Yang menemui gelombang elektromagnet? Gelombang elektromagnet - meja. Jenis gelombang elektromagnet

Gelombang elektromagnet (Jadual yang akan diberikan di bawah) mewakili gangguan daripada medan magnet dan elektrik diedarkan di angkasa. Mereka terdapat beberapa jenis. Kajian mengenai gangguan ini terlibat dalam fizik. Gelombang elektromagnet dihasilkan disebabkan oleh hakikat bahawa bidang seli elektrik magnet menjana, dan ini seterusnya menjana elektrik.

penyelidikan sejarah

Teori pertama, yang boleh dianggap varian tertua gelombang elektromagnet hipotesis, sekurang-kurangnya dalam masa Huygens. Pada masa itu, spekulasi mencapai pembangunan kuantitinya. Huygens pada 1678, tahun yang menghasilkan sejenis "garis" teori - "Treatise pada dunia". Pada tahun 1690 beliau juga menerbitkan satu lagi kerja yang cemerlang. Telah dinyatakan teori kualitatif pantulan, pembiasan dalam bentuk di mana ia adalah hari ini diwakili di dalam buku teks sekolah ( "Gelombang elektromagnet", gred 9).

Bersama-sama dengan ini telah dirangka prinsip Huygens '. Dengan ia menjadi mungkin untuk mengkaji pergerakan hadapan gelombang. Prinsip ini kemudiannya didapati perkembangannya dalam karya-karya Fresnel. Huygens-Fresnel prinsip mempunyai maksud yang istimewa dalam teori pembelauan dan teori gelombang cahaya.

Dalam 1660-1670 tahun jumlah yang besar sumbangan eksperimen dan teori telah dibuat dalam kajian Hooke dan Newton. Yang menemui gelombang elektromagnet? Yang eksperimen telah dijalankan untuk membuktikan kewujudan mereka? Apakah jenis gelombang elektromagnet? Selepas ini.

justifikasi Maxwell

Sebelum kita bercakap mengenai yang menemui gelombang elektromagnet, ia mesti berkata bahawa ahli sains pertama yang meramalkan kewujudan mereka secara umum, telah menjadi Faraday. hipotesis beliau dikemukakan pada tahun 1832, tahun ini. teori pembinaan kemudiannya terlibat dalam Maxwell. By 1865, tahun kesembilan ia telah menyelesaikan kerja. Hasilnya, Maxwell ketat dirasmikan teori matematik, mewajarkan kewujudan fenomena dalam pertimbangan. Beliau juga halaju perambatan gelombang elektromagnet ditentukan, bertepatan dengan nilai yang kemudian boleh digunakan kelajuan cahaya. Ini seterusnya, membenarkan beliau untuk menyokong hipotesis bahawa cahaya adalah sejenis radiasi dipertimbangkan.

pengesanan eksperimen

teori Maxwell telah disahkan dalam eksperimen Hertz pada tahun 1888. Ia harus berkata bahawa ahli fizik Jerman dijalankan eksperimen beliau untuk menyangkal teori, walaupun secara matematiknya. Walau bagaimanapun, terima kasih kepada eksperimen beliau Hertz adalah yang pertama yang menemui gelombang elektromagnet dalam amalan. Di samping itu, dalam perjalanan eksperimen mereka, ahli-ahli sains telah mengenal pasti sifat-sifat dan ciri-ciri sinaran.

Waves elektromagnet Hertz diterima kerana siri nadi pengujaan pesat mengalir dalam penggetar dengan menggunakan sumber voltan tinggi. arus frekuensi tinggi dapat dikesan oleh litar. Kekerapan ayunan pada masa yang sama akan menjadi lebih tinggi, lebih tinggi kemuatan dan kearuhan. Tetapi kekerapan tinggi ini ada aliran yang tinggi jaminan. Menjalankan eksperimen mereka, Hertz menggunakan alat yang agak mudah, yang kini dikenali sebagai - "dipole antena". Peranti adalah litar ayunan jenis terbuka.

pengalaman memandu Hertz

Mendaftar radiasi telah dijalankan dengan menggunakan penggetar menerima. Peranti ini mempunyai struktur yang sama dengan peranti pemancar cahaya. Di bawah pengaruh gelombang elektromagnet seli medan elektrik pengujaan turun naik semasa berlaku pada peranti yang menerima. Jika di dalam peranti ini frekuensi asli dan kekerapan serentak fluks, resonans yang terdapat. Hasilnya, gangguan berlaku di sebuah alat penerima dengan amplitud yang lebih besar. Penyelidik mendapati mereka, menonton bunga api antara konduktor dalam jurang yang kecil.

