Електромагнітні хвилі. Властивості електромагнітних хвиль. Досліди Герца

Прочитати з параграфа 22 стор. 122-123 , записати в зошит і прикріпити фото зошита

1. Утворення електромагнітної хвилі

Електромагнітна хвиля – це поширення в просторі коливань електромагнітного поля.

Електромагнітні хвилі теоретично передбачив британський фізик та математик Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) у 1873 р. Проаналізувавши всі відомі на той час закони електродинаміки, він суто математично дійшов висновку, що в природі мають існувати електромагнітні хвилі

.

Німецький фізик Генріх Рудольф Герц (1857-1894) у 1888 р. продемонстрував випромінювання і прийом електромагнітних хвиль.

Згідно з теорією Максвелла, якщо пропускати по провіднику змінний струм, то навколо провідника періодично змінюватиметься магнітне поле. Змінне магнітне поле створить змінне електричне поле, яке, у свою чергу, створить змінне магнітне, і т. д. Отже, одержимо поширення коливань електромагнітного поля – електромагнітну хвилю. Провідник зі змінним струмом є джерелом електромагнітної хвилі.

За теорією Максвелла, джерелом електромагнітної хвилі може бути будь-яка заряджена частинка, що рухається з прискоренням. Якщо ж частинка нерухома або рухається з незмінною швидкістю, біля неї існує електромагнітне поле, проте електромагнітну хвилю частинка не випромінює.

Прочитати з параграфа 22 стор. 122-123 , записати в зошит і прикріпити фото зошита

2. Фізичні величини, що характеризують електромагнітну хвилю

За теорією Максвела:

• Електромагнітна хвиля – це поперечна хвиля: .$E ⃗⊥B ⃗, E ⃗⊥v ⃗, B ⃗⊥v ⃗$

• Вектори і одночасно сягають максимального значення й одночасно перетворюються на нуль.

  

• 

• Під час переходу з одного середовища в інше швидкість поширення електромагнітної хвилі змінюється, змінюється і довжина хвилі, а от частота залишається незмінною.

• Електромагнітні хвилі, як і механічні, переносять енергію. Енергія електромагнітної хвилі прямо пропорційна її частоті в четвертому степені:$W~\rarr\nu^4$

  Вправа 22(4) Скориставшись рис. 22.2, зазначте на рис. 1 напрямки векторів $\overrightarrow{E},\overrightarrow{B}і\overrightarrow{v}$ електромагнітної хвилі, яких бракує. Підказка: спрямуйте великий палець правої руки за напрямком поширення хвилі (напрямком вектора $\overrightarrow{v}$ ), тоді чотири зігнуті пальці вкажуть напрямок від вектора $\overrightarrow{E}$ до вектора $\overrightarrow{B}$ .

  

3. Досліди Герца з вивчення властивостей електромагнітних хвиль

Багато вчених піддавали сумніву правильність теорії електромагнітного поля Максвелла. 1888 р. Генріх Герц вирішив поставити дослід з метою спростувати теорію Максвелла. Він сконструював випромінювач, який згодом отримав назву вібратор Герца. Коли обидві латунні кульки заряджались до високої різниці потенціалів, між ними проскакувала іскра і в довкілля випромінювалась електромагнітна хвиля (у дослідах Г. Герца частота хвиль сягала 500 МГц).

4 Властивості електромагнітних хвиль і досліди Г. Герца з вивчення цих властивостей:

Вправа 22(2) Заповніть таблицю, вважаючи, що хвилі поширюються у вакуумі

Оформлюємо у вигляді 3-х задач : кожний рядок таблиці - окрема задача за зразком

Вправа 22(3) Під час переходу електромагнітної хвилі з вакууму в середовище довжина хвилі зменшилась у 3 рази. У скільки разів і як змінилась швидкість поширення хвилі?