BildningVetenskap

Som upptäckte elektromagnetiska vågor? Elektromagnetiska vågor - bord. Typer av elektromagnetiska vågor

Elektromagnetiska vågor (tabell som kommer att ges nedan) representerar störningen av de magnetiska och elektriska fälten är fördelade i rymden. Dem finns det flera typer. Studiet av dessa störningar är engagerad i fysik. Elektromagnetiska vågorna genereras på grund av det faktum att den elektriska växel magnetfältet genererar, och detta i sin tur genererar elektrisk.

historisk forskning

Den första teorin, som kan anses vara de äldsta varianter av elektromagnetiska vågor med hypoteser, är åtminstone i tider av Huygens. Vid den tiden nådde spekulationer kvantifierade utveckling. Huygens 1678 producerade år ett slags "utkast" teori - "Treatise på världen". I 1690 publicerade han också en annan utmärkt arbete. Det har sagts den kvalitativa teorin om reflexion, refraktion i den form som det är idag representerat i skolböcker ( "Elektromagnetiska vågor", klass 9).

Tillsammans med detta har formulerats Huygens princip. Med blev det möjligt att studera rörelse vågfronten. Denna princip senare funnit sin utveckling i verk av Fresnel. Huygens princip hade speciell betydelse i teorin om diffraktion och den våg teorin om ljuset.

Under 1660-1670 år av den stora mängden av experimentella och teoretiska bidrag gjordes i studien Hooke och Newton. Som upptäckte elektromagnetiska vågor? Vem experiment genomfördes för att bevisa sin existens? Vilka är de olika typerna av elektromagnetiska vågor? Om detta senare.

motivering Maxwell

Innan vi talar om som upptäckte elektromagnetiska vågor, måste det sägas att den första forskare som förutspådde deras existens i allmänhet har blivit Faraday. Hans hypotes han lade fram 1832, året. Bygg teori senare engagerade i Maxwell. Genom 1865, har det nionde året avslutade jobbet. Som ett resultat, Maxwell strikt formaliserat matematisk teori, motiverar existensen av de fenomen som övervägs. Han har också bestämts utbredningshastigheten för elektromagnetiska vågor, sammanfaller med värdet gäller då ljusets hastighet. Detta i sin tur tillät honom att styrka hypotesen att ljus är en typ av strålning beaktas.

experimentell upptäckt

Maxwells teori bekräftades i experimenten i Hertz 1888. Det bör sägas att den tyska fysikern genomfört sina experiment att vederlägga teorin, trots sin matematiska grund. Men tack vare sina experiment Hertz var den första som upptäckte elektromagnetiska vågor i praktiken. Dessutom under sina experiment har forskare identifierat egenskaper och kännetecken av strålning.

Elektromagnetiska vågor Hertz mottagits på grund av den excitationspuls serie av snabbt flöde i vibratorn med hjälp av högspänningskälla. Högfrekvensströmmar kan detekteras av kretsen. Svängningsfrekvens vid samma kommer att vara högre, desto högre kapacitans och induktans. Men denna höga frekvens är ingen garanti högt flöde. Att genomföra sina experiment, används Hertz en ganska enkel anordning, som nu kallas - "dipolantenn". Anordningen är en svängningskrets av öppen typ.

Körupplevelse Hertz

Registrera strålning genomfördes med hjälp av den mottagande vibrator. Denna anordning hade samma struktur som den för den utsändande anordningen. Under påverkan av elektromagnetisk våg elektriska växelfält excitation strömfluktuationer inträffade i den mottagande enheten. Om i denna anordning sin naturliga frekvens och frekvens av flussmedel sammanfaller, resonansen uppträder. Som ett resultat, uppträdde störning i en mottagningsapparat med en större amplitud. Forskare upptäcker dem, titta på gnistor mellan ledarna i en liten lucka.

Således var Hertz den första som upptäckte elektromagnetiska vågor, bevisat sin förmåga att reflektera väl på ledarna. De var nästan motiverade bildandet av en stående ljus. Dessutom, Hertz bestäms utbredningshastigheten för elektromagnetiska vågor i luft.

