elettromagnetiche (Tabella che saranno fornite di seguito) è una perturbazione dei campi magnetici ed elettrici sono distribuiti nello spazio.Loro sono diversi tipi.Lo studio si occupa la fisica di questi disturbi.Le onde elettromagnetiche sono prodotte a causa del fatto che il campo elettrico alternato genera campi magnetici, e questo a sua volta genera elettrico.
Storia Ricerca
prima teoria, che può essere considerato la versione più antica delle ipotesi circa onde elettromagnetiche sono almeno ai tempi di Huygens.A quel tempo, la speculazione ha raggiunto espresso sviluppo quantitativo.Huygens nel 1678, l'anno ha prodotto una sorta di teoria del "contorno" - "Trattato sul mondo".Nel 1690 ha anche pubblicato un altro lavoro meraviglioso.E 'stata presentata la teoria qualitativa di riflessione, rifrazione nella forma in cui è oggi rappresentata nei libri di testo scolastici ("onde elettromagnetiche", Grade 9).
Insieme a questo è stata formulata principio di Huygens.Con esso, la possibilità di studiare il moto del fronte d'onda.Questo principio poi trovato il suo sviluppo nelle opere di Fresnel.Principio di Huygens-Fresnel ha un significato speciale nella teoria della diffrazione e la teoria ondulatoria della luce.
Nel 1660-1670 anni dei grandi contributi sperimentali e teorici sono stati fatti nella ricerca Hooke e Newton.Che ha scoperto le onde elettromagnetiche?Quali esperimenti sono stati condotti per dimostrare la loro esistenza?Quali sono i tipi di onde elettromagnetiche?Questo è stato su.
Giustificazione Maxwell
Prima di parlare di che ha scoperto le onde elettromagnetiche, va detto che il primo scienziato che ha predetto la loro esistenza in generale, è diventata Faraday.La sua ipotesi ha messo in avanti nel 1832, l'anno.Costruzione di una teoria in seguito ha studiato Maxwell.Nel 1865, il nono anno ha completato questo lavoro.Di conseguenza, Maxwell rigorosamente formalizzata teoria matematica, giustificare l'esistenza dei fenomeni in esame.Inoltre è stata determinata la velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche coincidono con applica se il valore della velocità della luce.Questo, a sua volta, gli ha permesso di comprovare l'ipotesi che la luce è un tipo di radiazione considerata.La teoria di
Sperimentale osservazione
Maxwell è stato confermato negli esperimenti di Hertz nel 1888.Va detto che il fisico tedesco ha condotto i suoi esperimenti per confutare la teoria, nonostante la sua base matematica.Tuttavia, grazie ai suoi esperimenti Hertz fu il primo a scoprire le onde elettromagnetiche praticamente.Inoltre, nel corso del loro esperimenti, gli scienziati hanno identificato le proprietà e le caratteristiche delle radiazioni.
oscillazioni elettromagnetiche e onde Hertz ricevuti dalla serie di impulsi di eccitazione del rapido fluire nello shaker con una sorgente di alta tensione.Correnti ad alta frequenza possono essere rilevati dal circuito.In cui la frequenza di oscillazione è alto, maggiore è la capacità e l'induttanza.Ma allo stesso alta frequenza non è garanzia di alta portata.Per condurre i loro esperimenti Hertz utilizzato un dispositivo relativamente semplice, che ora si chiama - ". Hertz vibratore"Il dispositivo è un circuito di oscillazione di tipo aperto.Radiazione
Driving Experience Hertz
Registro è stato effettuato tramite il vibratore di ricezione.Questo dispositivo ha la stessa struttura di quella del dispositivo di emissione.Sotto l'influenza dell'onda elettromagnetica campo alternato elettrico nel ricevitore è oscillazioni correnti eccitati.Se questo dispositivo sua frequenza naturale e la frequenza della partita flusso, allora c'è risonanza.Come risultato di perturbazioni nel ricevitore con una ampiezza maggiore verificarsi.Ricercatore li scopre, guardando le scintille tra i conduttori in un piccolo spazio.
