi trường bằng một, do đó, tốc độ lan truyền của sóng điện từ trong trường hợp này bằng với tốc độ ánh sáng.
Ăng-ten có thể phục vụ như một nguồn cấp dây dọc từ máy phát tần số cao. Máy phát điện tồn tại một năng lượng để tăng tốc độ chuyển động của các electron tự do trong dây dẫn, và năng lượng này được chuyển đổi thành một trường điện từ xen kẽ, đó là sóng điện từ. Tần số của dòng máy phát, trường điện từ càng nhanh sẽ thay đổi và tăng cường cách chữa các sóng.
Dây ăng-ten được liên kết với cả điện trường, các đường dây điện bắt đầu tích cực và kết thúc trên các khoản phí âm và từ trường có các đường được đóng xung quanh dòng điện. Ít thời gian hơn của dao động, nó vẫn còn ít thời gian hơn để trả lại năng lượng của các trường liên quan vào dây (nghĩa là với máy phát điện) và nó càng chuyển nó thành các trường tự do, áp dụng thêm dưới dạng sóng điện từ. Phát xạ hiệu quả của sóng điện từ xảy ra, với điều kiện là bước sóng tương đối và chiều dài của dây phát.
Vì vậy, nó có thể được xác định rằng sóng radio - Đây là không phát ra với thiết bị phát điện từ thiết bị phát và tạo kênh, tự do mở rộng trong không gian dưới dạng sóng có tần số dao động từ 10 -3 đến 10 12 Hz.
Các dao động điện tử trong ăng-ten được tạo ra bởi nguồn cung cấp EMF thay đổi định kỳ với một khoảng thời gian T.. Nếu tại một số điểm, trường tại ăng-ten có giá trị tối đa, thì cùng một giá trị mà nó sẽ có thời gian sau T.. Trong thời gian này, một trường điện từ tồn tại ở thời điểm ban đầu sẽ di chuyển đến khoảng cách
λ \u003d т. (1)
Khoảng cách tối thiểu giữa hai điểm dung lượng, trường trong đó có cùng giá trị được gọi là bước sóng. Như sau từ (1), bước sóng λ Phụ thuộc vào tốc độ lan truyền và thời gian của dao động điện tử trong ăng ten. Như tần số Tok. như nhau \u003d 1 / tsau đó bước sóng λ = υ / như nhau .
Đài phát thanh bao gồm các phần chính sau:
Hệ thống điều khiển
Người nhận
Thứ tư trong đó sóng vô tuyến áp dụng.
Máy phát và máy thu được kiểm soát các phần tử radar, vì bạn có thể tăng sức mạnh của máy phát, kết nối ăng-ten hiệu quả hơn và tăng độ nhạy của máy thu. Phương tiện là một yếu tố không được quản lý của đài phát thanh.
Sự khác biệt giữa dòng giao tiếp vô tuyến từ các dòng có dây là dây hoặc cáp, được kiểm soát các phần tử, được sử dụng trong các dòng có dây, là các phần tử được kiểm soát (bạn có thể thay đổi các thông số điện của chúng).
Vladimir khu vực
Công nghiệp - Thương mại
Lyceum.
tiểu luận
Sóng điện từ
Thực hiện:
Học sinh 11 "B"
Lviv mikhail.
Đã kiểm tra:
Vladimir 2001.
1. Giới thiệu ............................................... ................ 3.
2. Khái niệm về sóng và các đặc điểm của nó ................................. 4
3. Sóng điện từ ............................................. 5
4. Bằng chứng thực nghiệm về sự tồn tại
sóng điện từ ................................................ 6.