Oleh itu, Hertz adalah yang pertama yang menemui gelombang elektromagnet, membuktikan keupayaan mereka untuk mencerminkan baik pada konduktor. Mereka hampir wajar pembentukan cahaya berdiri. Selain itu, Hertz ditentukan halaju perambatan gelombang elektromagnet di udara.

Kajian mengenai ciri-ciri

Gelombang elektromagnet merambat dalam hampir semua persekitaran. Di dalam ruang, yang dipenuhi dengan bahan radiasi mungkin dalam beberapa kes diedarkan cukup baik. Tetapi mereka sedikit mengubah tingkah laku mereka.

gelombang elektromagnet dalam vacuo ditentukan tanpa pengecilan. Mereka diedarkan dengan jarak mana-mana sewenang-wenangnya besar. Ciri-ciri utamanya termasuklah gelombang polarisasi, kekerapan dan panjang. Keterangan sifat dijalankan dalam rangka elektrodinamik. Walau bagaimanapun, ciri-ciri sinaran beberapa kawasan spektrum terlibat dalam lebih khusus bidang fizik. Ini termasuk, sebagai contoh, mungkin termasuk optik.

Mengkaji sinaran elektromagnet keras gelombang pendek akhir spektrum seksyen ini memberikan tenaga yang tinggi. Memandangkan dinamik idea-idea moden tidak lagi menjadi disiplin diri dan digabungkan dengan interaksi lemah dalam teori tunggal.

Teori digunakan dalam mengkaji sifat-sifat

Hari ini wujud pelbagai kaedah untuk memudahkan pemodelan dan mengkaji ciri-ciri paparan dan getaran. Yang paling asas teori yang telah terbukti dan lengkap elektrodinamik kuantum dipertimbangkan. Daripadanya melalui satu atau yang lain pemudahan menjadi mungkin untuk mendapatkan kaedah berikut, yang digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang.

Huraian berkenaan dengan radiasi frekuensi rendah dalam persekitaran makroskopik dijalankan dengan cara elektrodinamik klasik. Ia adalah berdasarkan kepada persamaan Maxwell. Dalam permohonan itu, terdapat aplikasi untuk memudahkan. Ketika mengkaji optik optik digunakan. Teori gelombang digunakan dalam kes-kes di mana beberapa bahagian sistem optik saiz dekat dengan panjang gelombang. optik kuantum digunakan apabila proses penyerakan utama adalah, penyerapan foton.

teori optik geometri - kes mengehadkan di mana panjang gelombang pengabaian dibenarkan. Terdapat juga beberapa bahagian gunaan dan asas. Ini termasuk, sebagai contoh, termasuk astrofizik, biologi penglihatan dan fotosintesis, photochemistry. Bagaimana dikelaskan gelombang elektromagnet? meja dengan jelas menunjukkan taburan bagi kumpulan itu ditunjukkan di bawah.

klasifikasi

Terdapat julat frekuensi gelombang elektromagnet. Di antara mereka, tidak ada peralihan mendadak, kadang-kadang mereka bertindih. Sempadan antara mereka agak relatif. Kerana kenyataan bahawa aliran diedarkan secara berterusan, kekerapan tegar yang berkaitan dengan panjang. Di bawah ini adalah julat gelombang elektromagnet.

Ultrashort cahaya boleh dibahagikan kepada mikrometer (sub-milimeter), milimeter, sentimeter, decimeter, meter. Jika panjang gelombang sinaran elektromagnet kurang daripada satu meter, kemudian mereka ayunan dipanggil frekuensi super tinggi (SHF).

Jenis gelombang elektromagnet

Atas, antara gelombang elektromagnet. Apakah jenis-jenis yang berbeza aliran? Kumpulan sinaran mengion termasuk gamma dan X-ray. Ia harus berkata yang mampu mengion atom dan cahaya ultraungu, dan juga cahaya yang boleh dilihat. Margin yang gamma dan X-ray fluks, ditakrifkan sangat bersyarat. Sebagai orientasi umum diterima had 20 eV - 0.1 MeV. Gamma-aliran dalam erti kata yang sempit yang dipancarkan oleh nukleus, X - e-atom shell semasa pelemparan dari orbit rendah di elektron. Walau bagaimanapun, pengelasan ini tidak terpakai kepada radiasi sukar dihasilkan tanpa nukleus dan atom.

fluks X-ray yang dihasilkan apabila merosot zarah yang cepat (proton, elektron, dan lain-lain) dan oleh itu proses yang berlaku di dalam petala elektron atom. Gamma ayunan berlaku akibat daripada proses dalam nukleus atom dan penukaran zarah asas.

sungai radio

Oleh kerana nilai-nilai besar daripada panjang pertimbangan gelombang ini boleh dijalankan tanpa mengambil kira struktur atomistic sederhana. Sebagai pengecualian untuk berkhidmat hanya aliran pendek yang bersebelahan dengan kawasan inframerah. Dalam sifat-sifat kuantum radio ayunan berlaku agak lemah. Walaupun demikian, mereka perlu mengambil kira, sebagai contoh, apabila menganalisis standard molekul masa dan kekerapan semasa peralatan penyejukan pada suhu beberapa darjah Kelvin.