Così, Hertz fu il primo a scoprire le onde elettromagnetiche ha dimostrato la loro capacità di riflettere bene sui conduttori.Erano quasi giustificati la formazione di una luce permanente.Inoltre, Hertz determinata velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche nell'aria.Studio
delle caratteristiche delle onde elettromagnetiche si propagano in quasi tutti gli ambienti.Nello spazio che è riempito con un materiale, la radiazione può essere distribuito in molti casi abbastanza bene.Ma un po 'cambiare il loro comportamento.Onde
elettromagnetiche nel vuoto sono determinati senza smorzamento.Essi sono distribuiti ad ogni arbitrariamente grande distanza.Le caratteristiche principali includono polarizzazione delle onde, la frequenza e la durata.Descrizione delle proprietà avviene nell'ambito dell'elettrodinamica.Tuttavia, le caratteristiche di radiazione di alcune regioni dello spettro sono impegnati in settori più specifici della fisica.Questi includono, per esempio, includono ottica.Lo studio
radiazioni dure elettromagnetica di onde corte fine spettrale delle sezione tratta ad alta energia.Tenendo conto delle dinamiche di idee moderne cessato di essere auto-disciplina e combinato con le interazioni deboli in un'unica teoria.Teorie
utilizzati nello studio delle proprietà dei
Oggi, ci sono vari metodi per facilitare la modellazione e studio delle manifestazioni e proprietà delle vibrazioni.Il più fondamentale di provata e considerato una teoria completa di elettrodinamica quantistica.Esso mediante una o altre semplificazioni diventa possibile avere i seguenti metodi, che sono ampiamente utilizzati in vari campi.
Descrizione radiazioni relativamente bassa frequenza nell'ambiente macroscopica avviene mediante elettrodinamica classica.Si basa sulle equazioni di Maxwell.Nell'applicazione, ci sono applicazioni per semplificare.Quando viene utilizzato studi di ottica di ottica.Teoria dell'onda applicabile nei casi in cui una parte del sistema ottico dimensioni vicino alla lunghezza d'onda.Ottica Quantum viene utilizzato quando i processi di scattering sono importanti, l'assorbimento di fotoni.
teoria ottica geometrica - il caso limite in cui è permesso trascurando lunghezza d'onda.Inoltre ci sono alcune sezioni applicate e fondamentali.Questi comprendono, ad esempio, includere l'astrofisica, la biologia della visione e la fotosintesi, la fotochimica.Come sono classificati onde elettromagnetiche?La tabella mostra chiaramente la distribuzione in gruppi, è il seguente.
Classificazione
gamma di frequenza esistente di onde elettromagnetiche.Tra di loro, non ci sono transizioni brusche, a volte si sovrappongono.I confini tra loro sono abbastanza relativo.A causa del fatto che il flusso è distribuito in continuo, la frequenza è solidale con la lunghezza.Ecco i range di onde elettromagnetiche.Nome
| lunghezza frequenza | ||
| Gamma | Meno di 5:00 | più di 6 • 1019 Hz |
| Roentgen | 10 nm- 05:00 | 3 • 1016-6 • 1019 Hz |
| Ultraviolet | 380-10 nm | 7,5 • 1014-3 • 1016 Hz |
| radiazioni visibili 780-380 nm | 429-750 THz | |
| infrarossi | 1 millimetro - 780 nm | 330 GHz-429 THz |
| ultracorti | 10 m - 1 millimetro | 30 MHz a 300 GHz |
| Breve | 100 m - 10 m | 3-30 MHz |
| media | 1 km - 100 m | 300 kHz-3 MHz |
| lungo | 10 km - 1 km | 30-300 kHz |
| Extra lungo | Più di 10 km | almeno 30 kHz |
Ultrashort luce può essere diviso in micrometri (sub-millimetrica), millimetri, centimetri, decimetro, metro.Se la lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica è meno di un metro, quindi la sua chiamata oscillazione super high frequency (SHF).
