Электромагнитные волны. Майкл Фарадей (1791-1867)

1. Электромагнитные волны

2.

В 1820 году обнаружил
действие электрического
тока на магнитную стрелку.
Это привело к
возникновению новой
области физики электромагнетизма
2

3. Майкл Фарадей (1791-1867)

«Превратить магнетизм в
электричество»!!!
1831 г.
Открыл явление
электромагнитной индукции
~ магнитное поле
~ электрический ток

4. Максвелл Джеймс Клерк (1831-1879)

МАКСВЕЛЛ ДЖЕЙМС КЛЕРК (1831-1879)
Создал теорию
электромагнитного поля
(1864 г.)
1. ~ магнитное поле
~ электрическое поле
2. ~ электрическое поле
~ магнитное поле
4

5. Электромагнитное поле -

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ -
это порождающие друг друга переменные
электрические и магнитные поля.
Источник э/м поля –
заряженные частицы,
движущиеся с
ускорением.
Вихревые поля – это
электрические и
магнитные поля, силовые
линии которых
являются замкнутыми.

6.

Электромагнитная волна – переменное
электромагнитное поле, распространяющееся в
пространстве с течением времени.
6

7.

Е – вектор напряженности электрического поля
В – вектор магнитной индукции
Е
В

8. Генрих Герц (1857-1894)

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
8

9. Свойства э/м волн

СВОЙСТВА Э/М ВОЛН
1. излучаются колеблющимися с ускорением зарядами.
2. могут распространяться не только в газах, жидкостях и твердых
средах, но и вакууме.
3. Электромагнитная волна является поперечной.
4. Скорость электромагнитных волн в вакууме с=300000 км/с.
5. При переходе из одной среды в другую частота волны не
изменяется.
6. могут поглощаться веществом.
7. Попадая на границу раздела двух сред, часть волны отражается, а
часть проходит в другую среду, преломляясь.

10. Длина волны

ДЛИНА ВОЛНЫ
Длина э/м волны:
λ = с ·т
1
T=ν
с
λ= ν
с = 3∙108 м/с - скорость света
в вакууме (воздухе)
10

11. Попов Александр Степанович (1859-1905)

ПОПОВ АЛЕКСАНДР СТЕПАНОВИЧ (1859-1905)
Осуществил радиотелеграфную
связь на 64 м в Санкт-Петербурге
(1895 г.)
Связь на
расстояние
250 м
600 м
20 км
150 км (1901 г.)
Г. Маркони осуществил
радиосвязь через
Атлантический океан (1901 г.)
11

12.

1.
2.
3.

13.

В, мТл
4. Используя
график
зависимости
индукции
магнитного поля
от времени,
определите длину
э/м волны.

14.

Шкала электромагнитных излучений это классификация э/м волн по частоте или
длине волны.
Рентгеновск
ое
излучение
Ультрафиоле
товое
излучение
Инфракр
асное
излучен
ие
Видимый
свет
Радиоволны
СВЧ
излучения
Гамма излучение

15.

Вид
Длина
излучения волны
Источник
Частота излучения
Отличительные Применение
свойства
излучения

16.

Радиоволны
4
9
ν = 2 · 10 – 10 Гц.
4
λ = 0,3 – 1,5 ·10 м.
Радиоволны открыты в 1886 году
Г. Герцем.
Источник – переменный ток.
• Свойства
- Передача на
большие
расстояния.
- Несут
информацию.
- Высокая
отражательная
способность.

17.

Радиолокация
(от латинских слов «radio» -излучаю и
«lokatio» – расположение)
– обнаружение и точное
определение положения объектов
с помощью радиоволн.

18.

ct
S
2
S – расстояние до
объекта,
t – время
распространения
радиоволны к объекту и
обратно
c 3 108 м / с

19.

Применение радиолокации
Авиация
По сигналам на экранах радиолокаторов диспетчеры
аэропортов контролируют движение самолётов по воздушным
трассам, а пилоты точно определяют высоту полёта и очертания
местности, могут ориентироваться
ночью и в сложных
метеоусловиях.

20.

Основное применение радиолокации – это ПВО.
Главная задача наблюдать за
воздушным
пространством,
обнаружить и вести
цель, в случае
необходимости
навести на нее ПВО и
авиацию.

21.

Радар для измерения скорости движения транспорта
Первыми гражданскими радарами для измерения скорости движения
транспорта американские полицейские пользовались уже в конце
Второй мировой войны.

22.

Метеорологические радиолокаторы для прогнозирования погоды.
Объектами радиолокационного обнаружения могут быть облака,
осадки, грозовые очаги. Можно прогнозировать град, ливни, шквал.

23. Применение в космосе

В космических исследованиях радиолокаторы применяются для
управления полётом и слежения за спутниками, межпланетными
станциями, при стыковке кораблей.
Радиолокация планет позволила уточнить их параметры (например
расстояние от Земли и скорость вращения), состояние атмосферы,
осуществить картографирование поверхности.

24. Инфракрасное излучение (тепловое)

• Длина волны от 10-3 до 10-6 м
• Частота от 3·1011 до 3∙1014 Гц
Источник – любые нагретые тела.
Свойства:
• проходит через некоторые непрозрачные тела, а также
сквозь дождь, снег, туман;
• поглощаясь веществом, нагревает его;
• регистрируется тепловыми методами.
Применение: Прибор ночного видения, физиотерапия, в
промышленности для сушки изделий, древесины, фруктов.

25. Инфракрасное излучение

26.

27. Видимый свет

Длина волны 380 – 780 нм
Частота от 3·1014 до 3·1015 Гц
Источник – любые светящиеся тела.
Свойства:
- Разложение в спектр
- Отражение
- Образование тени
- преломление

28. Ультрафиолетовое излучение

29. Ультрафиолетовое излучение.

Длина волны 10 – 380 нм
Частота 8 · 1014 – 3·1016 Гц
Источники:
1. Солнце
2. Газоразрядные лампы с
кварцевыми трубками.
3. Все твердые тела с t > 1 ООО°С
4. Светящиеся пары ртути.

30.

Свойства:
- Высокая химическая активность,
- невидимо,
- убивает микроорганизмы,
- Источник витамина Д (загар)
- Поглощается стеклом

31.

32. Рентгеновское излучение

Длина волны
10-12 – 10-8 м
Источник - рентгеновская трубка
Частота
3·1016 – 3·1020 Гц
Свойства:
- большая проникающая способность. - Облучение в больших дозах вызывает
лучевую болезнь.
Применение: в медицине с целью
диагностики заболеваний внутренних
органов; в промышленности для
контроля внутренней структуры
различных изделий (дефектоскопия)

33.

ИЗУЧЕНИЕ СТРОЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ

34.

35.

Гамма-излучение
Длина волны меньше 10-12 м
Частота больше 3·1020 Гц
Источники: атомное ядро
(ядерные реакции).
Свойства: самая высокая
проникающая способность,
сильное биологическое
воздействие.
Применение: В медицине,
атомная энергетика, оружие
массового поражения.

36. Гамма-излучение