Pwy darganfod tonnau electromagnetig? tonnau electromagnetig - tabl. Mathau o tonnau electromagnetig

tonnau electromagnetig (Tabl a fydd yn cael ei roi isod) yn cynrychioli y darfu y meysydd magnetig a thrydan yn cael eu dosbarthu yn y gofod. Nhw mae yna sawl math. Mae astudio helyntion hyn yn cymryd rhan mewn ffiseg. tonnau electromagnetig yn cael eu cynhyrchu o ganlyniad i'r ffaith bod y maes magnetig yn ail trydan yn cynhyrchu, ac mae hyn yn ei dro yn cynhyrchu trydan.

ymchwilio hanes

Mae'r ddamcaniaeth cyntaf, y gellir eu hystyried yn amrywiadau hynaf o tonnau electromagnetig o ragdybiaethau, o leiaf ar adegau o Huygens. Ar y pryd, cyrhaeddodd dyfalu datblygiad mesuredig. Huygens ym 1678, cynhyrchu rhyw fath o "amlinell" theori y flwyddyn - "Treatise on y byd". Yn 1690 cyhoeddodd hefyd gwaith ardderchog arall. Mae wedi cael ei datgan y ddamcaniaeth ansoddol o fyfyrio, plygiant yn y ffurf y mae heddiw gynrychioli yn gwerslyfrau ysgol ( "tonnau electromagnetig", gradd 9).

Ynghyd â hyn wedi cael ei lunio egwyddor Huygens '. Gyda daeth yn bosibl i astudio y cynnig y blaen tonnau. Mae'r egwyddor hon yn ddiweddarach dod o hyd ei ddatblygiad yng ngweithiau Fresnel. Roedd egwyddor Huygens-Fresnel arwyddocâd arbennig yn y theori diffreithiant a theori ton o olau.

Yn 1660-1670 mlynedd o swm mawr o gyfraniadau arbrofol a damcaniaethol eu gwneud yn yr astudiaeth Hooke a Newton. Pwy darganfod tonnau electromagnetig? Bwy arbrofion eu cynnal i brofi eu bodolaeth? Beth yw'r gwahanol fathau o donnau electromagnetig? Ar hyn yn ddiweddarach.

cyfiawnhad Maxwell

Cyn i ni siarad am a ddarganfu tonnau electromagnetig, rhaid dweud bod y gwyddonydd cyntaf a rhagweld eu bodolaeth yn gyffredinol, wedi dod yn Faraday. Mae ei ddamcaniaeth ef a gyflwynwyd yn 1832, y flwyddyn. damcaniaeth adeiladu wedyn yn cymryd rhan mewn Maxwell. Erbyn 1865, y flwyddyn nawfed mae wedi cwblhau y gwaith. O ganlyniad, Maxwell ffurfioli theori mathemategol yn llym, gan gyfiawnhau bodolaeth y ffenomena dan ystyriaeth. Mae hefyd wedi cael ei bennu cyflymder lluosogi tonnau electromagnetig, yn cyd-fynd â'r gwerth wedyn yn berthnasol cyflymder golau. Mae hyn, yn ei dro, yn caniatáu iddo i gadarnhau'r ddamcaniaeth y goleuo yn fath o ymbelydredd hystyried.

canfod arbrofol

damcaniaeth Maxwell Cadarnhawyd yn yr arbrofion o Hertz yn 1888. Dylai fod yn dweud bod y ffisegydd Almaen cynnal ei arbrofion i wrthbrofi y ddamcaniaeth, er gwaethaf ei sail fathemategol. Fodd bynnag, diolch i ei arbrofion Hertz oedd y cyntaf a ddarganfu tonnau electromagnetig yn ymarferol. Yn ogystal, yn ystod eu harbrofion, mae gwyddonwyr wedi nodi briodweddau a nodweddion o ymbelydredd.

Tonnau electromagnetig Hertz a dderbyniwyd o ganlyniad i'r gyfres pwls excitation o llifo'n gyflym yn y vibrator drwy ffynhonnell foltedd uchel. Gall cerrynt amledd uchel yn cael eu canfod gan y gylched. Bydd amlder oscillation ar yr un fydd yr uchaf, yr uchaf yw'r cynhwysiant ac anwythiad. Ond mae hyn amledd uchel oes sicrwydd llif uchel. Er mwyn cynnal eu harbrofion, defnyddir Hertz dyfais eithaf syml, sydd bellach yn cael ei alw'n - "antena deupol". Mae'r ddyfais yn cylched oscillation o'r math agored.