Studiet av de egenskaper hos

Elektromagnetiska vågor utbreder sig i nästan alla miljöer. Inom loppet, som är fylld med en substans av strålning kan i vissa fall delas ut tillräckligt bra. Men de något ändra sitt beteende.

Elektromagnetiska vågor i vakuum bestämmas utan dämpning. De distribueras till någon godtyckligt stort avstånd. Primäregenskaperna inkluderar polariserings vågor, frekvens och längd. Beskrivning av fastigheterna genomförs inom ramen för elektro. Men egenskaperna hos vissa delar av spektrumet strålning engagerad i mer specifika områden i fysik. Hit hör till exempel kan inkludera optik.

Studera hårt elektromagnetisk strålning av kortvågiga spektrala änden av avsnitt behandlar hög energi. Med tanke på dynamiken i moderna idéer upphör att vara självdisciplin och i kombination med svaga interaktioner i en enda teori.

Teori tillämpas i studera egenskaperna

Idag finns det olika metoder för att underlätta modellering och att studera egenskaperna hos displayer och vibrationer. Den mest grundläggande av beprövade och fullständig teori om kvantelektro beaktas. Därifrån genom en eller de andra förenklingar blir möjligt att erhålla följande metoder, som ofta används inom olika områden.

Beskrivning med avseende på lågfrekvent strålning i den makroskopiska miljön utförs med hjälp av klassiska elektrodynamik. Den bygger på Maxwells ekvationer. I ansökan finns program för att förenkla. När man studerar de optiska optik används. Den våg teorin tillämpas i fall där vissa delar av det optiska systemet i storlek nära våglängden. Quantum optik används när betydande spridningsprocesser är, absorption av fotoner.

Geometrisk optisk teori - den begränsande fall där våglängden av försummelse tillåtet. Det finns också flera tillämpade och grundläggande sektioner. Hit hör till exempel inkludera astrofysik, biologi vision och fotosyntes, fotokemi. Hur klassificeras elektromagnetiska vågor? Tabellen visar tydligt fördelningen för gruppen visas nedan.

klassificering

Det finns frekvensområden av elektromagnetiska vågor. Mellan dem finns det ingen abrupta övergångar, ibland överlappar varandra. Gränserna mellan dem är ganska relativ. Grund av det faktum att flödet fördelas kontinuerligt, är frekvensen fast förbunden med längden. Nedan är intervallen av elektromagnetiska vågor.

namn längd frekvens
gamma Mindre än 17:00 över 6 • 1019 Hz
Röntgen 10 nm - 5:00 3 • 1016-6 • 1019 Hz
ultraviolett 380-10 nm • 7,5 • 1016 Hz 1014-3
synlig strålning Från 780 till 380 nm 429-750 THz
infraröd strålning 1 mm - 780 nm 330 GHz, 429 THz
ultra 10 m - 1 mm 30 MHz-300 GHz
kort 100 m - 10 m 3-30 MHz
genomsnitt 1 km - 100 m 300 kHz-3 MHz
lång 10 km - 1 km 30-300 kHz
Extra lång Mer än 10 km Mindre än 30 kHz

Ultra ljus kan delas in i mikrometer (sub-millimeter), millimeter, centimeter, decimeter, meter. Om våglängden för elektromagnetisk strålning med mindre än en meter, sedan dess kallas oscillation med mycket hög frekvens (SHF).

Typer av elektromagnetiska vågor

Ovan varierar av elektromagnetiska vågor. Vilka är de olika typer av flöden? Gruppen av joniserande strålning inkluderar gamma- och röntgenstrålning. Det bör sägas att har förmåga att jonisera atomer och ultraviolett ljus, och även synligt ljus. Marginalerna som är gamma- och röntgenflödet, definieras mycket villkorat. Som en allmän orientering accepterade gränser 20 eV - 0,1 MeV. Gamma-strömmar i snäv bemärkelse som avges av kärnan, X - e-atomSkal under utsprutning från de lågt liggande banor elektroner. Men denna klassificering inte för hård strålning som alstras utan kärnor och atomer.

