Електромагнітні хвилі, властивості. Електромагнітне поле. Тести, курси з фізики

1. тестування онлайн Електромагнітне поле
2. Властивості електромагнітних хвиль
3. Діапазон електромагнітних хвиль
4. принцип радіозв'язку
5. Радар (радіолокатор)

тестування онлайн

Електромагнітне поле

У 1860-1865 рр. один з найвидатніших фізиків XIX століття Джеймс Клерк Максвелл створив теорію електромагнітного поля. згідно Максвеллу явище електромагнітної індукції пояснюється наступним чином. Якщо в деякій точці простору змінюється в часі магнітне поле, то там утворюється і електричне поле. Якщо ж в поле знаходиться замкнутий провідник, то електричне поле викликає в ньому індукційний струм. З теорії Максвелла випливає, що можливий і зворотний процес. Якщо в деякій області простору змінюється в часі електричне поле, то тут же утворюється і магнітне поле.

Таким чином, будь-яка зміна з часом магнітного поля призводить до виникнення мінливого електричного поля, а всяка зміна з часом електричного поля породжує змінюється магнітне поле. Ці породжують один одного змінні електричні і магнітні поля утворюють єдине електромагнітне поле.

Властивості електромагнітних хвиль

Найважливішим результатом, який випливає з сформульованої Максвеллом теорії електромагнітного поля, стало передбачення можливості існування електромагнітних хвиль. Електромагнітна хвиля - поширення електромагнітних полів в просторі і в часі.

Джерело електромагнітного поля - електричні заряди , Що рухаються з прискоренням .

Електромагнітні хвилі, на відміну від пружних (звукових) хвиль , Можуть поширюватися в вакуумі або будь-якому іншому речовині.

Електромагнітні хвилі в вакуумі поширюються зі швидкістю c = 299 792 км / с, тобто зі швидкістю світла.

У речовині швидкість електромагнітної хвилі менше, ніж у вакуумі. співвідношення між довжиною хвиля , Її швидкістю, періодом і частотою коливань, отримані для механічних хвиль виконуються і для електромагнітних хвиль:

Коливання вектора напруженості E і вектора магнітної індукції B відбуваються у взаємно перпендикулярних площинах і перпендикулярно напрямку поширення хвилі (вектору швидкості).

Електромагнітна хвиля переносить енергію.

Діапазон електромагнітних хвиль

Навколо нас складний світ електромагнітних хвиль різних частот: випромінювання моніторів комп'ютерів, стільникових телефонів, мікрохвильових печей, телевізорів та ін. В даний час всі електромагнітні хвилі розділені по довжинах хвиль на шість основних діапазонів.

Радіохвилі - це електромагнітні хвилі (з довжиною хвилі від 10000 м до 0,005 м), службовці для передачі сигналів (інформації) на відстань без проводів. В радіозв'язку радіохвилі створюються високочастотними струмами, поточними в антені.

Електромагнітні випромінювання з довжиною хвилі, від 0,005 м до 1 мкм, тобто що лежать між діапазоном радіохвиль і діапазоном видимого світла, називаються інфрачервоним випромінюванням. Інфрачервоне випромінювання випускають будь-які нагріті тіла. Джерелом інфрачервоного випромінювання служать печі, батареї, електричні лампи розжарювання. За допомогою спеціальних приладів інфрачервоне випромінювання можна перетворити в видиме світло і отримувати зображення нагрітих предметів в повній темряві.

До видимого світла відносять випромінювання з довжиною хвилі приблизно 770 нм до 380 нм, від червоного до фіолетового кольору. Значення цієї ділянки спектру електромагнітних випромінювань в житті людини надзвичайно великий, так як майже всі відомості про навколишній світ людина отримує за допомогою зору.

Невидиме оком електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі менше, ніж у фіолетового кольору, називають ультрафіолетовим випромінюванням. Воно здатне вбивати хвороботворні бактерії.

Рентгенівське випромінювання невидиме оком. Воно проходить без істотного поглинання через значні шари речовини, непрозорого для видимого світла, що використовують для діагностики захворювань внутрішніх органів.

Гамма-випромінюванням називають електромагнітне випромінювання, що випускається збудженими ядрами і виникає при взаємодії елементарних частинок.

принцип радіозв'язку

коливальний контур використовують як джерело електромагнітних хвиль. Для ефективного випромінювання контур "відкривають", тобто створюють умови для того, щоб поле "йшло" в простір. Це пристрій називається відкритим коливальним контуром - антеною.

Радіозв'язком називається передача інформації за допомогою електромагнітних хвиль, частоти яких знаходяться в діапазоні від до Гц.

Радар (радіолокатор)

Пристрій, який передає ультракороткі хвилі і тут же їх приймає. Випромінювання здійснюється короткими імпульсами. Імпульси відбиваються від предметів, дозволяючи після прийому і обробки сигналу встановити дальність до предмета.

Радар швидкості працює за аналогічним принципом. Подумайте, як радар визначає швидкість рухомої машини.