- •Тема 1. Електричне поле 7
- •1.1. Фізика і її зв’язок з іншими науками і технікою.
- •Тема 2. Постійний струм 27
- •Тема 3. Магнітне поле. Електромагнітна індукція 53
- •3.4. Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної
- •Тема 4. Електромагнітні коливання і хвилі 72
- •4.4. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і
- •4.5. Передача і перетворенняя змінного струму.
- •1.1. Фізика і її зв’язок з іншими
- •Основні поняття теорії фізики
- •1.1.3. Фізичні величини та їх вимірювання
- •1.1.4. Фізичні поняття, закони і теорії
- •1.1.5. Зв'язок фізики з іншими науками і технікою
- •1.2.2. Заряд і поле. Поле як вид матерії
- •1.2.3. Взаємодія заряджених тіл. Закон кулона
- •1.2.4. Напруженість електричного поля
- •1.2.5. Графічне відображення електричного поля
- •1.3.2. Теорема остроградського - гаусса
- •1.3.3. Застосування теореми остроградського - гаусса
- •2. Напруженість електричного поля рівномірно зарядженої сферичної поверхні.
- •1.4.2. Потенціал електричного поля. Різниця потенціалів (напруга). Еквіпотенціальні поверхні
- •1.4.3. Різниця потенціалів (напруга). Еквіпотенціальні поверхні
- •1.5.2. Діелектрики в електричному полі. Поляризація діелектриків
- •1.5.3. Особливості деяких діелектриків
- •1.6. Електроємнсь. Конденсатори. З'єднання конденсаторів
- •1.6.1. Електроємність провідника
- •1.6.2. Конденсатори та їх застосування
- •1.6.3. З’єднання конденсаторів
- •Тема 2. Постійний струм
- •2.1. Постійний струм. Опір. Закон ома
- •2.1.1. Електричний струм. Основні характеристики електричного струму
- •2.1.2. Закон ома для ділянки кола. Опір
- •2.1.3. Сторонні сили. Джерело електричного струму
- •2.1.4. Закон ом а для будь-якої ділянки і для повного кола
- •2.2. Правила кірхгофа
- •2.2.1. Розгалуження струму. Правила кірхгофа
- •2.2.2. Вимірювання сили струму. Розширення меж вимірювання амперметра.
- •2.2.3. Вимірювання напруги. Розширення меж вимірювання вольтметра.
- •2.3. Робота і потужність струму. Закон джоуля-ленца
- •2.3.1. Робота постійного електричного струму
- •2.3.2. Потужність постійного електричного струму
- •2.3.3. Теплова дія електричного струму. Закон джоуля - ленца
- •2.4. Електропровідність твердих тіл
- •2.4.1. Електричний струм в металах
- •2.4.2. Залежність опору металів від температури. Надпровдність
- •2.4.3. Поняття про квантову теорію провідності твердих тіл
- •2.5. Електричний струм в напівпровідниках
- •2.5.1. Будова й електричні властивості напівпровідників
- •2.5.2. Власна й домішкова провідність напівпровідників
- •2.5.3. Електронно-дірковий перехід
- •2.6. Термоелектричні і контактні явища
- •2.6.1. Робота виходу
- •2.6.2. Контактна різниця потенціалів. Закони вольта
- •2.6.3. Термоелектричні явища
- •2.7. Електричний струм в рідинах і газах
- •2.7.1. Електричний струм в рідинах
- •2.7.2. Електричний струм в газах
- •2.7.3. Поняття про плазму
- •2.7.4. Термоелектронна емісія
- •Тема 3. Магнітне поле. Електромагнітна індукція
- •3.1. Магнітне поле і його характеристики. Закон ампера
- •3.1.1. Магнітне поле і його характеристики
- •3.1.2. Дія магнітного поля на електричний струм. Сила ампера
- •3.1.3. Магнітне поле постійного електричного струму. Закон біо - савара - лапласа
- •3.1.4. Взаємодія двох прямих струмів
- •3.2. Дія електричного і магнітного полів на рухомий заряд
- •3.2.1. Дія магнітного поля на рухому заряджену частинку. Сила лоренца
- •3.2.2. Рух електрона в однорідному магнітному полі
- •3.2.3. Еффект холла
- •4.3. Магнітні властивості речовин
- •3.3.1. Магнетики 1 їх намагнічування
- •3.3.2. Магнітне поле в магнетиках. Діамагнетики і парамагнетики
- •3.3.3. Феромагнетики та їх властивості
- •3.3.4. Магнітні матеріали I їх застосування
- •3.4. Електромагнітна індукція. Закон електромагнітної індукції
- •3.4.1. Потік магнітної індукції (магнітний потік)
- •3.4.2. Електромагнітна індукція. Досліди фарадея
- •3.4.3. Закон ленца
- •3.4.4. Основний закон електромагнітної індукції
- •3.5. Самоіндукція. Взаємна індукція. Енергія магнітного поля струму
- •3.5.1. Явище самоіндукції. Індуктивність контуру
- •3.5.2. Явище взаємної індукції
- •3.5.3. Енергія магнітного поля струму.
- •Тема 4. Електромагнітні коливання і хвилі
- •4.1. Вільні електромагнітні коливання
- •4.1.1. Коливальний контур. Власні електричні коливання
- •4.1.2. Затухаючі електричні коливання
- •4.2. Вимушені електромагніні коливання.
