Studiul material nou
1. Așa cum se formează o undă electromagnetică
sarcină electrică se deplasează uniform într-un vid, nu radiază energie. Acest lucru rezultă din principiul relativității, potrivit căreia toate cadrele de referință inerțiale sunt echivalente. Într-un sistem cu o taxa de mișcare, este fixat și taxele fixe nu emit.
O altă imagine apare atunci când taxa sub influența forțelor externe este accelerată. Acesta are un câmp de energie, și, prin urmare masa, ca să spunem așa, separat de taxa și este radiat în viteza spațială a luminii. Radiații are loc până când taxa acționează forța externă pe care-l transmite accelerație.
Numai taxele care se deplasează cu o energie de accelerare poate transmite prin câmpul electromagnetic creat de acestea.
Când a trecut prin conductorul curent alternativ, atunci conductorul va varia în mod periodic câmpul magnetic. Câmpul magnetic alternativ creează un câmp electric alternativ, care la rândul lor generează un câmp magnetic alternativ, și așa mai departe. Al. Cu alte cuvinte, observăm în distribuția spațială a oscilațiilor câmpului electromagnetic.
După cum se știe, răspândirea substanței sau în oscilațiile câmpului spațiu numit val.
Ø electromagnetice val - un proces de diseminare în spațiu, în cursul timpului liber câmp electromagnetic.
În consecință, sursa de unde electromagnetice poate fi un organism încărcat în mișcare, cu accelerație sau conductorul prin care curge un curent alternativ.
Orice cerc AC radiază energie. Cu toate acestea, circuitul de oscilație convențional emite foarte slab. Acest lucru se întâmplă din două motive:
1) frecvență suficient de ridicată (frecvența intensității radiației este proporțională cu puterea a patra);
2) undele emise de porțiuni de circuit diferite sunt în antifază și se anulează reciproc.
Ø Circuitul nu radiază în spațiu de energie electrică se numește închisă.
Pentru a face lumina mai intensă, este necesar să se mărească în mod semnificativ frecvența. Judecând după formula:
în acest scop, este necesar să se reducă L și C. Retragerea razdvizheniya inductor și plăci de condensator cauzează o creștere bruscă a frecvenței. Pentru circuitul de oscilație și undelor electromagnetice radiat, este necesar să se mărească spațiul în care se formează câmpul electromagnetic. Pentru acest circuit trebuie să implementeze (făcut deschis), care este mai ușor de a realiza, plăci de condensator în afară la distanța maximă posibilă.
Este un conductor drept (vibrator) este un exemplu simplu al unui circuit oscilant deschis.
3. Cantitățile fizice caracteristice undelor electromagnetice
Conform teoriei de unde electromagnetice a lui Maxwell poarta de energie. energia undelor electromagnetice în acest moment variază în mod periodic cu modificări în vectorii de spațiu. Câmpurile magnetice și electrice în undei electromagnetice sunt perpendiculare unul pe celălalt, fiecare dintre ele fiind perpendiculară pe direcția de propagare a undei.
Figura prezintă schematic dependența coordonatele vectorului câmpului electric și vectorul câmp magnetic într-o undă electromagnetică, la un moment dat. La fiecare punct în spațiu, prin care unda electromagnetică este în mișcare, amplitudinea câmpului electric este proporțional cu vectorul câmp magnetic, iar acești vectori sunt întotdeauna îndreptate în unghi drept una față de alta. Crest de valuri deplasa prin spațiu cu viteza luminii c.
Astfel, unda electromagnetică este o undă transversală. Valul electromagnetic ca mecanic, caracterizat prin perioada și frecvența de lungime de undă de oscilație și viteza de propagare.
Viteza de propagare a unei unde electromagnetice - este distanța pe care unda se propaga in unitatea de timp: = s / t.
Viteza de propagare a undelor electromagnetice în vid este constantă și egală cu viteza luminii în vid: c = 3 x 108 m / s.
