- •Лекция №9 электромагнетизм магнитное поле. Индукция магнитного поля
- •Линии магнитной индукции
- •Магнитный поток.
- •Теорема гаусса для магнитного поля
- •Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле
- •Явление электромагнитной индукции
- •Закон электромагнитной индукции.
- •Лекция №10 индуктивность
- •Индуктивность соленоида
- •Явление и закон самоиндукции
- •Энергия магнитного поля
- •Электромагнитное поле вихревое электрическое поле
- •Ток смещения
- •Уравнения максвелла
- •Электромагнитные волны
- •Волновые свойства света
- •Интерференция волн
- •Лекция №13 принцип гюйгенса
- •Оптическая пирометрия
- •Лекция № 14 опыт резефорда. Планетарная модель атома
- •Постулаты бора
- •Линейчатые спектры и закономерности в них
- •Боровская теория атома водорода
- •Гипотеза де бройля
- •Корпускулярно-волновой дуализм
- •Принцип неопределённостей гейзенберга
- •Уравнение шрёдингера
- •Лекция №16 элементы ядерной физики состав атомного ядра
- •Ядерные силы.
- •Энергия связи ядра
- •Радиоактивность
- •Закон радиоактивного распада
- •Ядерные реакции и законы сохранения
- •Ядерная цепная реакция
- •Термоядерные реакции
Электромагнитные волны
1. Электромагнитные волны являются одним из наиболее важных типов волн, которые широко используются на практике. В отличие от механических волн для их распространения не нужно упругой среды. Они могут распространяться и в вакууме. Два фундаментальных закона природы лежат в основе существования электромагнитных волн: закон электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому изменяющееся магнитное поле создаёт электрическое поле, и закон Максвелла, по которому переменное электрическое поле ответственно за возникновение магнитного поля. Возникшее в какой-либо точке пространства изменяющееся, например, магнитное поле порождает изменяющееся электрическое поле, которое, в свою очередь, вызывает появление переменного магнитного поля и т.д. Возникает электромагнитное поле, которое распространяется в пространстве. При этом в каждой точке пространства векторы напряжённости электрического поля и индукциимагнитного поля взаимно перпендикулярны и расположены в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения волны.
2. Виды электромагнитных волн. Существованием электромагнитных волн объясняются многие явления, наблюдаемые в природе, которые часто не похожи друг на друга в своих проявлениях. Оказалось, что видимый свет, радиоволны, рентгеновские лучи, -лучи имеют одну и ту же природу это электромагнитные волны, различающиеся только длиной волны. Электромагнитные волны в принципе могут иметь любую длину волны в вакууме (или частоту , которая связана с соотношением = с / , где с = 310 м/с скорость света в вакууме) от нуля до бесконечности. Весь диапазон длин волн можно приближённо разделить на ряд областей, каждая из которых связана с определённым видом излучения. Различные виды электромагнитных волн приведены в табл. 2, где приведены также приближённые значения частот и длин волн их
Таблица 2
Частота, Гц |
Диапазон волн |
Длина волн, м |
103 —1012 |
Радиоволны |
3·105 — 3·10–4 |
1012 — 1014 |
Инфракрасное излучение |
3·10–4 — 8·10–7 |
4·1014 — 7,5·1014 |
Видимый свет |
7,5·10–7 — 4·10–7 |
7,5·1014 — 1017 |
Ультрафиолетовое излучение |
4·10–7 — 10–9 |
1017 — 1020 |
Рентгеновское излучение |
10–9 — 10–12 |
1020 — 1023 |
излучение |
10–12 — 10–15 |
границ, поскольку соседние диапазоны перекрывают друг друга. Классификация различных видов электромагнитных волн, приведённая в таблице, основывается не только на их проявлениях, но и на способе их генерации. Электромагнитные волны с низкими частотами ( 3 Гц) генерируются переменными электрическими токами соответствующей частоты и не имеют практического значения. Радиоволны, используемые для радио и телепередач, генерируются при колебательных движениях зарядов в колебательном контуре, присоединённом к антенне. Инфракрасные (ИК) волны, диапазон которых примыкает к радиоволнам, возникают вследствие колебаний ионов кристаллических решёток, к которым подводится тепловая энергия (излучение ИК волн нагретой металлической спиралью в бытовом нагревательном рефлекторе). Очень узкий диапазон занимает видимый свет (от 400 до 750 нм).
Электромагнитные колебания, невидимые человеческим глазом, с более высокими частотами создают ультрафиолетовое излучение. Видимый свет и ультрафиолетовое излучение генерируются возбуждёнными валентными электронами атомов за счёт энергии, подводимой извне (свечение газонаполненной трубки под действием электрического тока). Рентгеновское излучение возникает при резком торможении потока электронов препятствиями. Пульсации ядерного заряда приводят к созданию -излучения.