Anu kapanggih gelombang éléktromagnétik? gelombang éléktromagnétik - méja. Jenis gelombang éléktromagnétik

gelombang éléktromagnétik (Table nu bakal dibikeun handap) ngawakilan gangguan tina widang magnetik sarta listrik anu disebarkeun di spasi. Aranjeunna aya sababaraha jenis. Ulikan ngeunaan gangguan ieu aktipitas fisika. gelombang éléktromagnétik anu dihasilkeun alatan kanyataan yén médan magnét listrik bolak dibangkitkeun, sarta ieu péngkolan dibangkitkeun listrik.

panalungtikan sajarah

Téori kahiji, anu bisa dianggap varian pangkolotna gelombang éléktromagnétik sahiji hipotesis, nu sahanteuna di kali tina Huygens. Wanoh, lamunan ngahontal ngembangkeun etang. Huygens dina 1678, taun nu dihasilkeun jenis "outline" tiori - "risalah dina dunya". Dina 1690 manéhna ogé diterbitkeun gawé séjén alus teuing. Eta geus lain téori kualitatif ngeunaan réfléksi, réfraksi dina formulir nu éta kiwari digambarkeun dina buku teks sakola ( "Gelombang éléktromagnétik", kelas 9).

Marengan ieu geus ngarumuskeun prinsip Huygens '. Kalawan eta janten mungkin mun diajar gerak hareup gelombang. Prinsip kieu engké kapanggih perkembangannya di karya Fresnel. Prinsip Huygens-Fresnel tadi significance husus dina téori difraksi sarta Téori gelombang cahaya.

Dina 1660-1670 taun ti loba kontribusi eksperimen na teoritis anu dilakukeun dina ulikan Hooke sarta Newton. Anu kapanggih gelombang éléktromagnétik? Saha percobaan anu dipigawé ngabuktikeun ayana maranéhanana? Naon anu tipena béda gelombang éléktromagnétik? Dina ieu engké.

leresan Maxwell

Sateuacan urang ngobrol ngeunaan saha kapanggih gelombang éléktromagnétik, éta kudu ngomong yén élmuwan munggaran anu diprediksi ayana maranéhanana di umum, geus jadi Faraday. hipotesa na anjeunna nempatkeun maju dina 1832, taun. Téori konstruksi salajengna aktipitas Maxwell. Ku 1865, taun kasalapan eta geus réngsé pakasaban. Hasilna, Maxwell mastikeun formalized Téori matematik, dipastikeun ayana fenomena ditaliti. Anjeunna ogé geus ditangtukeun laju rambatan gelombang éléktromagnétik, coincide jeung nilai teh lajeng manglaku speed lampu. Ieu, kahareupna diwenangkeun anjeunna ka substantiate hipotesa yen terang mangrupakeun tipe radiasi dianggap.

Pangwanoh eksperimen

Téori Maxwell ieu dikonfirmasi dina percobaan di Hertz dina 1888. Eta kudu ngomong yén fisikawan Jerman anu dilakukeun percobaan pikeun refute teori, sanajan dadasar matematik na. Sanajan kitu, berkat percobaan na Hertz éta kahiji anu kapanggih gelombang éléktromagnétik dina kaperluan praktis. Sajaba ti éta, dina kursus percobaan maranéhanana, élmuwan geus ngaidentifikasi sipat sarta ciri radiasi.

Éléktromagnétik Gelombang Hertz narima alatan serial pulsa éksitasi tina gancang ngalir di vibrator nu ku cara maké sumber tegangan tinggi. arus frekuensi tinggi bisa ditandaan ku sirkuit. Frékuénsi osilasi di sarua bakal leuwih luhur, nu leuwih luhur nu capacitance na induktansi. Tapi frekuensi tinggi ieu euweuh aliran tinggi garansi. Pikeun ngalaksanakeun percobaan maranéhanana, Hertz dipaké hiji alat anu cukup basajan, nu ayeuna disebut - "anteneu dipole". alat nu mangrupa circuit osilasi tina tipe muka.

Nyetir pangalaman Hertz

Ngadaptar radiasi ieu dilumangsungkeun ku cara maké di vibrator narima. alat ieu miboga struktur sarua sakumaha anu sahiji alat emitting. Dina pangaruh gelombang elektromagnetik listrik bolak widang éksitasi fluctuations ayeuna lumangsung di alat panampa. Mun dina alat ieu frekuensi sarta frékuénsi coincide fluks alam na, résonansi anu muncul. Hasilna, gangguan lumangsung dina aparat panarimaan ku amplitudo gede. Panalungtik discovers aranjeunna, ningali Sparks antara konduktor dina celah leutik.