Röntgen flöde som alstras vid sänkning av hastigheten snabbt laddade partiklar (protoner, elektroner, och andra) och därför är de processer som sker inuti de atomära elektronskal. Gamma svängningar uppstå som ett resultat av processer inom atomkärnor och omvandlingen av elementarpartiklar.

radio strömmar

På grund av de stora värden på längderna av behandlingen av dessa vågor kan utföras utan att ta hänsyn till den atomistiskt strukturen av mediet. Som ett undantag från betjänar endast de korta strömmar som är intill det infraröda området. I radiokvantegenskaperna oscillationer förekommer ganska svag. Icke desto mindre, de behöver tänka på, till exempel, när man analyserar den molekylära standarden av tid och frekvens under kylningen apparaten till en temperatur på några grader Kelvin.

Kvantmekaniska egenskaper beaktas i beskrivningen av oscillatorer och förstärkare i millimeter och centimeter spänner. Radio slits är utformad under förflyttningen av AC ledare lämplig frekvens. En passerande elektromagnetiska vågor i rymden exciterar en växelström, som motsvarar den. Denna egenskap används i utformningen av antenner i radion.

synliga flöden

Ultraviolett och infraröd strålning är synligt i den breda bemärkelse så kallade optiska spektralområdet. Markera det här området beror inte bara närhet av respektive områden, men liknar de enheter som används i studien och utvecklas främst i studiet av synligt ljus. Dessa inkluderar, i synnerhet, de speglar och linser för fokusering av strålningen, diffraktionsgitter, prismor och andra.

Frekvens optiska vågor är jämförbara med de av molekylerna och atomerna, och deras längd - med intermolekylära avstånden och molekylära dimensioner. Därför viktigt inom detta område är fenomen som orsakas av den atomära strukturen av ämnet. Av samma skäl, ljus med våg och har en kvantmekaniska egenskaper.

Uppkomsten av optiska flöden

Den mest kända källan är solen. Stjärna yta (photosphere) har en temperatur på 6000 ° Kelvin, och avger starkt vitt ljus. Det högsta värdet av kontinuerligt spektrum ligger i den "gröna" zonen - 550 nm. Det finns också en maximal visuell känslighet. Fluktuationer i det optiska intervallet uppstår när uppvärmda organ. Infraröd flöden därför även kallad värme.

Ju starkare värmekroppen sker, ju högre frekvens, där spektrumet är maximal. incandescence observerades vid en viss temperatur höjs (glöd i det synliga området). När det först verkar rött, sedan gult och då. Etablering och registrering av optiska flödes kan ske i biologiska och kemiska reaktioner, av vilka en används i fotot. För de flesta varelser som lever på jorden som energikälla utför fotosyntes. Denna biologiska reaktionen sker i växterna under inverkan av den optiska solstrålning.

Dragen av elektromagnetiska vågor

Egenskaperna hos mediet och källan påverkar flödesegenskaperna. Så monterad, i synnerhet tidsberoendet av fältet, som specificerar den typ flödet. Till exempel, när avståndet från vibratom (ökande) krökningsradien blir större. Resultatet är ett plan elektromagnetisk våg. Interaktion med materialet sker som annorlunda. Absorptions- och emissionsprocesser flussmedel kan generellt beskrivas genom användning av klassiska elektrodynamiska förhållanden. För vågor av optisk räckvidd och mer hård strålar bör tas hänsyn till deras kvant karaktär.

källor strömmar

Trots de fysiska skillnader, överallt - i ett radioaktivt ämne, en tv-sändare, glödlampan - elektromagnetiska vågor exciteras av elektriska laddningar som rör sig med acceleration. Det finns två huvudtyper av källor: mikroskopiska och makroskopiska. Det första inträffar abrupt övergång av de laddade partiklarna från en till en annan nivå inom de molekyler eller atomer.

Mikroskopiska källor emitterar röntgen-, gamma-, ultraviolett, infraröd, synligt, och i vissa fall, långvågig strålning. Som ett exempel på det senare är väte spektrallinjen som motsvarar en våg av 21 cm. Är särskilt viktigt i radioastronomi Detta fenomen.

Källor makroskopisk typ representerar emittrar i vilka fria elektroner ledarna är gjorda synkron periodisk oscillation. I system av denna kategori genereras flöden från millimeter till den längsta (i kraftledningar).