Gyrru profiad Hertz

Cofrestru ymbelydredd yn cael ei wneud drwy gyfrwng y vibrator dderbyn. Roedd gan y ddyfais yr un strwythur ag ar y ddyfais allyrru. O dan ddylanwad tonnau electromagnetig yn ail trydan excitation cae digwydd amrywiadau presennol yn y ddyfais sy'n derbyn. Os nad ydych yn ddyfais hon ei amledd naturiol a pha mor aml y cyd-daro fflwcs, mae'r cyseiniant ymddangos. O ganlyniad, digwyddodd aflonyddwch mewn cyfarpar dderbynfa gyda mwy o osgled. Ymchwilydd yn darganfod nhw, gwylio'r gwreichion rhwng dargludyddion mewn bwlch bychan.

Felly, Hertz oedd y cyntaf a ddarganfu tonnau electromagnetig, profi eu gallu i adlewyrchu'n dda ar yr arweinyddion. Cawsant eu cyfiawnhau bron ffurfio golau sefydlog. Yn ogystal, penderfynodd Hertz cyflymder lluosogi tonnau electromagnetig yn yr aer.

Mae'r astudiaeth o nodweddion

tonnau electromagnetig propagate mewn bron mhob amgylchedd. Yn y gofod, sy'n cael ei lenwi gyda sylwedd o ymbelydredd mewn rhai achosion yn cael eu dosbarthu yn ddigon da. Ond maent ychydig yn newid eu hymddygiad.

tonnau electromagnetig in vacuo benderfynu heb gwanhau. Maent yn cael eu dosbarthu i unrhyw bellter fympwyol fawr. Mae'r prif nodweddion yn cynnwys tonnau polareiddio, amlder a hyd. Disgrifiad o'r eiddo yn cael ei wneud yn y fframwaith electrodynamics. Fodd bynnag, mae'r nodweddion ymbelydredd rhai rhanbarthau o'r sbectrwm yn cymryd rhan mewn mwy penodol feysydd ffiseg. Mae'r rhain yn cynnwys, er enghraifft, gall gynnwys opteg.

Astudio ymbelydredd electromagnetig drwm eu tonfedd fer ben sbectrol o'r adran hon yn ymdrin ag egni uchel. O ystyried y deinameg o syniadau modern yn peidio â bod yn hunan-ddisgyblaeth ac ynghyd â'r rhyngweithio wan mewn theori sengl.

Theori cymhwyso mewn astudio priodweddau

Heddiw, mae yn bodoli dulliau amrywiol ar gyfer hwyluso modelu ac astudio priodweddau arddangosfeydd a dirgryniadau. Y mwyaf sylfaenol o ddamcaniaeth profedig a chyflawn o electrodynamics cwantwm yn cael ei ystyried. O hynny gan un neu mae'r symleiddio arall yn dod yn bosibl i gael y dulliau canlynol, a ddefnyddir yn eang mewn gwahanol feysydd.

Disgrifiad o ran ymbelydredd amledd isel yn yr amgylchedd macrosgopig yn cael ei wneud drwy gyfrwng electrodynamics clasurol. Mae'n seiliedig ar hafaliadau Maxwell. Yn y cais, mae ceisiadau i symleiddio. Wrth astudio'r opteg optegol a ddefnyddir. Mae'r ddamcaniaeth tonnau yn cael ei gymhwyso mewn achosion lle mae rhai rhannau o'r system optegol o faint yn agos at y donfedd. opteg cwantwm yn cael ei ddefnyddio pan fydd prosesau gwasgaru sylweddol yn, amsugno ffotonau.

Geometrig optegol theori - yr achos cyfyngol lle mae'r donfedd o esgeuluso a ganiateir. Mae yna hefyd nifer o adrannau cymhwysol a sylfaenol. Mae'r rhain yn cynnwys, er enghraifft, gynnwys astroffiseg, bioleg o weledigaeth a ffotosynthesis, photochemistry. Sut yn cael eu dosbarthu tonnau electromagnetig? Mae'r tabl yn dangos yn glir y dosbarthiad ar gyfer y grŵp yn cael ei ddangos isod.

dosbarthiad

Mae ystodau amlder o tonnau electromagnetig. Rhyngddynt, nid oes unrhyw trawsnewidiadau sydyn, weithiau maent yn gorgyffwrdd. Mae'r ffiniau rhyngddynt yn hytrach cymharol. Oherwydd y ffaith bod y llif yn cael ei ddosbarthu yn barhaus, pa mor aml yn gysylltiedig gaeth â hyd. Isod mae'r ystodau o tonnau electromagnetig.

