Mapa Serwisu
|
| Fale elektromagnetyczne. Teoria Maxwella. |
|
Admin1 dnia marca 19 2007 21:56:56
|
T: Fale elektromagnetyczne. Teoria Maxwella.
1. Obwód drgający LC jest ¼ródłem drgań elektromagnetycznych , czyli w tym obwodzie można wytwarzać fale elektromagnetyczne
2. Istnienie fal elektromagnetycznych przewidział angielski fizyk James Maxwell w drugiej połowie XIX w , a Hertzowi udało się te fale otrzymać w 1888 r.
3. Fale elektromagnetyczną stanowią przemieszczające się w przestrzeni zaburzenia pola elektromagnetycznego.
4. Fale elektromagnetyczne rozchodzą się z prędkością światła. Drgania pola elektrycznego i magnetycznego odbywają się z tą samą fazą. Wektory natężeń tych pól są wzajemnie prostopadłe, a jednocześnie obydwa są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej. Prędkość światła w ośrodkach materialnych jest mniejsza od prędkości światła w próżni i wyraża się wzorem :
5. Na podstawie doświadczenia z otwartym obwodem drgań i dostrojonym do niego obwodem rezonansowym potwierdził założenia teori Maxwella i odkrył następujące właściwości fal elektromagnetycznych :
- w próżni fale elektromagnetyczne rozchodzą się prostoliniowo, z prędkością c
- fale elektromagnetyczne nie przechodzą przez przewodnik lecz zostają od nich odbita zgodnie z prawem odbicia ruchu falowego, natomiast przechodzą przez dielektryk i ulegają w nim zjawisku załamania.
- Fale elektromagnetyczne padające i odbite interferują ze sobą tworząc fale stojące.
T: Przegląd fal elektromagnetycznych
FALE RADIOWE
To takie fale elektromagnetyczne o częstotliwości mniejszej od 3*1012 Hz i długości większej od 0,1 mm. Fale te powstają przez wypromieniowanie energi z anteny nadawczej. W zależności od długości fale te dzielimy na :
• długie – od 800 do 2000 m, rozchodzą się nisko po powierzchni ziemi, są słabo pochłaniane przez ziemię i dają dobry odbiór nawet na odległości kilku tysięcy kilometrów
• średnie – 200 do 600 m. Ulegają dużemu pochłanianiu przez ziemię, dają dobry odbiór do 400 m. Zasadniczy wpływ na rozchodzenie się fal ma atmosfera
• krótki – od 10 do 100m. Mają własności odbijania się od górnych warst atmosfery i obejmują swoim zasięgiem całą kulę ziemską
• ultrakrótkie – 10 cm do 10 m. Fale te rozchodzą się liniowo, dlatego ich zasięg ograniczony jest krzywizną kuli ziemskiej, mają zastosowanie w radiostacjach
Fale radiowe ulegają rozproszeniu i pochłanianiu, odbiciu i załamaniu
MIKROFALE
Mają długość od 1mm do 30 cm, o częstotliwości od 1 do 300 GHz
Zastosowanie : radar, urządzenia grzewcze, kuchenki mikrofalowe, łącza telekomunikacyjne, astrologia, radioteleskopy, fizyka doświadczalna.
Mikrofale są szkodliwe dla organizmu.
PODCZERWIEń
źródłem jest każde rozgrzane ciało. Stosowana jest w noktowizorach, komunikacji, technice wojskowej, piloty RTV. Noktowizja to widzenie w podczerwieni.
ULTRAFIOLET
Fale mają długość od 10 do 400 nm. Nie wywołuje wrażeń wzrokowych. Promieniowanie to dzieli się na :
- zakres a o długości 315 – 400 nm
- zakres b o długości 280 – 315 nm
- zakres c o długości 200 – 280 nm
- nadfiolet próżniowy 10 – 200 nm
Najsilniejszym ¼ródłem jest słońce i lampa kwarcowa.
Stosowane są w medycynie, przemyśle spożywczym, analiza luminezencyjna, świetlówka, sterylizacja pomieszczeń, biologia, badania mikroskopowe, kryminalistyka, muzeum.
W małych dawkach jest zdrowotne, w dużych szkodliwe
RENTGEN
1885 – odkrył Rentgen
Własności :
- długość 0,03 A do 200 A A = 1*10-10 m
Fale o dużej częstotliwości są niewidzialne dla oka, oddziaływują na kliszę fotograficzną, rozchodzą się prostoliniowo, podlegają interferencji i ugięciu, przenikają przez materiały przez które światło nie przejdzie np. drewno aluminium. Są pochłaniane przez materiały o dużym ciężaże właściwym np. ołów.
Zastosowanie : medycyna, technika
¬ródło : lampa, korona słoneczna, ciało niebieskie.