5. Mật độ của dòng chảy của bức xạ điện từ ................ 7.
6. Phát minh ra đài phát thanh ............................................... ......... ... 9.
7. Tính chất của sóng điện từ .................................... 10
8. Điều chế và phát hiện .......................................... 10
9. Các loại sóng vô tuyến và phân phối của chúng .............................. 13
Giới thiệu
Các quá trình sóng cực kỳ phổ biến trong tự nhiên. Trong tự nhiên, có hai loại sóng: cơ khí và điện từ. Sóng cơ trục truyền trong chất: khí, lỏng hoặc rắn. Sóng điện từ không cần bất kỳ chất nào cho phân phối của chúng, đặc biệt là sóng vô tuyến và ánh sáng. Trường điện từ có thể tồn tại trong VacuO, nghĩa là trong không gian không chứa nguyên tử. Mặc dù có sự khác biệt đáng kể giữa sóng điện từ từ sóng cơ, điện từ hoạt động như cơ khí. Nhưng giống như dao động, tất cả các loại sóng được mô tả giống hệt nhau hoặc gần như cùng một luật. Trong công việc của tôi, tôi sẽ cố gắng xem xét các nguyên nhân của sóng điện từ, tính chất và ứng dụng của chúng trong cuộc sống của chúng ta.
Khái niệm sóng và đặc điểm của nó
Làn sóng Cuộc gọi dao động lan rộng trong không gian theo thời gian.
Đặc điểm quan trọng nhất của sóng là tốc độ của nó. Sóng của bất kỳ thiên nhiên không áp dụng trong không gian ngay lập tức. Tốc độ của họ là hữu hạn.
Khi sóng cơ được lan truyền, chuyển động được truyền từ cơ thể này sang cơ thể khác. Với việc chuyển động chuyển động, việc truyền năng lượng được liên kết. Thuộc tính chính của tất cả các sóng, bất kể bản chất của chúng, là việc chuyển của aneroge mà không chuyển chất này. Năng lượng đến từ nguồn kích thích sự dao động của sự khởi đầu của dây, các chuỗi, v.v. và lây lan cùng với sóng. Thông qua bất kỳ mặt cắt nào, năng lượng liên tục chảy. Năng lượng này bao gồm động năng của chuyển động của các phần dây và năng lượng tiềm năng của biến dạng đàn hồi của nó. Giảm dần về biên độ dao động, khi sóng truyền được liên kết với việc chuyển đổi một phần năng lượng cơ học thành bên trong.
Nếu bạn kết thúc một dây cao su kéo dài biến động hài hòa với tần số V, thì những dao động này sẽ bắt đầu lây lan dọc theo dây. Các dao động của bất kỳ phần nào của dây xảy ra với cùng tần số và biên độ với các dao động của phần cuối của dây. Nhưng chỉ những dao động này được dịch chuyển trong pha so với nhau. Sóng tương tự được gọi là Đơn sắc. .
Nếu dịch pha giữa các dao động của hai điểm dây là 2p, thì những điểm này dao động chính xác theo cách tương tự: sau tất cả, la bàn (2lvt + 2l) \u003d \u003d Cos2p. vt. . Các dao động như vậy được gọi là syphase. (xảy ra trong cùng một giai đoạn).
Khoảng cách giữa các điểm gần nhau nhất với nhau bằng cách dao động trong cùng một pha được gọi là bước sóng.
Mối quan hệ giữa bước sóng λ, tần số V và tốc độ của làn sóng của C. Trong một khoảng thời gian, các dao động của sóng áp dụng cho khoảng cách λ. Do đó, tốc độ của nó được xác định bởi công thức
Kể từ giai đoạn T. và tần số v được liên kết với mối quan hệ t \u003d 1 / v
Tốc độ của sóng bằng với sản phẩm của bước sóng đến tần số của dao động.
Sóng điện từ
Bây giờ chúng ta chuyển sang xem xét trực tiếp với sóng điện từ.
Định luật cơ bản của tự nhiên có thể cung cấp nhiều hơn nhiều so với kết thúc trong các sự kiện đó trên cơ sở họ thu được. Một trong số này bao gồm các luật của điện từ mở Maxwell.
Trong số những hậu quả rất thú vị, rất thú vị và quan trọng phát sinh từ các định luật Maxwelli của lĩnh vực điện từ, một người xứng đáng được chú ý đặc biệt. Đây là kết luận rằng sự tương tác điện từ áp dụng cho tốc độ cuối cùng.