Gall golau ultrashort cael ei rannu yn micromedr (is-milimetr), milimetr, centimetr, decimeter, mesurydd. Os y donfedd o ymbelydredd electromagnetig o lai na metr, ac yna ei osgiliad a elwir o amledd uchel super (SHF).

Mathau o tonnau electromagnetig

Uchod, yn amrywio o donnau electromagnetig. Beth yw'r gwahanol fathau o llif? Grŵp o ymbelydredd ïoneiddio yn cynnwys gama a phelydrau-X. Dylai fod yn dweud sy'n gallu ionize atomau a golau uwchfioled, a hyd yn oed golau gweladwy. Mae'r ymylon sy'n cael eu gama a fflwcs pelydr-X, a ddiffinnir amodol iawn. Fel cyfeiriadedd gyffredinol derbyniodd terfynau 20 eV - 0.1 MeV. Gamma-llifo yn yr ystyr gul ei allyrru gan y niwclews, X - cragen e-atomig yn ystod alldafliad o'r orbitau isel o electronau. Fodd bynnag, nid yw dosbarthiad hwn yn berthnasol i ymbelydredd caled a gynhyrchir heb niwclysau atomau a.

fflwcs pelydr-X a gynhyrchir wrth decelerating ronynnau wedi'u gwefru cyflym (protonau, electronau, ac eraill) ac felly mae'r prosesau sy'n digwydd y tu mewn i'r cregyn electron atomig. osgiliadau Gamma yn digwydd o ganlyniad i brosesau o fewn y niwclysau atomig a throsi gronynnau elfennol.

ffrydiau radio

Efallai oherwydd y gwerthoedd helaeth o'r darnau o ystyried y tonnau hyn yn cael ei wneud heb gymryd i ystyriaeth y strwythur gweithredu'n un digyswllt y cyfrwng. Fel eithriad i wasanaethu dim ond y ffrydiau byr sydd yn gyfagos i'r rhanbarth isgoch. Yn yr eiddo cwantwm radio osgiliadau digwydd yn eithaf gwan. Serch hynny, mae angen iddynt ystyried, er enghraifft, wrth ddadansoddi y safon moleciwlaidd o amser ac amlder yn ystod y cyfarpar oeri i dymheredd o raddau ychydig Kelvin.

eiddo cwantwm yn cael eu hystyried yn y disgrifiad o'r oscillators a mwyhaduron yn y milimetr ac centimetr ystodau. slot Radio cael ei ffurfio yn ystod y symudiad arweinyddion AC amlder priodol. Mae pasio tonnau electromagnetig yn y gofod vozbuzhdaet cerrynt eiledol, sy'n cyfateb iddo. eiddo hwn yn cael ei ddefnyddio wrth gynllunio antena yn y radio.

llif gweladwy

Uwchfioled a phelydriad isgoch i'w weld yn yr ystyr eang y gair hyn a elwir yn rhanbarth sbectrol optegol. Tynnu sylw at yr ardal hon yn cael ei achosi nid yn unig pa mor agos y priod ardaloedd, ond maent yn debyg i'r dyfeisiau a ddefnyddiwyd yn yr astudiaeth ac a ddatblygwyd yn bennaf yn yr astudiaeth o olau gweladwy. Mae'r rhain yn cynnwys, yn arbennig, y drychau a lensys ar gyfer canolbwyntio ymbelydredd, rhwyllau diffreithiant, prismau, ac eraill.

Amlder tonnau optegol yn debyg i'r rhai o'r moleciwlau a'r atomau, ac mae eu hyd - gyda phellteroedd rhyngfoleciwlaidd a dimensiynau moleciwlaidd. Felly yn hanfodol yn y maes hwn yw ffenomenau sy'n cael eu hachosi gan strwythur atomig y sylwedd. Am yr un rheswm, golau gyda tonnau ac mae ganddo nodweddion cwantwm.

Mae ymddangosiad llif optegol

Y ffynhonnell fwyaf enwog yw'r haul. arwyneb seren (photosphere) Mae tymheredd o 6000 ° Kelvin, ac yn gollwng golau gwyn llachar. Mae gwerth uchaf y sbectrwm di-dor wedi ei leoli yn y parth "gwyrdd" - 550 nm. Mae sensitifrwydd gweledol mwyaf hefyd. Amrywiadau yn yr ystod optegol yn digwydd cyrff wrth gael eu gwresogi. llifoedd is-goch yn cael eu cyfeirio, felly hefyd fel gwres.

