Гипотеза Максвелла

1.

Гипотеза Максвелла
Английский физик
Джеймс Максвелл (1831 – 1879)
на основании изучения
экспериментальных работ
Фарадея по электричеству и
магнетизму в 1864 г. высказал
гипотезу о существовании в
природе особых волн,
способных распространяться в
вакууме. Эти волны Максвелл
назвал электромагнитными
волнами.

2.

ГЕНРИХ ГЕРЦ (1857-1894)
Экспериментально
обнаружил
существование
электромагнитных
волн (1887 г.)
1. Изучил свойства
электромагнитных волн
2. Определил скорость
электромагнитной
волны
3. Доказал, что свет –
частный случай
электромагнитной
волны

3.

Быстропеременное
электромагнитное поле должно
распространяться в
пространстве в виде поперечных
волн.
Электромагнитная
волна
Распространение в пространстве
с течением времени
переменных (вихревых)
электрических и магнитных полей.

4.

Электромагнитная волна – переменное
электромагнитное поле, распространяющееся в
пространстве с течением времени.
Электромагнитная волна – это система порождающих
друг друга и распространяющихся в пространстве
переменных электрического и магнитных полей.
Так как и электрические и магнитные поля могут
существовать в вакууме, должно быть возможно
распространение электромагнитных волн в вакууме.

5.

Электромагнитные волны возникают при
ускоренном движении электрических зарядов

6.

Причины возникновения
электромагнитных волн
• Представим себе проводник, по которому течет электрический
ток. Если ток постоянен, то существующее вокруг проводника
магнитное поле также будет постоянным.
• При изменении силы тока магнитное поле изменится: при
увеличении тока это поле станет сильнее, при уменьшении
слабее. Возникнет возмущение электромагнитного поля.
• Переменное магнитное поле создаст изменяющееся
электрическое поле. Это электрическое поле породит
переменное магнитное. То, в свою очередь, снова
электрическое и т.д.
• Возмущение электромагнитного поля начнет распространяться
от своего источника (проводника с переменным током),
захватывая все большие и большие области пространства. Это
и означает, что в пространстве вокруг проводника появятся
электромагнитные волны.

7.

СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ
ВОЛН
1. излучаются колеблющимися с ускорением зарядами.
2. могут распространяться не только в газах, жидкостях и твердых ср
3. Электромагнитная волна является поперечной
4. Скорость электромагнитных волн в вакууме с=300000 км/с.
5. При переходе из одной среды в другую частота и период волны не
6. Могут поглощаться веществом.
7. Попадая на границу раздела
двух сред, часть волны
отражается,
а часть проходит в другую среду,
преломляясь.
υ<с
В воде ≈ в 1,3 раза
В стекле ≈ в 1,5 раза

8.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН.
Напряжение электрического поля
Количественной характеристикой
Колебания электромагнитных волн
магнитного поля
является
Длина волны
Скорость волны
Период волны
Частота колебаний

9.

Основной количественной характеристикой
электрического поля служит векторная
величина, называемая
электрического
поля
Напряжённостью
Е
Напряжённость электрического поля в какой-либо
его точке равна силе, с которой поле действует
на единичный положительный заряд, помещённый
в этой точке.

10.

– вектор напряженности электрического поля
– вектор магнитной индукции
Е
В

11.

ВиЕ
В Е
Периодически меняются по модулю
и по направлению, т.е.
колеблются

12.

Скорость распространения
электромагнитных волн.
По известной частоте электромагнитных
колебаний в контуре и измеренному
значению длины электромагнитной волны
Герц определил скорость распространения
электромагнитной волны: она равна
произведению частоты колебаний на длину
волны.
До этого Максвелл рассчитал что скорость
распространения волны в вакууме должна
быть равной примерно 300 000 км/с.
Число, полученное Герцем, оказалось

13.

ДЛИНА
ВОЛНЫ
Длина э/м
волны:
λ = с∙Т
1
с
T =ν λ =ν
- длина волны.
- частота колебаний.
- период колебаний.
с = 3∙108 м/с - скорость света
в вакууме (воздухе)

14.

Условие передачи ЭМВ
Для создания интенсивной
электромагнитной волны необходимо,
чтобы колебания векторов и
происходили с достаточно высокой
частотой (порядка 100000 в с.).
21