ТЕМА «Электромагнитные волны (ЭМВ). Излучение ЭМВ. Свойства ЭМВ. Шкала ЭМВ» Понятие волнового процесса Волновой процесс (волна) — это процесс распространения колебаний в среде. В электромагнитной волне колеблются два вектора – напряженности электрического и напряженности магнитного полей. Понятие электромагнитной волны Электромагнитная волна электромагнитного поля. — это распространение переменного Открытие электромагнитных волн Существование электромагнитных волн было предсказано М. Фарадеем в 1832 году. Теория электромагнитных волн Теория электромагнитных волн была разработана Дж. Максвеллом, а доказать их существование удалось лишь Генриху Герцу в 1888 году. Понятие гармонической волны Волна называется гармонической, если колебания векторов Е и Н являются гармоническими. Особенностью гармонической ЭМВ является зависимость полной фазы её колебаний как от времени, так и от положения точки наблюдения в пространстве. Периодичность изменения во времени гармонической ЭМВ влечёт за собой периодичность пространственного изменения векторов. Понятие фронта волны Фронт волны (плоскость или сфера) – это поверхность, содержащая точки с одинаковой фазой. Фронт отделяет область, где есть колебания ЭМП, от той области, где их пока нет. Плоская гармоническая ЭМВ Колебания вектора напряжённости электрического поля такой волны будет определяться выражением где амплитуда колебаний электрического вектора, постоянная во всех точках пространства пространственная составляющая полной фазы волны, которая имеющая постоянное значение в любой плоскости, параллельной плоскости ZOY, определяемое расстоянием, которое прошла волна от точки х = 0 начальная фаза колебаний волны при Плоская гармоническая ЭМВ Колебания вектора напряжённости магнитного поля такой волны будет определяться аналогичным выражением где амплитуда колебаний электрического вектора, постоянная во всех точках пространства Свойства ЭМВ Волны поперечны, т.к. вектора E и B направлены вдоль осей Y и Z, тогда как волна распространяется вдоль оси X. Монохроматическая волна поляризована, т.к. изменяющееся магнитное поле перпендикулярно индуцированному им электрическому. Это электрическое поле создает переменное магнитное, плоскость колебаний которого совпадает с плоскостью первичного магнитного поля так, что магнитное поле сохраняет свою ориентацию в пространстве. Излучение ЭМВ В данном случае контур состоит из катушки и длинного провода - антенны. Один конец антенны заземлен, второй поднят над поверхностью земли. Закрытый колебательный контур Закрытый колебательный контур не излучает ЭМВ в окружающее пространство. Шкала ЭМВ Шкала электромагнитных волн – это непрерывная последовательность частот (длин волн) электромагнитных излучений. Разбиение шкалы ЭМВ на диапазоны весьма условное. Области длины волн Низкочастотные волны более 100 км (105 м) Радиоволны (от 105 м до 1мм) Инфракрасное излучение (10–3-10–6 м) Видимый свет (770-390 нм) Ультрафиолетовое излучение (от 400 нм до 1 нм) Рентгеновские лучи (от 1 нм до 0,01 нм) Область гамма-лучей (γ) с длинами волн менее 0,1 нм Радиоволны Применение: радиосвязь, телевидение, радиолокация Инфракрасное излучение Применение: прибор ночного видения, криминалистика, физиотерапия, в промышленности для сушки изделий, древесины, фруктов Видимое излучение Применение: дает информацию об окружающем мире и возможности ориентироваться в пространстве, необходимо для протекания процесса фотосинтеза в растениях Ультрафиолетовое излучение Применение: в медицине, в промышленности Рентгеновские лучи Применение: в медицине с целью диагностики заболеваний внутренних органов, в промышленности для контроля внутренней структуры различных изделий Гамма излучение Гамма-излучением называют электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными ядрами и возникающее при взаимодействии элементарных частиц. Волновые явления Интерференция Дифракция Дисперсия Поляризация Вывод Электромагнитные волны являются неотъемлемой частью нашего мира, и их влияние на различные сферы жизни сложно переоценить. Мы рассмотрели основные аспекты их излучения, свойства и широкий спектр частот, объединяющий все электромагнитные взаимодействия. Шкала ЭМВ показывает, насколько разнообразны эти волны и каково их взаимодействие с материей.