tipi di onde elettromagnetiche
sopra presentati gamme di onde elettromagnetiche.Quali sono i diversi tipi di flussi?Gruppo radiazioni ionizzanti comprende gamma e raggi X.Va detto che sia in grado di ionizzare atomi e luce ultravioletta, e anche la luce visibile.I confini, che sono di gamma e il flusso di raggi X, definiti molto condizionato.Come un orientamento generale adottato oltre 20 eV - 0,1 MeV.Gamma scorre in senso stretto emessa kernel, X - guscio e-atomica durante l'espulsione dalle orbite basse di elettroni.Tuttavia, questa classificazione non si applica alle radiazioni dure generato senza nuclei e atomi.
flusso di raggi X generati durante la decelerazione di particelle cariche veloci (protoni, elettroni, e altri) e come risultato di processi che avvengono all'interno dei gusci di elettroni atomici.Oscillazioni gamma sono il risultato di processi all'interno nuclei di atomi e particelle elementari nella conversione.Flux Radio
causa della grande considerazione lunghezze di queste onde possono essere effettuate senza tener conto della struttura atomistica del mezzo.Come eccezione sporga solo molto brevi flussi sono adiacenti alla infrarossi.Nelle proprietà radio dei oscillazioni quantistiche apparire piuttosto debole.Tuttavia, essi dovrebbero essere considerati, per esempio, nell'analisi delle norme molecolari di frequenza e di tempo durante l'apparecchio di raffreddamento ad una temperatura di alcuni gradi Kelvin.
proprietà quantistiche sono presi in considerazione nella descrizione di oscillatori e amplificatori nelle gamme millimetri e centimetri.Si formò nella radio durante la guida conduttori AC per la frequenza corrispondente.Un'onda elettromagnetica passa nello spazio eccita una corrente alternata, corrispondente ad esso.Questa proprietà viene utilizzata nella progettazione di antenne in radio.
Visibile scorre
raggi ultravioletti e infrarossi è visibile in senso ampio cosiddetta parte ottica dello spettro.Isolamento della zona è dovuta non solo alla vicinanza delle rispettive zone, e dispositivi simili utilizzati nella ricerca e sviluppate principalmente nello studio della luce visibile.Questi includono, in particolare, gli specchi e lenti per focalizzare la radiazione, reticoli di diffrazione, prismi e altro.Frequenze
di onde ottiche sono paragonabili a quelli di molecole e atomi, e la lunghezza di loro - con le distanze intermolecolari e dimensioni molecolari.Quindi essenziale in questo campo sono fenomeni che sono causati dalla struttura atomica della sostanza.Per lo stesso motivo, la luce con l'onda possiede proprietà quantistiche.
emergere di flusso ottico
fonte più famosa è il sole.La superficie della stella (fotosfera) presenta una temperatura di 6000 ° Kelvin emette luce bianca.Il valore più alto dello spettro continuo si trova nella zona "verde" - 550 nm.C'è una sensibilità massima visivo.Le fluttuazioni del campo ottico si verificano corpi quando riscaldati.Flussi infrarossi quindi indicato anche come calore.
forte riscalda il corpo, maggiore è la frequenza, che è il campo massimo.A un certo aumento della temperatura osservate incandescenza (bagliore nel campo del visibile).In questo caso, prima rosso, poi giallo e più.Creazione e registrazione di flusso ottico possono verificarsi in reazioni chimiche e biologiche, uno dei quali è utilizzato in fotografia.Per la maggior parte delle creature viventi sulla terra come fonte di energia esegue la fotosintesi.Questa reazione avviene biologica in piante esposte radiazione solare ottico.
Caratteristiche onde elettromagnetiche
proprietà del mezzo e una fonte di influenza sulle caratteristiche di flusso.Così montato, in particolare la dipendenza temporale dei campi, che identifica il tipo di flusso.Ad esempio, quando la distanza dal vibratore (crescente) il raggio di curvatura diventa maggiore.Il risultato è un'onda elettromagnetica aereo.L'interazione con la materia si verifica anche in modi diversi.Il flusso di assorbimento e di emissione di solito può essere descritto utilizzando rapporti elettrodinamici classici.Per onde del campo ottico e raggi più hard dovrebbe tener conto della loro natura quantistica.
