Электромагнитные волны

• Название: Электромагнитные волны
• Дата: 22.12.2022
• Размер: 3.79 Mb.
• Имя файла: phprr8s24_ELEKTRONAGITYE-VOLY.pptx
• Тип: Урок; #858736

Специализированная общеобразовательная школа І-ІІІ ступеней №40

Учитель физики Яковлев Юрий Яковлевич

Тема урока: электромагнитные волны

ОТКРЫТИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ.

Майкл Фарадей

(1791-1867г.)

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Электромагнитные волны это распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля.

Теоретически предсказаны Дж. Максвеллом (1865); экспериментально открыты немецким физиком Г. Герцем (1888).

ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ МАКСВЕЛЛА И ОПЫТЫ ГЕРЦА

ē

Передача взаимодействия между заряженными телами происходит с большой, но конечной скоростью 300 000 км/с

Максвелл Джеймс Клерк

А

В

Главное условие возникновения э/м волны

– Ускоренное движение электрических зарядов!!!

Теория электромагнитного поля Максвелла и опыты Герца.

Герц Генрих

Рудольф

(1857-1894 г.)

Открытый колебательный контур

Вибратор Герца

Изобретение радио А.С. Поповым.

Схема приёмника А.С. Попова.

Александр Степанович Попов

(1859-1906 г.)

Принцип радиотелефонной связи. Простейший радиоприёмник.

Что такое радиоволны ?

• электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве со скоростью света
• переносят через пространство энергию, излучаемую генератором электромагнитных колебаний
• рождаются при изменении электрического поля
• характеризуются частотой, длиной волны и мощностью переносимой энергии

Основные характеристики электромагнитных волн:

- Длина волны – ( λ );

-Скорость волны – ( υ=c=3•108 (м/с) );

- Плотность потока электромагнитного излучения – ( I ).

• Период – ( Τ );
• Частота колебаний – ( ν );

Соотношение между этими величинами:

Плотность потока электромагнитного излучения связана с плотностью энергии, расстоянием до источника, частотой излучения:

Период колебаний определяется формулой Томсона:

Диапазон радиоволн

Как распространяются радиоволны

• радиоволны излучаются через антенну
• передачи длинноволновых вещательных станций можно принимать на расстоянии до нескольких тысяч километров
• средневолновые станции слышны в пределах тысячи километров.
• Энергия коротких волн резко убывает по мере удаления от передатчика.
• исследования коротких и ультракоротких волн показали, что они быстро затухают, когда идут у поверхности Земли. При направлении излучения вверх, короткие волны возвращаются обратно.

Распространение радиоволн

Распространение КВ и УКВ

Распространение коротких волн в зависимости от частоты и времени суток

Низкочастотные волны

В низкочастотном диапазоне

(1кГц - 100кГц) основными

источниками возбуждения

электромагнитного излучения

являются генераторы переменного

тока (50 Гц) и генераторы звуковых

частот (до 20 кГц).

Радиоволны

В диапазоне радиоволн

(105-1012 Гц) основными

источниками возбуждения являются

генераторы радиочастот на длинных

(длина волны порядка 1 км),

средних (порядка 300 - 500 м) и

коротких (порядка 30 м) волнах, в

диапазоне УКВ (длина волны порядка

1 м), в диапазоне телевизионного

сигнала (от 4 м до 0,1 м), а также

генераторы СВЧ.

Радиоволны находят широкое применение в жизни и деятельности людей. Они применяются в радиовещании, телевидении, радиолокации, радиоастрономии, радиосвязи. При подводной и подземной радиосвязи, например при строительстве туннелей, используются сверхдлинные волны (которые слабо поглощаются землей и водой).

Однако!

Низкочастотные излучения, повышая радиационный фон среды, могут нанести урон здоровью человека

Рядом с сотовым телефоном, микроволновой печкой, автоматической стиральной машиной, во время работы, фон возрастает в несколько раз!!!!!!!

Максимум повышения температуры в области уха к 30-ой минуте облучения  достигал от 37˚ до 41˚ С.

Инфракрасное излучение и видимый свет

В диапазонах инфракрасного

излучения (10 12 - 4·10 14Гц) и

видимого света (4·10 14 - 8·10 14Гц)

основными источниками возбуждения

являются атомы и молекулы,

подвергающиеся тепловым и

электрохимическим воздействиям.