sifat kuantum diambil kira dalam keterangan pengayun dan penguat dalam milimeter dan sentimeter julat. slot Radio terbentuk semasa pergerakan konduktor AC kekerapan audit. A lulus gelombang elektromagnet dalam ruang merangsang arus ulang-alik, sepadan dengan ia. Hartanah ini digunakan dalam reka bentuk antena di radio.

aliran yang boleh dilihat

Ultraungu dan inframerah boleh dilihat dalam erti kata yang luas dengan perkataan yang dipanggil kawasan spektrum optik. Pilih kawasan ini adalah disebabkan bukan sahaja jarak dari kawasan masing-masing, tetapi adalah sama dengan peranti yang digunakan dalam kajian ini dan dibangunkan terutamanya dalam kajian cahaya yang boleh dilihat. Ini termasuk, khususnya, cermin dan kanta untuk memfokus sinaran, jeriji pembelauan, prisma, dan lain-lain.

Frekuensi gelombang optik adalah setanding dengan molekul dan atom, dan panjang mereka - dengan jarak antara molekul dan dimensi molekul. Oleh itu penting dalam bidang ini adalah fenomena yang disebabkan oleh struktur atom bahan. Atas sebab yang sama, cahaya dengan gelombang dan mempunyai ciri-ciri kuantum.

Kemunculan aliran optik

Sumber yang paling terkenal adalah matahari. permukaan Star (photosphere) mempunyai suhu 6000 ° Kelvin, dan memancarkan cahaya putih terang. Nilai tertinggi spektrum berterusan terletak di zon "hijau" - 550 nm. Terdapat juga sensitiviti visual yang maksimum. Turun naik dalam julat optik berlaku badan apabila dipanaskan. aliran inframerah oleh itu juga dirujuk sebagai haba.

Yang lebih kukuh badan pemanasan berlaku, semakin tinggi frekuensi mana spektrum itu adalah maksimum. pijaran diperhatikan pada suhu tertentu dibangkitkan (cahaya dalam julat yang boleh dilihat). Apabila ia mula-mula muncul merah, kemudian kuning dan kemudian. Penubuhan dan pendaftaran aliran optik boleh berlaku dalam tindak balas biologi dan kimia, salah satu yang digunakan di dalam gambar. Bagi kebanyakan makhluk yang hidup di bumi sebagai sumber tenaga melakukan fotosintesis. Ini tindak balas biologi berlaku dalam tumbuh-tumbuhan di bawah pengaruh radiasi solar optik.

Ciri-ciri gelombang elektromagnet

Sifat-sifat sederhana dan sumber menjejaskan ciri-ciri aliran. Jadi dipasang, khususnya, pergantungan masa yang di padang, yang menyatakan jenis aliran. Sebagai contoh, apabila jarak dari penggetar (meningkat) jejari kelengkungan menjadi lebih besar. hasilnya adalah gelombang elektromagnet kapal terbang. Interaksi dengan bahan yang berlaku sebagai berbeza. Penyerapan dan pelepasan proses fluks umumnya boleh diterangkan dengan menggunakan nisbah elektrodinamik klasik. Untuk gelombang julat optik dan lebih-ray keras perlu diambil kira sifat kuantum mereka.

sumber sungai

Walaupun perbezaan fizikal, di mana-mana - dalam bahan radioaktif, pemancar televisyen, mentol - gelombang elektromagnet teruja dengan caj elektrik yang bergerak dengan pecutan. Terdapat dua jenis utama sumber: mikroskopik dan makroskopik. Yang pertama berlaku peralihan mendadak zarah bercas dari satu ke tahap yang lain dalam molekul atau atom.

sumber mikroskopik mengeluarkan X-ray, gamma, ultraungu, inframerah, boleh dilihat, dan dalam beberapa kes, radiasi panjang gelombang. Sebagai contoh yang kedua adalah garis spektrum hidrogen yang sepadan dengan gelombang 21 cm. Fenomena ini adalah penting dalam bidang astronomi radio.

Sumber jenis makroskopik mewakili pemancar di mana elektron bebas konduktor adalah ayunan berkala segerak. Dalam sistem kategori ini dijana aliran dari milimeter hingga yang paling panjang (dalam talian kuasa).

Struktur dan kekuatan aliran

Caj elektrik bergerak dengan pecutan dan berubah dari semasa ke semasa arus mempengaruhi satu sama lain dengan kuasa-kuasa tertentu. magnitud dan arah mereka adalah bergantung kepada faktor-faktor seperti saiz dan konfigurasi medan, yang mengandungi arus dan caj, magnitud dan arah relatif. Sebahagian besarnya dipengaruhi oleh ciri-ciri elektrik dan sederhana tertentu serta perubahan dalam kepekatan caj dan pengagihan arus sumber.