fonte torrente
Nonostante le differenze fisiche, in tutto il mondo - in sostanze radioattive, trasmettitori televisivi, una lampadina a incandescenza - Le onde elettromagnetiche eccitate dalle cariche elettriche che si muovono con accelerazione.Ci sono due tipi fondamentali di fonti: macroscopici e microscopici.Dapprima vi è una transizione brusca di particelle cariche da uno ad un altro livello all'interno delle molecole o atomi.Fonti
microscopiche emettono raggi X, raggi gamma, raggi ultravioletti, raggi infrarossi, visibile, e in alcuni casi, radiazione ad onda lunga.Come esempio di quest'ultimo è la linea dello spettro dell'idrogeno, che corrisponde ad un'onda di 21 cm. Questo fenomeno è particolarmente importante in astronomia.Fonti
tipo macroscopico sono radiatori in cui gli elettroni liberi di conduttori fanno oscillazioni sincrone periodici.In sistemi di questa categoria sono generati flussi dal millimetro a più lunga (in linee elettriche).Struttura
e flussi di elettricità
cariche elettriche in movimento con accelerazioni e periodicamente mutevoli correnti influenzano l'un l'altro con certe forze.La direzione e la grandezza dipendono da fattori quali le dimensioni e la configurazione del campo, che contiene i correnti e cariche, la loro grandezza relativa e direzione.L'influenza notevole e caratteristiche elettriche del vostro ambiente, così come i cambiamenti nella concentrazione di carica e fonte di distribuzione di corrente.
causa della complessità dello stato generale del problema di presentare la legge della forza in un'unica formula non può.La struttura, detta campo elettromagnetico e considerato, se necessario, come oggetto matematico, determinato dalla distribuzione di cariche e correnti.Esso, a sua volta, crea una determinata sorgente, tenendo conto delle condizioni al contorno.Condizioni determinate dalla forma e le caratteristiche della zona di interazione del materiale.Se viene effettuata sulla spazio infinito, integrate dalle suddette circostanze.Come speciale condizione supplementare in questi casi agisce come condizione di radiazione.Attraverso di essa garantito il comportamento "giusto" del campo all'infinito.Studio
Cronologia
teoria corpuscolo-cinetica Università in alcune delle loro posizioni anticipando alcuni postulati della teoria di campo elettromagnetico, "revolving" (rotazione) moto delle particelle, "zyblyuschayasya" (onda) teoria della luce, la sua comunanza con la natura di elettricità e così via. D.flussi di raggi infrarossi sono stati scoperti nel 1800 da Herschel (scienziato britannico), e nel prossimo, 1801 m, Ritter descritti ultravioletta.Radiazioni più breve di raggi ultravioletti, gamma Roentgen è stato inaugurato nel 1895, l'anno l'8 novembre.Successivamente, divenne noto come la radiografia.
onde elettromagnetiche è stato studiato da molti scienziati.Tuttavia, i primi a esplorare le possibilità di flussi, la loro portata è diventato Narkevitch-Iodko (figura scientifica bielorusso).Ha studiato le proprietà del flusso in relazione alla pratica della medicina.Le radiazioni gamma è stato scoperto da Paul Villard nel 1900.Contemporaneamente Planck tenuto studi teorici delle proprietà di un corpo nero.Durante lo studio sono stati processo quantistico aperto.Il suo lavoro è stato l'inizio dello sviluppo della fisica quantistica.Successivamente è stato pubblicato diverse opere di Einstein e Planck.La loro ricerca ha portato alla formazione di una cosa come un fotone.Questo, a sua volta, ha segnato l'inizio della creazione della teoria dei quanti di correnti elettromagnetiche.Il suo sviluppo ha proseguito nelle opere dei più importanti personalità scientifiche del ventesimo secolo.
ulteriori ricerche e lavoro sulla teoria quantistica della radiazione elettromagnetica e la sua interazione con la materia alla fine ha portato alla formazione di elettrodinamica quantistica nella forma in cui esiste oggi.Tra gli eminenti scienziati che hanno studiato il problema, dobbiamo menzionare, oltre ad Einstein e Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.
Conclusione valore
della fisica nel mondo moderno è abbastanza grande.Quasi tutto ciò che viene utilizzato oggi nella vita umana, è apparso grazie all'utilizzo pratico di ricerca di grandi scienziati.