Theo lý thuyết tương tự, sự chuyển động của phí thay đổi lĩnh vực điện gần nó. Trường điện biến này tạo ra một từ trường biến trong các khu vực liền kề của không gian. Từ trường xen kẽ lần lượt tạo ra một trường điện xen kẽ và như vậy.
Sự chuyển động của phí gây ra "Surge" của trường điện từ,, lan rộng, bao phủ tất cả các khu vực rộng lớn của không gian xung quanh.
Maxwell về mặt toán học đã chứng minh rằng tốc độ lan truyền của quá trình này bằng với tốc độ ánh sáng trong chân không.
Hãy tưởng tượng rằng phí điện không chỉ đơn giản là chuyển từ điểm này sang điểm khác, mà được thể hiện trong các biến động nhanh dọc theo một đường thẳng. Sau đó, điện trường trong vùng lân cận ngay lập tức của phí sẽ bắt đầu thay đổi định kỳ. Thời gian của những thay đổi này rõ ràng sẽ bằng với thời gian dao động phí. Điện trường xen kẽ sẽ tạo ra một từ trường thay đổi định kỳ và lần lượt sẽ gây ra sự xuất hiện của một trường điện xen kẽ ở một khoảng cách lớn hơn từ phí, v.v.
Tại mỗi điểm không gian, điện và từ trường thay đổi trong thời gian định kỳ. Điểm xa hơn được đặt, sau đó nó sẽ đạt được bằng biến động của lĩnh vực. Do đó, ở các khoảng cách khác nhau từ phí dao động xảy ra với các giai đoạn khác nhau.
Hướng của các vectơ dao động của cường độ điện trường và cảm ứng của từ trường vuông góc với hướng lan truyền của sóng.
Sóng điện từ ngang.
Sóng điện từ được phát ra do các khoản phí dao động. Điều cần thiết là tốc độ chuyển động của các khoản phí đó thay đổi theo thời gian, tức là chúng di chuyển với khả năng tăng tốc. Sự hiện diện của gia tốc là điều kiện chính cho bức xạ của sóng điện từ. Trường điện từ có thể đáng chú ý, không chỉ với các dao động của điện tích, mà còn với bất kỳ thay đổi nhanh về tốc độ của nó. Cường độ của sóng bức xạ là lớn hơn, khả năng tăng tốc càng lớn, với mức phí đang di chuyển.
Maxwell đã bị thuyết phục sâu sắc về thực tế của sóng điện từ. Nhưng anh không tồn tại trước khi phát hiện thử nghiệm của họ. Chỉ 10 năm sau khi ông qua đời, sóng điện từ được thực nghiệm thu được bởi Herz.
Bằng chứng thực nghiệm về sự tồn tại
sóng điện từ
Sóng điện từ không thể nhìn thấy trái ngược với cơ học, nhưng khi chúng được phát hiện? Để trả lời câu hỏi này, hãy xem xét các thí nghiệm của Hertz.
Sóng điện từ được hình thành do kết nối lẫn nhau của các biến điện và từ trường. Sự thay đổi trong một lĩnh vực dẫn đến sự xuất hiện của một lĩnh vực khác. Như bạn đã biết, nó càng thay đổi nhanh hơn với thời gian cảm ứng từ tính, độ căng của trường điện thu được càng lớn. Và lần lượt, cường độ điện trường điện càng nhanh, cảm ứng từ tính càng lớn.
Để tạo thành sóng điện từ cường độ cao, cần phải tạo dao động điện từ có tần số đủ cao.
Dao động tần số cao có thể được lấy bằng cách sử dụng một mạch dao động. Tần số dao động là 1 / √ lc. Nó có thể được nhìn thấy từ đây, nó sẽ càng lớn độ tự cảm và dung lượng mạch càng nhỏ.
Để có được sóng điện từ, Herz đã sử dụng một thiết bị đơn giản gọi là máy rung Hertz.
Thiết bị này là một mạch dao động mở.