Ku kituna, Hertz éta kahiji anu kapanggih gelombang éléktromagnétik, dibuktikeun pangabisa maranéhna pikeun ngagambarkeun ogé dina konduktor. Tembok ampir diyakinkeun formasi mangrupa lampu ngadeg. Sajaba ti, Hertz ditangtukeun laju rambatan gelombang éléktromagnétik dina hawa.

Ulikan ngeunaan karakteristik

gelombang éléktromagnétik propagate dina ampir kabéh lingkungan. Dina spasi, nu geus ngeusi zat radiasi bisa dina sababaraha kasus jadi disebarkeun cukup ogé. Tapi aranjeunna rada ngarobah kabiasaan maranéhanana.

gelombang éléktromagnétik dina vacuo ditangtukeun tanpa atenuasi. Éta nu disebarkeun ka sagala jarak wenang badag. Ciri poko ngawengku gelombang polarisasi, frékuénsi jeung panjangna. Pedaran sipat dilumangsungkeun dina kerangka éléktrodinamika. Sanajan kitu, éta ciri radiasi tina sababaraha wewengkon spéktrum keur aya di langkung husus wewengkon fisika. Ieu diantarana, contona, bisa ngawengku élmu optik.

Diajar radiasi éléktromagnétik teuas tina pondok-gelombang tungtung spéktral nu ngurus bagian kalawan énergi tinggi. Dibikeun dinamika gagasan modern ceases janten disiplin diri sarta digabungkeun jeung interaksi lemah dina teori tunggal.

Teori dilarapkeun dina diajar sipat

Dinten aya aya rupa métode pikeun facilitating modeling sarta diajar sipat mintonkeun sarta vibrations. Paling dasar tiori dibuktikeun tur lengkep éléktrodinamika quantum dianggap. Therefrom ku hiji atawa sederhana séjén janten kamungkinan pikeun ménta metodeu di handap ieu, nu loba dipaké di sagala rupa widang.

Pedaran kalawan hormat ka radiasi low frékuénsi di lingkungan makroskopis dilumangsungkeun ku cara maké éléktrodinamika klasik. Hal ieu dumasar kana persamaan Maxwell. Dina aplikasi, aya aplikasi pikeun simplify. Nalika diajar nu élmu optik optik dipaké. Téori gelombang ieu dilarapkeun dina kasus dimana sawatara bagian tina sistem optik tina ukuran deukeut panjang gelombang. élmu optik kuantum dipaké nalika prosés scattering penting téh, nyerep foton.

Téori optik geometric - kasus ngawatesan nu panjang gelombang ngalalaworakeun diwenangkeun. Aya ogé sababaraha bagian terapan tur fundamental. Ieu kaasup, upamana, kaasup Arsitéktur, biology tina visi jeung fotosintésis, photochemistry. Kumaha digolongkeun gelombang éléktromagnétik? tabél jelas nembongkeun sebaran pikeun grup ieu ditémbongkeun di handap ieu.

carana ngumpulan

Aya Bulan frekuensi gelombang éléktromagnétik. Antara aranjeunna, taya transisi kasar, sakapeung aranjeunna tumpang tindih. Wates antara aranjeunna anu rada relatif. Alatan kanyataan yén aliran téh mibanda terus, frékuénsi anu rigidly pakait sareng panjang teh. Di handap ieu mangrupa Bulan gelombang éléktromagnétik.

Ultrashort lampu bisa dibagi kana mikrométer (sub-millimeter), millimeter, centimeter, decimeter, méteran. Lamun panjang gelombang radiasi éléktromagnétik kurang ti saméter, teras osilasi na disebut frékuénsi super tinggi (SHF).

Jenis gelombang éléktromagnétik

Luhur, Bulan gelombang éléktromagnétik. Naon anu tipena béda aliran? Grup radiasi pangionan kaasup gamma jeung sinar-X. Eta kudu ngomong yén anu bisa ionize atom sarta sinar ultraviolet, komo lampu ditingali. The margins nu gamma jeung fluks X-ray, diartikeun pisan kondisional. Salaku orientasi umum ditarima wates 20 EV - 0.1 MeV. Gamma-ngalir dina rasa sempit dipancarkeun ku inti, X - e-atom cangkang salila ejection ti bohong low-orbit éléktron. Sanajan kitu, klasifikasi ieu henteu dilarapkeun ka radiasi teuas dihasilkeun tanpa inti na atom.

fluks X-ray dihasilkeun nalika decelerating partikel boga muatan gancang (proton, éléktron, jeung nu lianna) jeung kituna prosés anu lumangsung jero cangkang éléktron atom. osilasi gamma lumangsung salaku hasil tina prosés dina inti atom jeung konversi partikel éleméntér.

aliran radio

Alatan éta nilai badag ti tebih tina tinimbangan gelombang ieu bisa jadi dilumangsungkeun tanpa nyokot kana akun struktur atomistic of sedeng. Salaku pengecualian ngawula mung aliran pondok anu nu tepung wates jeung Wewengkon infra red. Dina sipat radio kuantum osilasi lumangsung rada lemah. Tapi, aranjeunna kedah nimbang, contona, lamun nganalisis standar molekular waktu jeung frékuénsi salila aparat cooling ka hawa tina sababaraha derajat Kelvin.