Mae'r cryfach y corff gwres yn digwydd, po uchaf y amlder lle mae'r sbectrwm yn uchafswm. incandescence welwyd ar dymheredd penodol ei godi (glow yn yr ystod gweladwy). Pan fydd yn ymddangos yn goch, yna melyn ac yna yn gyntaf. Gall Sefydlu a chofrestru llif optegol yn digwydd mewn adweithiau biolegol a chemegol, un sy'n cael ei ddefnyddio yn y llun. I'r rhan fwyaf o greaduriaid sy'n byw ar y ddaear fel ffynhonnell ynni yn perfformio ffotosynthesis. Mae'r adwaith biolegol yn digwydd yn y planhigion dan ddylanwad y pelydriad solar optegol.

Nodweddion tonnau electromagnetig

Mae'r eiddo y canolig a'r ffynhonnell yn effeithio ar y nodweddion llif. Felly gosod, yn arbennig, yr amser dibyniaeth y cae, sy'n pennu'r math llif. Er enghraifft, pan fydd y pellter o'r vibrator (cynyddu) radiws crymedd yn dod yn fwy. Y canlyniad yw ton electromagnetig awyren. Rhyngweithio gyda'r deunydd yn digwydd mor wahanol. Gellir gyffredinol yn cael ei ddisgrifio y fflycsau prosesau amsugno ac allyriadau trwy ddefnyddio cymarebau electrodynamic clasurol. Ar gyfer tonnau o amrediad optegol a caled-pelydrau mwy y dylid eu cymryd i ystyriaeth eu natur cwantwm.

nentydd ffynonellau

Er gwaethaf y gwahaniaethau corfforol, ym mhob man - yn sylwedd ymbelydrol, trosglwyddydd teledu, y bwlb - tonnau electromagnetig yn cael eu cyffroi gan daliadau trydanol sy'n symud â chyflymiad. Mae dau brif fath o ffynonellau: microsgopig a macrosgopig. Mae'r cyntaf yn digwydd newid sydyn o ronynnau wedi'u gwefru o un i lefel arall o fewn y moleciwlau neu'r atomau.

Ffynonellau microsgopig allyrru pelydr X, gama, uwchfioled, is-goch, gweladwy, ac mewn rhai achosion, ymbelydredd hir-don. Fel enghraifft o'r olaf yn llinell sbectrol hydrogen sy'n cyfateb i ton o 21 cm. Mae'r ffenomenon hwn yn arbennig o bwysig mewn seryddiaeth radio.

Ffynonellau math macrosgopig cynrychioli allyrwyr lle electronau rhydd dargludyddion yn cael eu gwneud oscillation cyfnodol cydamserol. Mewn systemau o'r categori hwn yn cael eu cynhyrchu llif o milimedr i (llinellau mewn grym) hiraf.

Mae strwythur a chryfder y llif

Mae gwefr drydanol sy'n symud â chyflymiad ac yn newid o dro i dro cerrynt effeithio ar ei gilydd gyda rhai heddluoedd. Mae eu maint a chyfeiriad yn dibynnu ar ffactorau megis maint a chyfluniad y cae, sy'n cynnwys y cerrynt a thaliadau, mae eu maint a chyfeiriad cymharol. dylanwadu'n sylweddol gan y nodweddion trydanol a cyfrwng penodol yn ogystal â newidiadau mewn crynodiad tâl a dosbarthiad y cerrynt ffynhonnell.

Oherwydd cymhlethdod y datganiad broblem gyffredinol i gyflwyno cyfraith grym ar ffurf fformiwla sengl nad all. Mae strwythur a elwir yn faes electromagnetig ac ystyriol yn ôl yr angen fel gwrthrych mathemategol, a bennir gan y dosbarthiad taliadau a cherrynt. Mae'n, yn ei dro, yn creu ffynhonnell benodol, gan gymryd i amodau ffin cyfrif. Termau diffiniedig parthau ffurflen rhyngweithio a nodweddion y deunydd. Os yw'n cael ei gynnal ar ofod diderfyn, yr amgylchiadau hyn yn cael eu hategu. Fel amod ychwanegol arbennig mewn achosion o'r fath yw'r cyflwr ymbelydredd. Oherwydd ei fod yn cael ei warantu gan "cywir" ymddygiad y cae ar anfeidredd.