ИНФРАКРАСНОЕ или тепловое ИЗЛУЧЕНИЕ

--электромагнитное излучение, занимающее на шкале электромагнитных волн область между красными лучами и радиоизлучением, чему соответствует диапазон длин волн от 760 нм до 2 мм.

Источниками инфракрасного излучения являются: Солнце (50% его полного излучения), лампы накаливания с вольфрамовой нитью (70–80% их излучения), угольная электрическая дуга, и, вообще, любое нагретое тело.

• Человеческий глаз не в состоянии видеть в этой части спектра, но мы можем чувствовать тепло. В инфракрасном спектре есть область с длинами волн примерно от 7 до 14 мкм(так называемая длинноволновая часть инфракрасного диапазона), оказывающая на организм человека по - настоящему уникальное полезное действие. Эта часть инфракрасного излучения соответствует излучению самого человеческого тела с максимумом на длине волны около 10 мкм. Поэтому любое внешнее излучение с такими длинами волн наш организм воспринимает как «своё».

Для определения места утечки тепла из дома, достаточно посмотреть с помощью тепловизора на дом

Фотография дома в ИК-лучах

Инфракрасное излучение используется в медицине.

Инфракрасные массажоры

Видимый свет--

электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых человеческим глазом.

С квантовой точки зрения свет представляет собой поток фотонов определенного диапазона частот (от 400 до 800 ТГц).

Ультрафиолетовое и мягкое рентгеновское излучения

В диапазоне ультрафиолетового и

мягкого рентгеновского излучения

(8·10 14 - 3·10 17Гц) это излучение

генерируется при облучении

вещества электронами с энергией до

15 кэВ.

Почему альпинисты в горах носят стеклянные очки?

Стекло поглощает полностью ультрафиолетовое излучение!!!!

Жёсткое рентгеновское и гамма излучения

В диапазоне жесткого

рентгеновского и гамма-излучения

(3·10 17 - 3·10 20 Гц) излучение

возникает за счет атомных

процессов, возбуждаемых

электронами с энергией от 20 кэВ

до нескольких сотен МэВ.

Рентгеновская трубка

      Типичная рентгеновская трубка,

генерирующая рентгеновское

излучение, имеет следующий вид.

Электроны испускаются нагретой

проволокой, выполняющей роль

катода, и затем ускоряются

высоковольтным напряжением порядка 20–50 кВ.

Ускоренные электроны

падают на металлическую мишень

(анод). В результате соударения

быстрых электронов с атомами металла и возникает рентгеновское излучение.

X — рентгеновские лучи, K — катод, А — анод (иногда называемый антикатодом), С — теплоотвод, Uh — напряжение накала катода, Ua — ускоряющее напряжение, Win — впуск водяного охлаждения, Wout — выпуск водяного охлаждения.

γ-излучение

В диапазоне жесткого

гамма-излучения (3·10 20 – 10 23 Гц)

источниками являются процессы

радиоактивного распада ядер. Кроме того, в результате реакций распада некоторых элементарных частиц

большой энергии (например, в

реакции  π° 2g, где пи-мезон

рожден при соударении ускоренных до больших

энергий протонов) могут

образовываться гамма-кванты,

вообще говоря, сколь угодно

большой энергии.

Водородная бомба

ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЕ (гамма-кванты)

– коротковолновое электромагнитное излучение с длиной волны меньше 2×10–10 м. Из-за малой длины волны волновые свойства гамма-излучения проявляются слабо, и на первый план выступают корпускулярные свойства, в связи с чем его представляют в виде потока гамма-квантов (фотонов). Являясь одним из трех основных видов радиоактивных излучений, гамма-излучение сопровождает распад радиоактивных ядер. Из всех видов радиоактивных излучений гамма-излучение обладает самой большой проникающей способностью. Гамма-излучение возникает не только при радиоактивных распадах ядер, но и при аннигиляции частиц и античастиц, в ядерных реакциях и т. д.

Взрыв сверхновой

Шкала электромагнитных излучений

Зависимость длины от частоты волны

с=λ*ν, где с=3*108м/с

Спасибо за совместный труд!