Sipat kuantum nu dicokot kana rekening dina pedaran oscillators na amplifier dina millimeter na centimeter Bulan. slot Radio kabentuk dina mangsa pindahna konduktor AC frékuénsi luyu. A ngalirkeun gelombang éléktromagnétik dina spasi excites arus bolak, pakait jeung eta. sipat ieu dipaké dina desain anteneu dina radio.

aliran ditingali

Ultraviolet sarta radiasi infra red téh ditingali dina rasa lega kecap disebut wilayah spéktral optik. Nyorot aréa ieu disababkeun teu mung jarak ti wewengkon masing-masing, tapi anu sarupa jeung alat dipake dina pangajaran sarta dimekarkeun utamana dina pangajaran lampu ditingali. Ieu kaasup, hususna, kaca spion na lenses keur fokus radiasi, difraksi gratings, prisms, jeung sajabana.

Gelombang optik frékuénsi anu comparable kana pamadegan molekul jeung atom, sarta panjang maranéhanana - kalawan jarak antarmolekul jeung dimensi molekul. Kituna penting di widang ieu téh fenomena nu disababkeun ku struktur atom zat. Pikeun ékol anu sarua, terang kalawan gelombang sarta ngabogaan sipat kuantum.

Mecenghulna aliran optik

Sumber nu kawentar téh panonpoé. permukaan Star (photosphere) boga suhu 6000 ° Kelvin, sarta emit lampu bodas caang. Nilai pangluhurna spéktrum kontinyu aya di zone "héjo" - 550 nm. Aya ogé sensitipitas visual maksimum. Fluctuations dina rentang optik lumangsung awak nalika dipanaskeun. aliran Infrabeureum aya kituna disebut ogé panas.

The kuat awak panas lumangsung, nu leuwih luhur frékuénsi dimana spéktrum anu maksimum. incandescence observasi dina hawa tangtu geus diangkat (glow dina rentang katingali). Nalika eta mimitina mucunghul beureum, teras konéng lajeng. Ngadegna na pendaptaran aliran optik bisa lumangsung dina réaksi biologis jeung kimia, salah sahiji nu dipaké dina poto. Kanggo sabagéan ageung mahluk hirup di bumi salaku sumber energi ngalaksanakeun fotosintésis. réaksi biologis Ieu lumangsung dina tutuwuhan dina pangaruh radiasi panonpoé optik.

Fitur gelombang éléktromagnétik

Sipat nu sedeng jeung sumberna mangaruhan ciri aliran. Jadi dipasang, hususna, ka waktu gumantungna widang, anu hususna dina tipe aliran. Contona, nalika jarak ti vibrator nu (ngaronjatkeun) radius curvature janten gede. hasilna mangrupakeun gelombang elektromagnetik pesawat. Interaksi jeung bahan di lumangsung sakumaha béda. Prosés nyerep tur émisi fluxes tiasa umumna digambarkeun maké babandingan electrodynamic klasik. Pikeun gelombang tina rentang optik jeung keras sinar beuki kudu dibawa kana akun alam kuantum maranéhanana.

sumber aliran

Sanajan béda fisik, madhab - dina zat radioaktif, pamancar televisi, bohlam teh - gelombang éléktromagnétik anu gumbira ku biaya listrik nu mindahkeun kalayan akselerasi. Aya dua jenis utama sumber: mikroskopis na makroskopis. Kahiji lumangsung transisi kasar tina partikel boga muatan ti hiji nepi ka tingkat séjén dina molekul atawa atom.

sumber mikroskopis emit X-ray, gamma, ultraviolét, infra red, katingali, sarta dina sababaraha kasus, radiasi panjang-gelombang. Salaku conto kiwari dimungkinkeun aya garis spéktral hidrogén atomna gelombang tina 21 cm. Fenomena Ieu hal penting dina astronomi radio.

Sumber tipe makroskopis ngagambarkeun emitters nu éléktron bébas konduktor dijieun osilasi periodik sinkron. Dina sistim kategori ieu dihasilkeun aliran tina millimeter ka pangpanjangna (dina garis kakuatan).