Bạn có thể đi đến đường viền mở từ đóng, nếu chúng ta dần dần đẩy các tấm tụ của tụ, giảm diện tích của chúng và đồng thời làm giảm số lượng lượt trong cuộn dây. Cuối cùng, nó sẽ chỉ là một dây thẳng. Đây là một mạch dao động mở. Các container và độ tự cảm của máy rung là nhỏ. Do đó, tần số của dao động rất lớn.
Trong mạch hở, phí không được tập trung vào các đầu, nhưng được phân phối trong suốt dây dẫn. Hiện tại hiện tại ở tất cả các phần của dây dẫn được hướng đến cùng một phía, nhưng sức mạnh của dòng điện không giống nhau trong các phần khác nhau của dây dẫn. Ở đầu, nó bằng không, và ở giữa đạt đến mức tối đa (trong các mạch hiện tại xen kẽ thông thường, cường độ hiện tại trong tất cả các phần tại thời điểm này giống nhau trong cùng một lúc.) Trường điện từ cũng bao gồm tất cả không gian gần đường viền.
Hertz nhận được sóng điện từ, phấn khích trong một máy rung bằng cách sử dụng nguồn điện áp cao của một xung tốc độ nhanh. Biến động sạc điện trong máy rung tạo ra sóng điện từ. Chỉ dao động trong máy rung tạo ra một hạt không tích điện, nhưng một số lượng lớn các electron di chuyển nhất quán. Trong sóng điện từ, vectơ E và vuông góc với nhau. Vectơ E nằm trong máy bay đi qua máy rung và vectơ vuông góc với mặt phẳng này. Bức xạ của sóng xảy ra với cường độ tối đa theo hướng vuông góc với trục của máy rung. Dọc theo trục của bức xạ không xảy ra.
Sóng điện từ được ghi lại bởi Herz bằng cách sử dụng máy rung nhận (bộ cộng hưởng), đây là cùng một thiết bị với máy rung phát ra. Dưới tác động của một trường điện xen kẽ của một làn sóng điện từ trong máy rung nhận, biến động hiện tại rất phấn khích. Nếu tần số eigen của máy rung nhận trùng với tần số của sóng điện từ, nhưng sự cộng hưởng được quan sát. Các dao động trong bộ cộng hưởng xảy ra với một biên độ lớn khi nó nằm song song với máy rung phóng xạ. Hertz đã phát hiện ra những dao động này, quan sát thấy sự lấp lánh trong một khoảng cách rất nhỏ giữa các dây dẫn của máy rung nhận. Hertz không chỉ nhận được sóng điện từ, mà còn phát hiện ra rằng chúng cư xử như các loại sóng khác.
Năm 1860-1865. Một trong những nhà vật lý vĩ đại nhất của thế kỷ XIX James Clerk Maxwell. Tạo lý thuyết trường điện từ. Theo Maxwell, hiện tượng cảm ứng điện từ được giải thích như sau. Nếu ở một điểm nhất định về không gian thay đổi trong thời gian từ trường, thì điện trường cũng được hình thành. Nếu trường là một dây dẫn khép kín trong trường, trường điện gây ra dòng điện cảm ứng trong đó. Lý thuyết của Maxwell theo sau quá trình đảo ngược là có thể. Nếu điện trường thay đổi trong thời gian ở một khu vực nhất định, thì từ trường cũng được hình thành.
Do đó, bất kỳ thay đổi nào theo thời gian của từ trường dẫn đến sự xuất hiện của điện trường thay đổi và bất kỳ thay đổi nào với thời gian của điện trường tạo ra từ trường thay đổi. Những biến tạo các biến điện và từ trường này tạo thành một trường điện từ duy nhất.
Tính chất của sóng điện từ
Kết quả quan trọng nhất sau đây từ lý thuyết về trường điện từ được chế tạo bởi Maxwell, là dự đoán về khả năng tồn tại của sóng điện từ. Sóng điện từ - Phân phối các trường điện từ trong không gian và thời gian.
Sóng điện từ, trái ngược với sóng đàn hồi (âm thanh), có thể lây lan ở chỗ trống hoặc bất kỳ chất nào khác.
