Undele electromagnetice - studopediya

Propagarea undelor electromagnetice este numit spațiu de proces al unui câmp electromagnetic alternativ. În teorie, existența undelor electromagnetice prezise de British om de știință Maxwell în 1865 și prima dată când au fost obținute experimental de savantul german Hertz în 1888

Din teoria derivată formulele lui Maxwell descriu vectori și vibrații. plane monocromatic undelor electromagnetice de înmulțire a lungul axei x. descris de ecuațiile

Aici, E și H - valori instantanee, și Em și Hm - valorile de amplitudine ale câmpurilor electrice și magnetice, # 969; - frecvența unghiulară, k - numărul de undă. Vectori și oscila cu aceeași frecvență și fază, sunt reciproc perpendiculare și, de asemenea, perpendicular pe vectorul - (. Figura 3.7) viteza undei. E. Transverse undelor electromagnetice.

În vid, undele electromagnetice se propagă cu viteza. Într-un mediu cu o constantă dielectrică # 949; și o permeabilitate magnetică p viteza de propagare a undelor electromagnetice este egal cu:

Frecvența undelor electromagnetice, precum și lungimea de undă poate fi, în principiu, arbitrară. frecvența de undă Clasificare (sau lungime de undă) se numește scara undelor electromagnetice. Undele electromagnetice sunt împărțite în mai multe tipuri.

Undele radio au o lungime de undă de la 03-10 octombrie -4 m.

valuri de lumină sunt:

în intervalul de lumină vizibilă.

radiații gamma are o lungime de undă <10 -12 м .

undele luminoase - unde electromagnetice, care includ porțiunea infraroșu, vizibil și ultraviolet al spectrului. Lungimile de undă de lumină într-un vid, care corespund principalelor culori ale spectrului vizibil sunt indicate în tabelul de mai jos. Lungimea de undă este dată în nanometri.

Pentru undele luminoase caracterizate prin aceleași proprietăți ca și pentru undele electromagnetice.

1. Undele luminoase sunt transversale.

2. vectorul de undă a luminii și gama.

Experiența arată că toate tipurile de impact (fiziologice, fotochimice, fotoelectrice și colab.) Sunt cauzate de vibrații ale vectorului electric. Se numește vectorul de lumină. Ecuația de undă a luminii are o formă experta

Amplitudinea vectorului lumină Em adesea notată cu litera A și în locul ecuației (3.30) este utilizată, ecuația (3.24).

3. Viteza luminii în vid.

Viteza luminii undei în mediu este definit de (3.29). Dar, pentru medii transparente (sticlă, apă) de obicei. asa.

indicele de refracție absolut - un concept introdus pentru undele luminoase.

Absolută Indicele de refracție este raportul vitezei luminii în vid a vitezei luminii în mediu

De la (3,29), având în vedere că pentru medii transparente. puteți scrie egalitatea.

vacuum # 949; = 1 și n = 1. Pentru orice mediu fizic n> 1. De exemplu, n apa = 1,33, pentru sticla. Un mediu cu un indice de refracție mai mare se numește o mai dens optic. Raportul dintre indicii de refracție absolute se numește indicele de refracție relativ:

4. Frecvența undelor luminoase este foarte mare. De exemplu, pentru lumina roșie, cu lungime de undă

Atunci când lumina trece de la un mediu la o altă frecvență de lumină nu este schimbat, dar schimbă viteza și lungimea de undă.

Vacuum -; pentru mediu -. atunci

Prin urmare, lungimea de undă a luminii într-un mediu este raportul dintre lungimea de undă a luminii în vid, cu indicele de refracție

5. Având în vedere că frecvența undelor luminoase este foarte mare. ochiul observatorului nu distinge oscilații individuale și primește fluxul de energie medie. Astfel, se introduce conceptul de intensitate.

Intensitatea este raportul dintre energia medie transportată de unda, la intervalul de timp și o zonă tampon, perpendicular pe direcția de propagare a undei:

Deoarece energia valurilor este proporțională cu pătratul amplitudinii (vezi Ec. (3.25)), intensitatea este proporțională cu valoarea medie a amplitudinii unui pătrat

caracteristică Intensitatea luminii, care ia în considerare capacitatea sa de a induce senzații vizuale, un flux de lumină - F.

6. Natura undă a luminii este prezentat, de exemplu, în fenomene precum difracție și interferență.

Sarcini și întrebări pentru auto-control

1. Ceea ce se numește un val? Adu exemple valuri.

2. Ce determină densitatea energetică și energia valurilor?

3. Ce este o undă electromagnetică? Care este viteza de răspândire ei?

4. Care este gama undelor electromagnetice?

5. Ceea ce se numește vectori lumina?

6. Definirea indicilor de refracție absolute și relative.

7. Ceea ce se numește intensitatea?