Oleh kerana kerumitan pernyataan masalah keseluruhan untuk memperkenalkan undang-undang yang berkuat kuasa di bentuk formula tunggal tidak boleh. struktur yang dikenali sebagai medan elektromagnet dan dianggap perlu sebagai objek matematik, ditentukan oleh pengagihan caj dan arus. Ia, seterusnya, mewujudkan sumber yang diberikan, dengan mengambil kira keadaan akaun sempadan. Terma yang ditakrifkan zon bentuk interaksi dan ciri-ciri bahan. Jika ia dijalankan pada ruang terbatas, keadaan ini dilengkapkan. Sebagai syarat tambahan khas dalam kes-kes tersebut adalah keadaan radiasi. Oleh kerana ia dijamin oleh tingkah laku "betul" padang di infiniti.

Kronologi kajian

Sel hidup-kinetik teori Lomonosov dalam beberapa kedudukan mereka menjangkakan rukun tertentu teori medan elektromagnet .. "Lobe" (putaran) gerakan zarah, "zyblyuschayasya" (gelombang) teori cahaya, perhubungan beliau dengan sifat elektrik, dan lain-lain aliran Inframerah telah dikesan pada tahun 1800 oleh Herschel (saintis British), dan dalam 1801-m depan, Ritter digambarkan ultraviolet. Radiasi lebih pendek daripada ultraviolet, pelbagai dibuka Roentgen pada tahun 1895 tahun, pada 8 November. Selepas itu, ia dikenali sebagai sinar-X.

Pengaruh gelombang elektromagnet telah dikaji oleh ramai saintis. Walau bagaimanapun, yang pertama untuk meneroka kemungkinan sungai, skop mereka telah menjadi Narkevitch-Iodko (Belarus angka saintifik). Beliau belajar sifat-sifat aliran yang berkaitan dengan amalan perubatan. sinaran Gamma telah ditemui oleh Paul Villard pada tahun 1900. Dalam tempoh yang sama Planck menjalankan kajian teori sifat-sifat jasad hitam. Dalam kajian itu ia proses kuantum terbuka. Hasil kerja beliau adalah permulaan pembangunan fizik kuantum. Selepas itu, beberapa Planck dan Einstein telah diterbitkan. Penyelidikan mereka membawa kepada pembentukan perkara yang sedemikian sebagai foton. Ini seterusnya, menandakan permulaan penciptaan teori kuantum aliran elektromagnet. pembangunan berterusan dalam kerja-kerja seorang tokoh sains terkemuka abad kedua puluh.

penyelidikan dan kerja-kerja pada teori kuantum sinaran elektromagnet dan interaksinya dengan perkara telah membawa akhirnya kepada pembentukan elektrodinamik kuantum dalam bentuk di mana ia wujud hari ini. Antara saintis cemerlang yang mengkaji isu ini, kita perlu menyebut, selain daripada Einstein dan Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

kesimpulan

Nilai dalam dunia moden fizik adalah cukup besar. Hampir segala sesuatu yang digunakan hari ini dalam kehidupan manusia, muncul terima kasih kepada penggunaan praktikal penyelidikan saintis yang besar. Penemuan gelombang elektromagnet dan kajian mereka, khususnya, membawa kepada pembangunan telefon, pemancar radio konvensional dan kemudian mudah alih. Of tertentu kepentingan aplikasi praktikal seperti pengetahuan teori dalam bidang perubatan, industri, dan teknologi.

Ini adalah disebabkan oleh penggunaan meluas sains kuantitatif. Semua eksperimen fizikal berdasarkan ukuran, perbandingan sifat-sifat fenomena yang dikaji dengan piawaian yang sedia ada. Ia adalah untuk tujuan ini dalam disiplin membangunkan alat pengukur kompleks dan unit. Beberapa corak adalah perkara biasa untuk semua sistem bahan yang sedia ada. Sebagai contoh, undang-undang pemuliharaan tenaga adalah dianggap undang-undang fizikal yang sama.

Sains secara keseluruhannya dipanggil dalam banyak kes asas. Ini adalah kerana hakikat bahawa disiplin lain memberi penerangan yang, seterusnya, patuhi undang-undang fizik. Oleh itu, dalam Kimia mengkaji atom, bahan yang berasal dari mereka, dan transformasi. Tetapi sifat-sifat kimia badan yang ditentukan oleh ciri-ciri fizikal molekul dan atom. Ciri-ciri ini menggambarkan bahagian seperti fizik, seperti elektromagnetisme, termodinamik, dan lain-lain.