Lungime de undă X - este distanța pe care este acoperită de o undă electromagnetică pe parcursul unei perioade.
Pentru unde electromagnetice în vid perioadă T. frecvență v și lungimea de undă λ sunt legate de λ = cT = c v /. Pe parcursul unei perioade de unda parcurge o distanță egală cu lungimea de undă.
Mulți oameni de știință au pus la îndoială corectitudinea teoriei câmpului electromagnetic a lui Maxwell. 1886 Genrih Gerts a decis să creeze un experiment pentru a infirma teoria lui Maxwell. Experimentul a constat în faptul că, în fanta îngustă în buclă deschisă scânteia excitat prin înaltă tensiune.
antenă dipol radiază unde electromagnetice, în principal într-o direcție perpendiculară pe conductorul. Vectorul acestui val a variat în paralel cu vibratorul, și vectorul - perpendicular pe vibrator. axa de radiație vibrator nu are loc în direcția.
A fost necesar să se găsească o metodă pentru detectarea și investigarea undelor electromagnetice. Hertz utilizat pentru această a doua (primind) un vibrator.
Acest vibrator nu este atașat la orice sursă de înaltă tensiune. Prin urmare, fluctuațiile ar putea avea loc numai sub influența undelor electromagnetice. La apariția fluctuațiilor ar putea indica o mică scânteie în decalajul іskrovomu primirea vibrator. Pentru a mări amplitudinea vibrațiilor în acest vibrator, au fost folosite un fenomen de rezonanță: frecvența naturală a vibratorului la primirea coincide cu o frecvență naturală a oscilațiilor în traductor. Montajul experimental este prezentat în figura Hertz.
Hertz nu a primit numai undele electromagnetice, dar, de asemenea, a studiat proprietățile lor. Experimentele Hertz au aratat ca undele electromagnetice sunt reflectate de conductorul, refractate la interfața cu dielectric poate іnterferuvati, îndoiți în jurul valorii de obstacole, acestea pot polarizează. În această reflecție, refracție, interferență și difracție a undelor electromagnetice apar pe aceleași reguli ca și lumina. Astfel, Hertz a confirmat experimental de ieșire Maxwell a naturii electromagnetice a luminii.
Hertz a scris:“. Experimentele descrise dovedesc identitatea, raze de lumină de căldură și mișcare val electrodinamice. "
TEMĂ DE STUDIU MATERIAL
1. Conductorul orizontal, în care un curent alternativ de frecvență înaltă, dispuse de-a lungul paralel. În ce direcții (de preferință) propaga undele electromagnetice de la conductorul?
2. transmiterea și recepția vibratoarele sunt aranjate perpendicular unul pe altul. Apar vibrații în vibrator ce a primit?
2). Noi învățăm pentru a rezolva problemele
1. La un moment dat în inducerea spațiu de câmp magnetic al undei electromagnetice variază de la zero la o valoare maximă de 2 ms. Care este lungimea de undă?
2. Lungimea undei radio în vid este egală cu 60 m. În timpul câmpului electric al undei este redus la maxim la zero?
lecții învățate Ceea ce a fost
• taxa se deplasează numai cu accelerare, poate transfera energie în mod indirect, prin intermediul unui câmp electromagnetic creat de ele.
• unde electromagnetice - acesta este procesul de răspândire în spațiu a lungul timpului liber câmp electromagnetic.
• Viteza de propagare a undelor electromagnetice - este distanța la care unda se propagă într-o unitate de timp:
; • lungime de undă X - este distanța pe care este acoperită de o undă electromagnetică pe parcursul unei perioade.
• Existența undelor electromagnetice a fost prezis de Maxwell. Pentru a testa această teorie Hertz a folosit circuitul oscilant deschis (vibrator), care va asigura corectitudinea concluziilor teoriei.
• Hertz capabil să determine viteza undei electromagnetice prin formula:
1. subminarea-1: § 34; consecutive-2: § 17 (f 2).
2. Coll. № 12.18; 12.19; 12.23; 12.25.