Cronoleg yr astudiaeth

damcaniaeth Lomonosov Corpuscular-cinetig mewn rhai o'u swyddi rhagweld daliadau penodol o'r theori maes electromagnetig .. "llabed" (cylchdro) mudiant o ronynnau, "zyblyuschayasya" (ton) ddamcaniaeth o olau, ei cymundeb â natur trydan, ac ati llifoedd is-goch yn cael eu canfod yn 1800 gan Herschel (gwyddonydd Prydeinig), ac yn y nesaf, 1801-m, Ritter disgrifiwyd uwchfioled. Ymbelydredd byrrach na'r uwchfioled, amrediad agorwyd Roentgen yn 1895, y flwyddyn, ar 8 Tachwedd. Yn dilyn hynny, cafodd yr enw y pelydr-X.

Dylanwad tonnau electromagnetig wedi cael ei hastudio gan lawer o wyddonwyr. Fodd bynnag, y cyntaf i edrych ar y posibiliadau o nentydd, eu cwmpas wedi dod yn Narkevitch-Iodko (ffigur gwyddonol Belarwseg). Astudiodd briodweddau llif o ran ymarfer meddygaeth. ymbelydredd gamma Darganfuwyd gan Paul Villard yn 1900. Yn yr un cyfnod a gynhaliwyd Planck astudiaethau damcaniaethol o briodweddau corff du. Yn ystod yr astudiaeth eu bod yn y broses cwantwm agored. Roedd ei gwaith yn cychwyn y datblygiad ffiseg cwantwm. Yn dilyn hynny, mae nifer o Planck ac Einstein ei gyhoeddi. Arweiniodd eu hymchwil at ffurfio y fath beth fel ffoton. Mae hyn, yn ei dro, yn nodi dechrau gweithrediad y ddamcaniaeth cwantwm o lif electromagnetig greu. Parhaodd ei datblygu yn y gwaith y ffigyrau gwyddonol blaenllaw yn yr ugeinfed ganrif.

Ymchwil pellach ac yn gweithio ar y ddamcaniaeth cwantwm o ymbelydredd electromagnetig ac mae ei rhyngweithio â mater wedi arwain yn y pen draw at ffurfio electrodynamics cwantwm yn y ffurf y mae'n bodoli heddiw. Ymhlith y gwyddonwyr rhagorol a astudiodd y mater hwn, dylem grybwyll, yn ogystal â Einstein a Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

casgliad

Mae gwerth yn y byd modern o ffiseg yn ddigon mawr. Mae bron popeth sy'n cael ei ddefnyddio heddiw mewn bywyd dynol, yn ymddangos diolch i'r defnydd ymarferol o ymchwil o wyddonwyr gwych. Mae darganfod tonnau electromagnetig ac eu hastudiaeth, yn benodol, arwain at ddatblygu o ffonau, trosglwyddyddion radio confensiynol ac yn ddiweddarach symudol. Arbennig o bwysig defnydd ymarferol o wybodaeth o'r fath yn ddamcaniaethol ym maes meddygaeth, diwydiant, a thechnoleg.

Mae hyn oherwydd y defnydd eang o wyddoniaeth meintiol. Mae'r holl arbrofion corfforol yn seiliedig ar fesur, cymhariaeth o nodweddion y ffenomena a astudir â'r safonau presennol. Mae ar gyfer y diben hwn o fewn y ddisgyblaeth a ddatblygwyd offerynnau mesur cymhleth ac unedau. Mae nifer o batrymau yn gyffredin i holl systemau perthnasol sy'n bodoli eisoes. Er enghraifft, y deddfau cadwraeth egni yn cael eu hystyried deddfau corfforol cyffredin.

Gelwir Gwyddoniaeth yn ei gyfanrwydd yn mewn llawer o achosion sylfaenol. Mae hyn yn bennaf oherwydd y ffaith bod disgyblaethau eraill yn rhoi disgrifiadau sydd, yn ei dro, yn ufuddhau i'r deddfau ffiseg. Felly, mewn Cemeg astudiodd atomau, sylwedd sy'n deillio ohonynt, a thrawsnewid. Ond mae nodweddion cemegol y corff a bennir gan nodweddion ffisegol moleciwlau ac atomau. Mae'r eiddo hyn yn disgrifio rhannau o'r fath o ffiseg, fel electromagneteg, thermodynameg, ac eraill.