Просмотр содержимого документа
«Конспект лекции " ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ"»
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
В 1864 году Максвелл теоретически предсказал, что в природе существуют особые волны, способные распространяться в вакууме. Эти волны он назвал электромагнитными.
Электромагнитная волна – процесс распространения переменных электрического и магнитного полей в пространстве с конечной скоростью.
Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме равна с = 300000 км/с.
,
– длина волны, – частота.
Электромагнитные волны с любой длиной волны возникают при ускоренном движении зарядов.
Электромагнитные волны – поперечные волны.
Электромагнитные волны были экспериментально обнаружены Г. Герцем в 1887 году.
Вибратор Герца.
Электромагнитные волны, обладая широким диапазоном длин волн, отличаются друг от друга по способам их генерации и регистрации, а также по своим свойствам. Поэтому электромагнитные волны делятся на несколько видов.
Радиоволны Инфракрасное Видимый Ультрафиолетовое Рентгеновские Гамма-излучение излучение свет излучение лучи 104 10-3 8∙10-7 4∙10-7 10-9 10-12 λ, м Радиоволны: 10 км ÷ 1 км – длинные волны 1 км ÷ 100 м – средние волны 100 м ÷ 10 м – короткие волны 10 м ÷ 1 мм – ультракороткие волны |
Классификация электромагнитных волн
Виды излучения | Интервал частот, Гц | Интервал длин волн, м | Источники излучения |
Низкочастотные волны | 3 | 1⋅105 | Генераторы переменного тока, электрические машины |
Радиоволны | 3·103 – 3·109 | 1·105 – 1·10–1 | Колебательные контуры, вибраторы Герца |
Микроволны | 3·109 – 1·1012 | 1·10–1 – 1·10–4 | Лазеры, полупроводниковые приборы |
Инфракрасное излучение | 1·1012 – 4·1014 | 1·10–4 – 7·10–7 | Солнце, электролампы, лазеры, космическое излучение |
Видимое излучение | 4·1014 – 8·1014 | 7·10–7 – 4·10–7 | Солнце, электролампы, люминесцентные лампы, лазеры |
Ультрафиолетовое излучение | 8·1014 – 1·1016 | 4·10–7 – 3·10–8 | Солнце, космическое излучение, лазеры, электрические лампы |
Рентгеновское излучение | 1·1016 – 3·1020 | 3·10–8 – 1·10–12 | Бетатроны, солнечная корона, небесные тела, рентгеновские трубки |
Гамма-излучение | 3·1020 – 3·1029 | 1·10–12 – 1·10–21 | Космическое излучение, радиоактивные распады, бетатроны |
В настоящее время электромагнитные волны находят широкое применение в науке и технике:
плавка и закалка металлов в электротехнической промышленности, изготовление постоянных магнитов (низкочастотные волны);
телевидение, радиосвязь, радиолокация (радиоволны);
мобильная связь, радиолокация (микроволны);
сварка, резка, плавка металлов лазерами, приборы ночного видения (инфракрасное излучение);
освещение, голография, лазеры (видимое излучение);
люминесценция в газоразрядных лампах, закаливание живых организмов, лазеры (ультрафиолетовое излучение);
рентгенотерапия, рентгеноструктурный анализ, лазеры (рентгеновское излучение);
дефектоскопия, диагностика и терапия в медицине, исследование внутренней структуры атомов, лазеры, военное дело (гамма-излучение).
Контрольные вопросы
1. Что такое электромагнитная волна? Какова скорость ее распространения?
2. При каком условии возникают электромагнитные волны?
3. Кто теоретически предсказал и кто экспериментально обнаружил электромагнитные волны?
4. Почему Герц в своих опытах использовал открытый колебательный контур?
5. Охарактеризуйте шкалу электромагнитных волн. Каковы источники излучения разных видов волн?