Strukturen och styrkan av flöden

En elektrisk laddning flyttar med acceleration och förändras periodvis strömmar påverkar varandra med vissa krafter. Deras storlek och riktning är beroende av sådana faktorer som storlek och konfiguration av fältet, som innehåller strömmarna och avgifter, deras storleks- och relativ riktning. Grad påverkas av de elektriska egenskaperna och det speciella mediet såväl som förändringar i laddningskoncentration och distribution av källströmmar.

På grund av komplexiteten av den totala problemformuleringen att införa lagen om våld i form av en enda formel kan inte. En struktur som kallas ett elektromagnetiskt fält och anser detta vara nödvändigt som en matematisk ändamål, bestäms av fördelningen av laddningar och strömmar. Det i sin tur skapar en given källa, med hänsyn till randvillkor. Termer som definieras interaktionsformen zoner och egenskaperna hos materialet. Om det utförs på en obegränsad utrymme dessa omständigheter kompletteras. Som en särskild ytterligare villkor i sådana fall är strålningen skick. På grund av att det garanteras av "rätt" beteende på fältet vid oändligheten.

Kronologi av studien

Korpuskulära-kinetiska Lomonosov teori i några av deras positioner förutse vissa grundsatser av det elektromagnetiska fältteorin .. "Lobe" (roterande) rörelse av partiklar, "zyblyuschayasya" (våg) teorin om ljuset, hennes gemenskap med naturen hos elektricitet, etc. Infraröd flöden detekterades i 1800 av Herschel (brittisk vetenskapsman), och i nästa, 1801 m, var Ritter beskrivits ultraviolett. Strålning kortare än ultraviolett var område öppnades Roentgen 1895 år, den 8 november. Därefter blev det känt som X-ray.

Inverkan av elektromagnetiska vågor har studerats av många forskare. Men den första att undersöka möjligheterna av strömmar, har deras omfattning blivit Narkevitch-Iodko (vitryska vetenskaplig figur). Han studerade egenskaperna hos flödena i samband med utövandet av medicin. Gammastrålning upptäcktes av Paul Villard 1900. Under samma period Planck genomfört teoretiska studier av egenskaperna hos en svart kropp. Under studien de var öppna kvantprocess. Hans arbete var början på utvecklingen av kvantfysik. Därefter var flera Planck och Einstein publiceras. Deras forskning har lett till bildandet av en sådan sak som en foton. Detta i sin tur markerade början av skapandet av kvantmekaniska teorin för elektromagnetisk flödet. Dess utveckling fortsatte i verk av de ledande vetenskapliga siffror av det tjugonde århundradet.

Ytterligare forskning och arbeta på den kvantmekaniska teorin för elektromagnetisk strålning och dess växelverkan med materia har ledde så småningom till bildandet av kvantelektrodynamik i den form som den ser ut idag. Bland de framstående forskare som studerat denna fråga, bör vi nämna, förutom Einstein och Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

slutsats

Värdet i den moderna fysikens värld är tillräckligt stor. Nästan allt som används i dag i människans liv, verkade tack vare den praktiska användningen av forskning av stora vetenskapsmän. Upptäckten av elektromagnetiska vågor och deras studie, framför allt lett till utvecklingen av konventionella och senare mobiltelefoner, radiosändare. Av särskild betydelse praktiska tillämpningen av en sådan teoretisk kunskap inom medicin, industri och teknik.

Detta beror på den utbredda användningen av kvantitativa vetenskap. Alla fysiska experiment baserade på mätning, som jämförelse av egenskaperna hos de fenomen studeras med befintliga standarder. Det är för detta ändamål inom disciplin utvecklat komplexa instrument och enheter mätningen. Flera mönster är gemensam för alla befintliga materialsystem. Till exempel lagar bevarande av energi anses vanliga fysiska lagar.

Science som helhet kallas i många fall grundläggande. Detta beror främst på det faktum att andra discipliner ger beskrivningar som i sin tur lyder fysikens lagar. Sålunda, i kemi studerade atomer, ett ämne som härrör från dem, och transformations. Men kemiska egenskaper av kroppen bestäms av de fysikaliska egenskaperna hos molekyler och atomer. Dessa egenskaper beskriva sådana delar av fysik, som elektromagnetism, termodynamik och andra.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 sv.unansea.com. Theme powered by WordPress.