Ловцова А.Ф. г. Москва, Восточный округ
Ловцова А.Ф.
г. Москва, Восточный округ. АНО ОО «Русская Международная Школа»
Ловцова А.Ф.
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
Тема занятия 3. Энергия и импульс электромагнитной волны
Тема занятия
3. Энергия и импульс электромагнитной волны.
6. Взаимодействие электромагнитных волн с веществом.
2. Образование электромагнитных волн.
5. Распространение электромагнитных волн
Фазовая и групповая скорости.
1. Понятие электромагнитной волны
4. Шкала электромагнитных волн
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
Электромагнитные волны Существование электромагнитных волн было теоретически предсказано
Электромагнитные волны
Существование электромагнитных волн было теоретически предсказано Дж. Максвеллом в результате анализа предложенной им системы уравнений, описывающих электромагнитное поле.
Согласно теории Максвелла, переменные электрические и магнитные поля не могут существовать по отдельности
Согласно теории Максвелла, переменные электрические и магнитные поля не могут существовать по отдельности.
Изменяющееся магнитное поле порождает вихревое электрическое поле, а изменение электрического поля порождает переменное магнитное поле.
Электромагнитные волны
x
Понятие электромагнитной волны
Понятие электромагнитной волны
Электромагнитные волны представляют собой распространение в пространстве с течением времени переменных электрических (вихревых) и магнитных полей со скоростью, зависящей от свойств среды.
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
Получение электромагнитных волн
Получение электромагнитных волн
Условием возникновения электромагнитных волн является ускоренное движение электрических зарядов
Изменение магнитного поля происходит при изменении тока в проводнике, а изменение тока происходит при изменении скорости заряда, т.е при движении зарядов с ускорением.
Закрытый колебательный контур
Переход от закрытого контура к открытому
Излучение
Впервые электромагнитные волны были обнаружены в 1887г
Впервые электромагнитные волны были обнаружены в 1887г. Немецким физиком Генрихом Герцем, который в качестве источника электромагнитных колебаний использовал открытый колебательный контур (высокочастотный искровой разрядник – вибратор Герца)
Герц дополнил теорию Максвелла теорией электромагнитного излучения, доказал тождество с волнами света.
Герц экспериментально подтвердил поперечность электромагнитных волн.
Получение электромагнитных волн
Свойства электромагнитных волн
Свойства электромагнитных волн
В отличие от всех других видов волн, распространение которых всегда происходит в какой-то среде, электромагнитные волны могут распространяться в пустоте.
Максвелл показал, что в отличие от статических электрических и магнитных полей электромагнитное поле может существовать и в отсутствии источников – зарядов и токов.
Свойства электромагнитных волн
Свойства электромагнитных волн
Свойства электромагнитных волн
Векторы напряженности электрического и магнитного полей взаимно перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению раcпространения электромагнитной волны.
Y
В вакууме скорость распространения электромагнитных волн равна скорости света
Векторы и
всегда колеблются в одинаковых фазах
Y
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
Свойства электромагнитных волн
Свойства электромагнитных волн
При распространении электромагнитных волн в веществе происходит поглощение энергии волны
Поскольку электромагнитные волны переносят энергию, отражаясь или поглощаясь телами, то из теории Максвелла следует, что электромагнитные волны должны оказывать на тела давление.
Электромагнитные волны проявляют свойства интерференции, дифракции и поляризации
Воздействие электромагнитных волн на живые организмы
Свойства электромагнитных волн
Свойства электромагнитных волн
При распространении электромагнитных волн выполняются законы геометрической оптики
Свет – электромагнитные волны
Шкала электромагнитных волн
Шкала электромагнитных волн
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
Рис. 2. Данные электромагнитной шкалы
Рис. 2. Данные электромагнитной шкалы Длина волны располагается по уменьшению, а частота по нарастанию.
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
«Электромагнитные волны. Характеристики. Свойства.»
Электромагнитные волны разделены по длинам волн на шесть основных диапазонов
Электромагнитные волны разделены по длинам волн на шесть основных диапазонов
Радиоволны
Излучаются с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов.
В зависимости от частоты по-разному поглощаются, отражаются и распространяются.
Инфракрасное излучение (тепловое)
Излучаются атомами или молекулами вещества.
ИК излучение дают все нагретые тела при любой t0.
ИК изучение поглощаясь веществом, нагревает его.
Проходит через некоторые непрозрачные вещества а также сквозь дождь, снег,туман, дымку.
Видимый участок оптического диапазон а(свет)
Видимый участок оптического диапазон а(свет)
Естественный свет появляется в результате испускания электромагнитных волн возбужденными атомами.
Ультрафиолетовое излучение
Источники УФ излучения: газоразрядные лампы, кварцевые трубки. Излучаются всеми твердыми телами, у которых t° > 1000°C.
Рентгеновское излучение
Излучается при бомбардировке анода потоком частиц.
Большая проникающая способность (диагностика мед.)
- излучение
Источник: ядерные процессы
Электромагнитная волна E. H Связь между длиной волны , периодом
Электромагнитная волна
E. H
Связь между длиной волны , периодом Т колебаний и частотой
x
- фазовая скорость распространения волн в среде
- диэлектрическая проницаемость среды;
- магнитная проницаемость среды.
Волновое число
n – абсолютный показатель преломления
Электромагнитная волна Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме - электрическая постоянная - магнитная постоянная
Электромагнитная волна
Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме
- электрическая постоянная
- магнитная постоянная
Дифференциальное уравнение электромагнитной волны
Оператор Лапласа
- фазовая скорость
Плоская электромагнитная волна распространяется в среде с диэлектрической проницаемостью
Плоская электромагнитная волна распространяется в среде с диэлектрической проницаемостью Определить амплитуду напряженности электрического поля волны, если амплитуда H0 напряженности магнитного поля волны равна 5мА/м.
Дано: H0 = 5 мА/м.
Найти: E0..
Электромагнитные волны
Задача 1
Связь между мгновенными значениями напряженностей электрического и магнитного полей электромагнитной волны
где = 8,85·10-12 Ф/м – электрическая постоянная;
Гн/м – магнитная постоянная; и -
соответственно электрическая и магнитная проницаемости среды.
Решение
(1)
© ООО «Знанио»
С вами с 2009 года.