Sóng điện từ trong chân không áp dụng ở tốc độ c \u003d 299 792 km / s, đó là, với tốc độ ánh sáng.
Trong chất, tốc độ của sóng điện từ nhỏ hơn trong chân không. Tỷ lệ giữa bước sóng, tốc độ, thời gian và tần suất dao động của nó thu được cho sóng cơ học được thực hiện cho sóng điện từ:
Biến động vector căng thẳng Vả và vector cảm ứng từ B. Chúng xảy ra trong các mặt phẳng vuông góc lẫn nhau và vuông góc với hướng lan truyền sóng (velocity vector).
Chuyển sóng điện từ năng lượng.
Phạm vi sóng điện từ
Xung quanh chúng ta một thế giới phức tạp của sóng điện từ có nhiều tần số khác nhau: bức xạ của màn hình máy tính, điện thoại di động, lò vi sóng, TV, v.v. Hiện tại, tất cả các sóng điện từ được chia theo bước sóng bằng sáu dải chính.
Sóng radio - Đây là những sóng điện từ (có bước sóng 10.000 m đến 0,005 m), phục vụ để truyền tín hiệu (thông tin) đến khoảng cách không có dây. Trong giao tiếp vô tuyến, sóng vô tuyến được tạo ra bởi dòng điện tần số cao chảy trong ăng ten.
Bức xạ điện từ có bước sóng, từ 0,005 m đến 1 μm, tức là. nằm giữa dải sóng radio và phạm vi ánh sáng có thể nhìn thấy được gọi là bức xạ hồng ngoại. Bức xạ hồng ngoại phát ra bất kỳ cơ thể nóng. Nguồn gốc của bức xạ hồng ngoại phục vụ như bếp lò, pin, bóng đèn sợi đốt điện. Với sự trợ giúp của các thiết bị đặc biệt, bức xạ hồng ngoại có thể được chuyển đổi thành ánh sáng có thể nhìn thấy và lấy hình ảnh của các vật dụng nóng trong bóng tối hoàn toàn.
ĐẾN ánh sáng thấy được Các cứu trợ với bước sóng khoảng 770nm đến 380nm, từ màu đỏ đến tím. Ý nghĩa của phần này của quang phổ phát xạ điện từ trong cuộc sống con người cực kỳ lớn, vì hầu hết tất cả thông tin về thế giới trên toàn thế giới đều có tầm nhìn.
Bức xạ điện từ vô hình với bước sóng ít hơn màu tím được gọi là tia cực tím. Nó có thể giết chết vi khuẩn gây bệnh.
Bức xạ tia X Mắt vô hình. Nó diễn ra mà không có sự hấp thụ đáng kể thông qua các tầng đáng kể của chất, mờ đục cho ánh sáng nhìn thấy, được sử dụng để chẩn đoán các bệnh về các cơ quan nội tạng.
Bức xạ gamma. Gọi là bức xạ điện từ phát ra bằng hạt nhân phấn khích và phát sinh trong sự tương tác của các hạt cơ bản.
Nguyên tắc vô tuyến điện tử
Mạch dao động được sử dụng như một nguồn sóng điện từ. Đối với bức xạ hiệu quả, đường viền "mở", tức là. Tạo điều kiện để trường "đã đi ra ngoài" vào không gian. Thiết bị này được gọi là mạch dao động mở - ăng ten..
Vô tuyến điện tử. Nó được gọi là chuyển thông tin bằng cách sử dụng sóng điện từ có tần số trong phạm vi từ Hz.
Radar (radar)
Một thiết bị truyền sóng ultrashort và ngay lập tức đưa chúng đi. Bức xạ được thực hiện bằng các xung ngắn. Các xung được phản ánh từ các vật phẩm, cho phép sau khi nhận và xử lý tín hiệu để đặt phạm vi thành vật phẩm.
Tốc độ radar hoạt động trên một nguyên tắc tương tự. Hãy suy nghĩ cách radar xác định tốc độ của máy di chuyển.