GAMMA
Długość mniejsza od 10-10. Emitowana przez jądra atomowe, wzbudzone podczas przemian jądrowych naturalnych, sztucznych, a także powstające w wyniku zderzeń cząsteczek naładowanych czy też aninilacji
W£AŁCIWOŁCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH
- fale elektromagnetyczne emiotowane są z nadajnika, a odbierane przez odbiornik
- f.e. przechodzą przez izolatory, a nie przechodzą przez przewodniki
- f.e. podlegają zjawisku odbicia zgodnie z prawem odbicia
- f.e. jest falą poprzeczną
- f.e. ulegają zjawisku dyfrakcji, interferencji i polaryzacji
PRęDKOŁć ŁWIAT£A
Łwiatło rozchodzi się w próżni ze stałą prędkością, która w przybliżeniu wynosi c = 3*10 8 m/s. Według współczesnej fi¬zyki jest to największa prędkość, jaką może uzyskać obiekt materialny.
DYFRAKCJA ŁWIAT£A
Dyfrakcja światła polega na odchyleniu kie¬runku rozchodzenia się światła od kierunku pierwotnego, jeśli przechodzi ono przez nie¬wielkie otwory lub szczeliny oraz kiedy na¬trafia na przeszkody. Efektem ugięcia świa¬tła jest obraz przedstawiający układ ja¬snych i ciemnych prążków. Szczególnie wy¬ra¼nie zjawisko dyfrakcji można zaobserwo¬wać przy przejściu światła przez siatkę dy¬frakcyjną. Zjawisko dyfrakcji potwierdza falową na¬turę światła.
INTERFERENCJA ŁWIAT£A
Interferencja światła polega na nakłada¬niu się przynajmniej dwóch wiązek świa¬tła spójnego, w wyniku czego otrzymuje się obraz interferencyjny w postaci jasnych i ciemnych prążków (miejsc wzajemnego wzmacniania się i wygaszania światła do¬cierającego z różnych ¼ródeł).
Zjawisko interferencji potwierdza falową naturę światła.
SIATKA DYFRAKCYJNA
Siatką dyfrakcyjną nazywamy układ wielu równoległych i równoodległych szczelin (płytka szklana, zarysowana równoległymi liniami w ilości przynajmniej kilkuset na 1 mm). Promienie światła ugięte na siatce dyfrakcyjnej interferują ze sobą, dając na ekranie ciemne i jasne prążki interferencyjne (w zależności od fazy w jakiej się spotkają). Jasny prążek na środku ekranu nazywany jest zerowym. Kolejne prążki po obu jego stronach nazywa się odpowiednio prążkami pierwszego rzędu, drugiego rzędu itd.
Warunek powstania n-tego prążka interferencyjnego:
d sin a = n lambda
d - stała siatki (odległość pomiędzy ry¬sami);
a - kąt pomiędzy promieniem nieugiętym, a promieniem ugiętym, tworzącym jasny prążek n-tego rzędu;
lamda - długość fali świetlnej.
FALE ELEKTROMAGNETYCZNE
Falami elektromagnetycznymi nazywamy indukujące się wzajemnie zmienne poła elektryczne i magnetyczne, przy czym wek¬tor natężenia pola elektrycznego i wek¬tor indukcji poła magnetycznego są w każ¬dym punkcie prostopadłe do siebie i do kierunku rozchodzenia się fali (fale po¬przeczne). Prędkość rozchodzenia się fał elektromagnetycznych w próżni jest równa prędkości światła w próżni i jest określona wzorem:
WIDMO ELEKTROMAGNETYCZNE
Widmem elektromagnetycznym nazywamy zestawienie fal elektromagnetycznych we¬dług ich częstotliwości.
- widmo liniowe – dają poszczególne pierwiastki i obserwujemy go w postaci prążków
- widmo pasmowe – tworzy pasma barwne
- widmo ciągłe – tworzą kolejne barwy przechodząc jedna w drugą bez przerwy. W widmie ciągłym możemy wyróżnić następujące barwy : czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, indygo, niebieski, fiolet. Każda barwa ma inną długość. Na barwę wstążka rozszczepia się światło białe ( jest ono złożone ze wszystkich barw )
POLARYZACJA ŁWIAT£A
Zjawisko polaryzacji dotyczy wyłącznie fal poprzecznych i polega na uporządkowaniu drgań ośrodka. Łwiatło jest falą elektro¬magnetyczną, więc ma charakter fali po¬przecznej. Kierunek polaryzacji fali elektro¬magnetycznej jest taki, jak kierunek pola elektrycznego E~ (przez płaszczyznę pola¬ryzacji należy rozumieć płaszczyznę zawie¬rającą wektor E~ oraz kierunek rozchodze¬nia się fali). Łwiatło, w którym drgania pola elektrycznego odbywają się w różnych kierunkach, nazywamy niespolaryzowanym. Jego polaryzacja polega na uporządkowaniu drgań wektorów natężenia pola elek¬trycznego E~.
Łwiatło może być spolaryzowane:
- liniowo - drgania pola elektrycznego od¬bywają się tylko w jednym kierunku;
- kołowo - kierunek drgań obraca się cy¬klicznie (koniec wektora pola elektrycz¬nego fali biegnącej zakreśla linię śru¬bową o przekroju kołowym).
Polaryzacja światła zachodzi podczas:
- załamania;
- rozpraszania;
- odbicia.
|
|
|
Zaloguj się, żeby móc dodawać komentarze.
|
|
|
Dodawanie ocen dostępne tylko dla zalogowanych Użytkowników.
Proszę się zalogować lub zarejestrować, żeby móc dodawać oceny.
Brak ocen.
|
|
|
|
