Электромагнитные волны. Гипотеза Максвелла

Электромагнитные волны

Гипотеза Максвелла Английский физик Джеймс Максвелл (1831 – 1879) на основании изучения экспериментальных работ Фарадея по электричеству и магнетизму в 1864 г. высказал гипотезу о существовании в природе особых волн, способных распространяться в вакууме. Эти волны Максвелл назвал электромагнитными волнами.

Открытие электромагнитных волн Электромагнитные волны впервые экспериментально обнаружил Генрих Герц (1857 – 1894) в 1887г. В его опытах ускоренное движение электрических зарядов возбуждалось в двух металлических стержнях с шарами на концах. При сообщении шарам достаточно больших разноименных зарядов между ними происходил разряд. В результате шары перезаряжались, между ними вновь проскакивала искра. Процесс повторялся многократно, и возникали электрические колебания.

Электромагнитная волна – это система порождающих друг друга и распространяющихся в пространстве переменных электрического и магнитных полей. Электромагнитная волна – это система порождающих друг друга и распространяющихся в пространстве переменных электрического и магнитных полей. Так как и электрические и магнитные поля могут существовать в вакууме, должно быть возможно распространение электромагнитных волн в вакууме.

Основные характеристики электромагнитных волн. Напряжение электрического поля Колебания электромагнитных волн Длина волны Скорость волны Период волны Частота колебаний

Скорость распространения электромагнитных волн. По известной частоте электромагнитных колебаний в контуре и измеренному значению длины электромагнитной волны Герц определил скорость распространения электромагнитной волны: она равна произведению частоты колебаний на длину волны. До этого Максвелл рассчитал что скорость распространения волны в вакууме должна быть равной примерно 300 000 км/с. Число, полученное Герцем, оказалось примерно равным 300 000 км/с, как и предсказывал Максвелл. Таким образом, опыты Герца явились экспериментальным подтверждением гипотезы Максвелла о существовании электромагнитных волн.

Для электромагнитных волн, как и для механических, справедливы соотношения между длиной волны λ, её скоростью с, периодом Т и частотой v колебаний: Для электромагнитных волн, как и для механических, справедливы соотношения между длиной волны λ, её скоростью с, периодом Т и частотой v колебаний: λ = с Т= –

Свойства электромагнитных волн Свойства электромагнитных волн во многом сходны со свойствами механических волн. На границе раздела двух сред электромагнитные волны частично отражаются, частично проходят во вторую среду. От поверхности диэлектрика волны отражаются слабо, от поверхности металлов отражаются почти без потерь.

Излученные электромагнитные волны несут с собой энергию. Энергетические характеристики излучения играют важную роль, так как определяют воздействия источников излучения на его приемники. Одной из главных характеристик излучения является плотность потока электромагнитного излучения.

Рассмотрим поверхность площадью S, через которую эл/м волны переносят энергию. Лучи указывают распространение эл/м волн. Они перпендикулярны поверхностям, во всех точках которых колебания происходят в одинаковых фазах, эти поверхности называются волновыми.

Фактически – это мощность эл/м излучения, то есть энергия в единицу времени, проходящего через единицу площади поверхности. Фактически – это мощность эл/м излучения, то есть энергия в единицу времени, проходящего через единицу площади поверхности. В системе СИ плотность потока выражают ВТ/м2. Иногда эту величину называют – интенсивность волны.

Выразите плотность потока эл/м излучения через плотность эл/м энергии и скорость ее рапространения, если: - плотность эл/м энергии

Зависимость плотности потока излучения от расстояния до источника Энергия, которую несут с собой эл/м волны, с течением времени распределяется по все большей и большей поверхности (сфере). Поэтому плотность потока излучения уменьшается по мере удаления от источника.

Диапазоны волн Все электромагнитные волны разделены по частотам и длинам волн на шесть основных диапазонов.

Диапазоны волн Все электромагнитные волны разделены по частотам и длинам волн на шесть основных диапазонов.

Электромагнитные волны разных частот отличаются друг от друга проникающей способностью, скоростью распространения в веществе, видимостью, цветностью и некоторыми другими свойствами. Электромагнитные волны разных частот отличаются друг от друга проникающей способностью, скоростью распространения в веществе, видимостью, цветностью и некоторыми другими свойствами.

Домашнее задание: Домашнее задание: §48-50 Приготовить сообщение о биографии А.С.Попова