Struktur jeung kakuatan aliran

Hiji muatan listrik pindah kalayan akselerasi jeung ngarobah périodik arus mangaruhan silih mibanda kakuatan nu tangtu. gedena jeung arah disebut gumantung faktor kayaning ukuran sarta konfigurasi lapangan, nu ngandung arus jeung ongkos, gedena maranéhanana sarta arah relatif. Substansi dipangaruhan ku ciri listrik jeung sedeng tinangtu sakumaha ogé parobahan konsentrasi sarta distribusi tina arus sumber muatan.

Alatan pajeulitna pernyataan masalah sakabéh pikeun ngawanohkeun hukum gaya dina bentuk rumus tunggal teu tiasa. Struktur disebut médan éléktromagnétik sarta dianggap minangka diperlukeun salaku obyek matematik, ditangtukeun ku sebaran biaya na arus. Eta, kahareupna nyiptakeun sumber dibikeun, nyokot kana kaayaan wates akun. Sarat diartikeun zona formulir interaksi jeung karakteristik bahan. Lamun dilumangsungkeun dina hiji spasi unbounded, kaayaan ieu nu complemented. Salaku kaayaan tambahan husus dina kasus sapertos teh kondisi radiasi. Alatan eta dijamin ku kabiasaan "bener" lapangan di takterhingga.

Kronologi pangajaran

Téori Lomonosov Corpuscular-kinétik di sababaraha posisi maranéhanana Antisipasi tenets tangtu téori médan éléktromagnétik .. "lobus" (rotational) gerak partikel, "zyblyuschayasya" (gelombang) téori lampu, komuni dirina jeung alam listrik, jsb aliran Infrabeureum anu kauninga dina 1800 ku Herschel (scientist Britania), sarta di hareup, 1801-m, Ritter ieu digambarkeun ultraviolét. Radiasi pondok ti ultraviolét, rentang dibuka Roentgen dina 1895, taun, dina November 8. Salajengna, éta jadi katelah X-ray.

Pangaruh gelombang éléktromagnétik geus diajarkeun ku loba élmuwan. Sanajan kitu, kahiji mun ngajajah kemungkinan sahiji aliran, wengkuan maranéhanana geus jadi Narkevitch-Iodko (inohong ilmiah Belarusian). Anjeunna diulik sipat aliran dina hubungan praktek ubar. Radiasi gamma kapanggih ku Paul Villard taun 1900. Dina période sarua Planck dilakukeun studi teoritis ngeunaan sipat awak hideung. Salila pangajaran maranéhanana éta prosés kuantum muka. karyana éta awal ngembangkeun fisika kuantum. Salajengna, sababaraha Planck sarta Einstein ieu diterbitkeun. panalungtikan maranéhanana ngajurung kana formasi hal saperti a salaku foton a. Ieu, kahareupna ditandaan awal kreasi téori kuantum aliran éléktromagnétik. perkembangannya dituluykeun dina karya inohong ilmiah ngarah awal abad ka.

Panalungtikan salajengna jeung karya dina téori kuantum tina radiasi éléktromagnétik jeung interaksi na kalawan masalah geus dipingpin pamustunganana kana formasi éléktrodinamika quantum dina formulir nu eta aya kiwari. Diantara élmuwan beredar anu diulik masalah ieu, urang kedah disebatkeun, sajaba Einstein jeung Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

kacindekan

Nilai dina dunya modern fisika nyaéta sahingga badag. Ampir sagalana anu digunakeun kiwari dina kahirupan manusa, mucunghul berkat pamakéan praktis ieu panalungtikan élmuwan hébat. Kapanggihna gelombang éléktromagnétik jeung pangajaran maranéhanana, hususna, ngarah ka ngembangkeun telepon, pamancar radio konvensional sarta engké mobile. Tina aplikasi praktis pentingna tangtu misalna pangaweruh teoritis dina widang kadokteran, industri, jeung téhnologi.

Ieu alatan pamakéan nyebar tina elmu kuantitatif. Kabéh percobaan fisik dumasar kana pangukuran, ngabandingkeun tina sipat fenomena keur ditalungtik jeung standar aya. Ieu keur kaperluan ieu dina disiplin dimekarkeun instrumen ukur rumit sarta unit. Sababaraha pola nya umum ka sadaya sistem bahan aya. Contona, dina hukum konservasi énergi dianggap hukum fisik umum.

Élmu sakabéhna disebut dina sababaraha kasus fundamental. Ieu alatan utamina kanyataan yén disiplin séjén masihan déskripsi anu, kahareupna taat hukum fisika. Ku kituna, Kimia diulik atom, zat diturunkeun tina aranjeunna, sarta transformasi. Tapi sipat kimia awak ditangtukeun ku ciri fisik molekul jeung atom. Sipat ieu ngajelaskeun bagian sapertos fisika, kawas éléktromagnétisme, térmodinamik, jeung sajabana.