- •4.2.1. Вимушені електромагніні коливання
- •4.2.2. Автоколивання
- •4.2.3. Енератор незатухаючих коливань
- •4.3. Змінний струм, його характеристики і добування
- •4.3.1. Змінний електричний струм. Добування змінного струму
- •4.3.2. Діючі значення сили змінного струму і напруги
- •4.3.3. Зсув фаз між струмом 1 напругою
- •4.4. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і ємністю. Резонанс
- •4.4.1. Коло змінного струму з опором, індуктивністю і ємністю. Резонанс
- •4.4.2. Електричний резонанс
- •4.4.3. Робота і потужність змінного струму
- •4.5. Передача і перетворенняя змінного струму. Трансформатор. Електричні станції
- •4.5.1. Передача змінного струму
- •4.5.2. Перетворення змінного струму. Трансформатор
- •4.5.3. Електричні станції
- •4.6. Електромагнітні хвилі (частина 1)
- •4.6.1. Досліди г. Герца
- •4.6.2. Винайдення радіо
- •4.6.3. Принципи радіозвязку
- •4.7. Електромагнітні хвилі (частина 2)
- •4.7.1. Інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання
- •4.7.2. Рентгенівське випромінювання
- •4.7.3. Шкала електромагнітних хвиль
- •Про автора
- •18000, М. Черкаси, вул. Смілянська, 2
4.7. Електромагнітні хвилі (частина 2)
План лекції
4.7.1. Інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання
4.7.2. Рентгенівське випромінювання
4.7.3. Шкала електромагнітних хвиль
4.7.1. Інфрачервоне та ультрафіолетове випромінювання
Випромінюване джерелом світло несе з собою певну енергію, і ця енергія якимось чином розподіляється по хвилях всіх довжин (чи частот), що входить до складу світлового пучка. Які промені несуть на екран більше енергії, а які менше, можна визначити експериментально. Для цього слід за допомогою призми дістати на екрані спектр і, поміщаючи в різні місця спектра чутливий термометр, за його показами оцінити кількість поглинутої енергії. Чутливим термометром може бути термопара із спаєм, покритим тонким шаром сажі. Сажа майже повністю поглинає світло будь-якої довжини хвилі, тому такий шар поглинає випромінювання, яке падає на нього, і нагрівається. ЕРС, збуджувана при цьому, вимірюється гальванометром. Чим більше енергії несе випромінювання, тим більша ЕРС виникає в термопарі.
Дослідження спектра білого світла показують, що випромінювана джерелом енергія розподіляється нерівномірно між хвилями різної довжини. Найбільша кількість енергії припадає на червону частину спектра, а найменша - на фіолетову.
Здавалося б, що коли помістити спай термопари за червоний край спектра, де око не бачить жодного променя, він не нагріватиметься. Однак спай нагрівається навіть сильніше, ніж у червоній чи зеленій частині. Це означає, що джерело білого світла також випромінює промені, які не сприймаються оком, довжина хвилі яких більша, ніж у червоних променів. Промені, які містяться в спектрі за червоними, називають інфрачервоними, їх випромінює будь-яке нагріте тіло навіть тоді, коли воно не світиться. Наприклад, батареї опалення в кімнаті випромінюють інфрачервоні промені, які викликають помітне нагрівання навколишніх тіл. Тому інфрачервоні промені часто називають тепловими.
Інфрачервоні промені мають довжину хвилі 0,76 10-6 м - 3,5 10-4 м. До речі, інфрачервоні промені сильно поглинаються звичайним склом, тому для їх дослідження слід користуватися лінзами і призмами з кам'яної солі.
Термопара, поміщена за фіолетовий край спектра, так само виявляє підвищення температури, проте дуже незначне. Тому можна зробити висновок, що джерело білого світла випромінює невидимі оком електромагнітні хвилі з довжиною хвилі меншою, ніж у фіолетових. Вони дістали назву ультрафіолетових. Ці промені відзначаються сильною хімічною і фізіологічною дією. Якщо за фіолетовий край спектра помістити фотопапір, він швидко чорніє.
Ультрафіолетові промені мають довжину хвиль від 0,4 10-6 м до 0,5 10-8 м. Ці промені так само сильно поглинаються звичайним склом, і тому для дослідження їх властивостей слід користуватися кварцовими лінзами і призмами.
Інфрачервоні та ультрафіолетові промені знайшли широке застосування в різних галузях народного господарства. В техніці інфрачервоні промені використовують для сушіння різних матеріалів. Сучасні інфрачервоні сушильні установки на автомобільних заводах являють собою тунелі, на внутрішніх поверхнях яких встановлені інфрачервоні випромінювачі. Змонтований і пофарбований автомобіль повільно рухається тунелем і виходить з нього сухим. Сушіння триває 4 - 5 хвилин. Але, мабуть, найбільш цікавими застосуваннями інфрачервоних променів є створення приладів нічного бачення, які дають можливість вести спостереження вночі, а також фотографування в інфрачервоних променях.
Довгохвильові ультрафіолетові промені (2,8 10-7 м - 3,2 10-7 м) у невеликих дозах цілюще впливають на організм людини. Поглинаючись тканинами, вони не лише сприяють утворенню захисного пігменту, а і посилюють процеси життєдіяльності організму, благодійно впливають на його розвиток і ріст, на центральну нервову систему тощо.
Короткі ультрафіолетові промені мають сильну бактерицидну дію (вбивають бактерії). Тому їх застосовують для дезінфекції повітря в операційних, інфекційних відділеннях лікарень, а також у місцях великого скупчення людей (театри, школи тощо).
Ультрафіолетові промені використовуються і у фотографії для виявлення прихованих написів або стертого тексту, оскільки багато речовин під час поглинання ультрафіолетових променів починають випромінювати видиме світло. Це явище використовується в лампах денного світла.