Реферат по Физике. Электромагнитные волны

• Название: Электромагнитные волны
• Дата: 06.11.2022
• Размер: 17.57 Kb.
• Имя файла: Реферат по Физике.docx
• Тип: Реферат; #772693

Реферат

на тему: Электромагнитные волны

Выполнил: Алиханов Арсен МИАЛП 21-2

Алматы 2022

Введение

Волна — это вибрация, которая распространяется в пространстве со временем. Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) — это возмущение электрических и магнитных полей, распространяющихся в пространстве. В зависимости от длины волны различают гамма-, рентгеновские, ультрафиолетовые лучи, видимый свет, инфракрасные лучи, радиоволны и низкочастотные электромагнитные колебания. Электромагнитные волны возникают из-за того, что переменное электрическое поле генерирует переменное магнитное поле, которое, в свою очередь, генерирует переменное электрическое поле.

Источники электромагнитного излучения. Несмотря на физические различия, все источники электромагнитного излучения, будь то радиоактивный материал, лампочка накаливания или телевизионный передатчик, возбуждаются при движении, ускоряя электрический заряд. Существует два основных типа источников. В «микроскопических» источниках заряженные частицы внутри атомов или молекул скачут с одного энергетического уровня на другой. Излучатели этого типа излучают гамма-, рентгеновское, ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение, а в некоторых случаях даже более длинные волны (примером последнего является линия в спектре водорода, которая соответствует длине волны 21 см и играет важную роль в радиоастрономии). Источники второго типа можно описать как макроскопические. В этих источниках свободные электроны проводников осуществляют синхронные периодические колебания. Электрическая система может иметь различные конфигурации и размеры. Системы этого типа генерируют излучение в диапазоне от миллиметров до самых длинных волн (в линиях электропередачи).

Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн

Эксперименты Герца. Через десять лет после смерти Максвелла Генрих Герц доказал существование электромагнитных волн и открыл их фундаментальные свойства, предсказанные Максвеллом.

Высокочастотные колебания, которые намного выше частоты промышленного тока (50 Гц), могут быть достигнуты с помощью колеблющегося контура. И чем ниже индуктивность и емкость цепи, тем выше частота колебаний. Однако высокая частота электромагнитных волн не гарантирует интенсивного электромагнитного излучения. В своих экспериментах Герц использовал простое устройство, которое теперь называется «Герцовый вибратор». Это устройство представляет собой разомкнутый колебательный контур.

Герц получил электромагнитные волны путем возбуждения серии быстро меняющихся импульсов тока в вибраторе с помощью источника высокого напряжения. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. Только вибратор вызывает вибрацию не заряженной частицы, а огромного количества электронов, движущихся вместе.

Под воздействием переменного электрического поля электромагнитной волны в принимающем вибраторе возбуждаются колебания тока. Когда собственная частота приемного вибратора совпадает с частотой электромагнитной волны, создается резонанс и в приемном вибраторе возникают колебания большой амплитуды. Герц обнаружил это, наблюдая за искрами в очень маленьком зазоре между проводниками принимающего вибратора.

В своих экспериментах Герц доказал:

1. 
   Существование электромагнитных волн;
   
2. 
   волны хорошо отражаются проводниками.
   
3. 
   Формирование стоячих волн;
   
4. 
   определяет скорость волн в воздухе (она примерно равна скорости в вакууме — в).
   

Свойства электромагнитных волн

Электромагнитные волны обладают следующими свойствами:

1. 
   Электромагнитные волны (в отличие от упругих волн) могут распространяться не только в различных средах, но и в вакууме.
   
2. 
   скорость электромагнитных волн в вакууме является фундаментальной физической константой, которая одинакова для всех эталонных систем: s = 299 792 458 м/с ≈ 300 000 км/с
   
3. 
   скорость электромагнитных волн в веществе ниже, чем в вакууме.
   
4. 
   Электромагнитные волны с частотой от 400 до 800 ТГц производят ощущение света в человеке.
   
5. 
   Электромагнитные волны являются поперечными, т.е. векторы Е и В в электромагнитной волне перпендикулярны направлению распространения.
   
6. 
   Электромагнитные волны изгибаются вокруг препятствий, размеры которых сопоставимы с длиной волны (дифракция).
   
7. 
   Явление помех наблюдается когерентными электромагнитными волнами.
   
8. 
   электромагнитные волны преломляются на границе раздела между двумя средами.
   
9. 
   Электромагнитные волны могут поглощаться веществом.
   
10. 
    электромагнитные волны, особенно низкочастотные, хорошо отражаются от металлов.
    
11. 
    есть дисперсия для электромагнитных волн, распространяющихся в веществе.
    
12. 
    Когда электромагнитная волна переходит из одной среды в другую, ее частота остается неизменной.
    

Расстояние, на которое распространяется электромагнитная волна за период времени, равный векторам в ней, называется длиной электромагнитной волны.

Заключение

Белл с 1873 года пытается сконструировать гармонический телеграф, который может передавать семь телеграмм одновременно (в соответствии с количеством нот в октаве) на одном проводе. Он использовал семь пар гибких металлических пластин, похожих на камеру, каждая пара настраивалась на свою частоту. Во время экспериментов 2 июня 1875 года свободный конец одной из пластин был приварен к контакту на стороне передачи проволоки. Помощник механика Белла, Томас Ватсон, который безуспешно пытался исправить неисправность, пожирал, возможно, даже используя не совсем нормативную лексику. Когда он был в другой комнате, манипулируя пластинами, Белл, с его чутко натренированным ухом, подобрал звук, который провод достигает. Самопроизвольно прикрепленный к обоим концам пластины, он превратился в гибкую мембрану и изменил свой магнитный поток над полюсом магнита. В результате электрический ток, поступающий в провод, изменяется в соответствии с колебаниями воздуха, вызванными бормотанием Ватсона. Это был момент, когда родился телефон.

Устройство называлось «труба колокольчика». Его следует вводить поочередно во рту и в ухе или использовать с двумя трубками одновременно.