Электромагнитные волны и их свойства

1. Электромагнитные волны и их свойства

Иванова Анна
Миханошина Олеся
11 «а»

2. Электромагни́тные во́лны — электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью, зависящей от

свойств среды.

3. Электромагнитным полем является взаимосвязь электрических и магнитных полей. Так вот волна – это и есть распространяющееся в

пространстве
электромагнитное поле, электромагнитное возмущение.

4.

Теорию электромагнитной волны и электромагнитного поля впервые
создал английский ученый Максвелл. Он показал, что электрические и
магнитные поля существуют вместе. Но, оказывается, они могут
существовать совершенно изолированно от какого-либо вещества.
Вспомните, звуковые волны могут быть только там, где есть среда.
Механические волны могут существовать только там, где есть вещество,
т.е. колебания, которые происходят с частицами, могут передаваться там,
где есть частицы, способные передавать это возмущение. Что
касается электромагнитного поля, то оно может существовать даже там,
где этого вещества нет, где нет никаких частиц.

5. Итак, электромагнитное поле существует в вакууме, значит, если мы создадим определенные условия и сможем создать общее

Итак, электромагнитное поле существует в
вакууме, значит, если мы создадим
определенные условия и сможем создать
общее электромагнитное возмущение в
пространстве, то это возмущение может
распространяться по всем направлениям,
именно это и будет электромагнитная волна.

6.  Опыт Герца

Опыт Герца
Первым человеком, которому удалось произвести
излучение электромагнитной волны и прием
электромагнитной волны, был немецкий ученый Г.
Герц. Ему первому удалось создать такую
установку по излучению и приему
электромагнитной волны. Какие же принципы
лежали в основе его эксперимента?

7. Для излучения электромагнитной волны требуется до­ста­точно быстро и ускоренно движущийся электрический заряд. Г. Герц в своих

Для излучения электромагнитной волны требуется достаточно быстро и ускоренно движущийся
электрический заряд. Г. Герц в своих опытах установил:
чтобы получить довольно ощутимую электромагнитную
волну, движущийся электрический заряд должен
осуществлять колебания с высокой частотой, порядка
нескольких десятков тысяч герц. Если такое колебание
происходит, то вокруг этого заряда будет
формироваться переменное электромагнитное поле и
распространяться во все стороны. Это и будет
электромагнитная волна.

8.

9.  Скорость волны. Поперечность волны

Скорость волны. Поперечность
волны
Электромагнитная волна обладает
определенными свойствами. Эти свойства как раз
и были указаны в работе Максвелла. Во-первых,
электромагнитная волна распространяется со
скоростью, которую мы привыкли называть
скорость света. Эта скорость (мы будем ее
называть скорость электромагнитной волны)
составляет 300000 км/с.
Еще один факт: электромагнитная волна –
поперечная.

10.

Если есть источник электромагнитных волн
(это любой колеблющийся с высокой частотой
заряд), то вокруг него формируется
электромагнитное поле
, то, по Максвеллу, вокруг переменного
магнитного поля образуется вихревое
электрическое.

11.

Характеристикой электрического поля является
напряженность электрического поля. Она обозначается
буквой
, это тоже векторная величина, а единицей
измерения напряженности является

12.

С другой стороны, если мы рассмотрим
изменяющееся, вихревое электрическое поле, то
вокруг этого поля формируется вихревое
магнитное с характеристикой магнитной
индукцией
Вы видите, что линии магнитной индукции и линии
силовые электрического поля взаимно
перпендикулярны. Это взаимно перпендикулярное
расположение характеристик магнитного и
электрического полей; напряженности и индукции
магнитного поля говорит нам о том, что электромагнитная волна является поперечной.

13.  Шкала электромагнитных волн

Шкала электромагнитных волн
Необходимо отметить, что все электромагнитные волны сведены в одну
шкалу в зависимости от их частоты.
Каждый из этих диапазонов соответствующим образом
используется в технике. Самые распространенные примеры –
ТВ, радио, мобильная связь.

14.

Характер изменения во времени Е и Н электромагнитной волны
определяется законом изменения тока I и зарядов e, ее
возбуждающих.
Однако ее форма повторяет форму тока только в случае, если
электромагнитные волны распространяются в линейной среде,
электрические и магнитные свойства которой не зависят от Е и Н.
Частота колебаний электрического и магнитного полей в
электромагнитной волне связана с длиной волны соотношением:
l= с/n.
Электромагнитная волна обладает энергией, импульсом, массой, а
если она является эллиптически- и циркулярнополяризованной, то
обладает еще и моментом импульса.
Электромагнитная волна переносит энергию. Средняя величина
энергии плоской поляризованной волны
W> = eeoA2/2Дж/см3.
Энергия волны Ев, протекающая через поверхность S ,
перпендикулярную распространению волны, за время t , равна
Ев = W>cSt.
Величину I =W>c называют интенсивностью.

15.

Источниками низкочастотных колебаний с частотой n - до 103 Гц,
и длиной волны λ порядка 103 - 10-4м, являются генераторы
переменного тока; электромагнитные волны такой длины
применяются в электротехнике. Диапазон радиоволн
простирается от длинных ДВ до ультракоротких УКВ и СВЧ волн.

16. Спасибо за внимание!