Který objevil elektromagnetické vlny? Elektromagnetické vlnění - stolní. Typy elektromagnetických vln

Elektromagnetické vlny (tabulka, které budou uvedeny níže) představují vyrušování magnetického a elektrického pole jsou distribuovány v prostoru. Ně existuje několik typů. Studie těchto poruch se zabývá fyziky. Elektromagnetické vlny jsou generovány vzhledem k tomu, že elektrické střídavé magnetické pole vytváří, a to zase generuje elektrický.

výzkum historie

První teorie, která může být považována za nejstarší varianty elektromagnetických vln o hypotézy, jsou alespoň v době Huygens. V té době, spekulace dosáhla kvantifikuje vývoj. Huygens v roce 1678, tedy v roce vytvořil jakýsi „osnovy“ teorie - „Pojednání o světě“. V roce 1690 on také publikoval další vynikající práci. Bylo řečeno, kvalitativní teorii odrazu, lom v podobě, v jaké je dnes zastoupen ve školních učebnicích ( „Elektromagnetické vlnění“, stupeň 9).

Spolu s tím byl formulován Huygensova principu. S ním bylo možné studovat pohyb čela vlny. Tento princip později našel jeho vývoj v pracích Fresnel. Huygensův-Fresnelův princip měl zvláštní význam v teorii difrakce a vlnové teorie světla.

V roce 1660-1670 letech velkého množství experimentálních a teoretických příspěvků byly provedeny studie Hookeův a Newton. Který objevil elektromagnetické vlny? Koho pokusy byly prováděny za účelem prokázání jejich existenci? Jaké jsou různé typy elektromagnetických vln? O tom později.

Odůvodnění Maxwell

Předtím, než budeme mluvit o tom, kdo objevil elektromagnetické vlny, je třeba říci, že první vědec, který předpověděl svou existenci obecně stala Faraday. Jeho hypotéza, že předložila v roce 1832, rok. Teorie konstrukce následně zabývá Maxwell. 1865, devátý rok dokončila práci. Výsledkem je, že Maxwell přísně formalizované matematické teorie, která by odůvodnila existenci jevů, které přicházejí v úvahu. On také byl stanoven rychlost šíření elektromagnetických vln, shodovat s hodnotou pak použije rychlost světla. To na oplátku mu umožnila doložit hypotézu, že světlo je druh záření v úvahu.

experimentální zjišťování

Maxwellova teorie byla potvrzena v experimentech Hertz v roce 1888. Je třeba říci, že německý fyzik prováděl své pokusy vyvrátit teorii, přes jeho matematického základu. Nicméně, díky jeho experimenty Hertz byl první, kdo objevil elektromagnetické vlny v praxi. Kromě toho, v průběhu jejich experimentů, vědci identifikovali vlastnosti a charakteristiky záření.

Elektromagnetické vlny Hertz dostal v důsledku excitačního pulzu série rychle proudit vibrátoru pomocí zdroje vysokého napětí. Vysokofrekvenční proudy mohou být detekovány obvodu. Frekvence kmitů zároveň bude tím vyšší, čím vyšší je kapacita a indukčnost. Ale tato vysoká frekvence není žádná záruka, vysoký průtok. Pro provádění svých experimentů, Hertz používal poměrně jednoduché zařízení, které se nyní nazývá - „dipól“. Zařízení je oscilačního obvodu otevřeného typu.

Zážitek z jízdy Hertz

Registrace záření bylo provedeno pomocí přijímající vibrátoru. Tento přístroj měl stejnou strukturu jako emitujícího zařízení. Pod vlivem elektromagnetické vlny střídavého elektrického pole budicí proud výkyvům došlo v přijímacím zařízení. Pokud se v tomto zařízení jeho vlastní frekvence a frekvence shodují toku, rezonanční objevit. V důsledku toho, poruchy došlo v přijímacího zařízení s větší amplitudou. Výzkumník zjišťuje jejich sledoval jiskry mezi vodiči v malé mezery.

To znamená, Hertz byl první, kdo objevil elektromagnetické vlny, prokázaly svou schopnost dobře uvažovat o vodičů. Byly skoro odůvodnit vznik trvalého světla. Navíc Hertz určuje rychlost šíření elektromagnetických vln ve vzduchu.

Studium charakteristik

Elektromagnetické vlny šíří téměř ve všech prostředích. V prostoru, který je naplněn látkou záření může v některých případech být distribuovány dostatečně dobře. Ale lehce změnit své chování.

Elektromagnetické vlny ve vakuu stanovit bez útlumu. Jsou distribuovány do jakékoliv libovolně velké vzdálenosti. Hlavní vlastnosti zahrnují polarizace vlny, frekvence a délky. Popis vlastností se provádí v rámci elektrodynamiky. Avšak vlastnosti záření některých oblastech spektra jsou zapojeny do více specifických oblastech fyziky. Ty zahrnují, například, mohou zahrnovat optiku.

Pilně studovat elektromagnetické záření krátkovlnné spektrální konci zabývá vysokou energií sekci. Vzhledem k tomu, že dynamika moderních myšlenek přestává být self-disciplína a v kombinaci s slabých interakcí v jediné teorie.

Teorii aplikovat při studiu vlastností

V současné době existují různé metody pro usnadnění modelování a studium vlastností displeje a vibrací. je považován za nejzákladnější prokázanou a kompletní teorie kvantové elektrodynamiky. Z toho jedním nebo další zjednodušení bude možné získat následujícími způsoby, které jsou široce používány v různých oblastech.

Popis s ohledem na nízkofrekvenční záření v makroskopické prostředí se provádí pomocí klasické elektrodynamiky. Je založen na Maxwellovy rovnice. V aplikaci, existují aplikace, aby zjednodušily. Při studiu optických optiku použita. Teorie vlna se používá v případech, kdy některé části optického systému o velikosti v těsné blízkosti vlnové délky. Kvantová optika se používá, když podstatné rozptyl procesy, absorpci fotonů.

Geometrická optické teorie - mezní případ, ve kterém je vlnová délka zanedbání povoleno. Existuje také několik aplikovaných a základních sekcí. Ty zahrnují, například, zahrnovat astrofyzika, biologie vidění a fotosyntéze, fotochemii. Jak se klasifikují elektromagnetické vlny? Tabulka jasně ukazuje, že distribuce pro skupiny jsou uvedeny níže.

klasifikace

Existuje frekvenční rozsahy elektromagnetických vln. Mezi nimi neexistuje žádná náhlé přechody, někdy překrývají. Hranice mezi nimi jsou spíše relativní. Vzhledem k tomu, že tok je distribuován kontinuálně, frekvence je pevně spojen s délkou. Níže jsou uvedeny rozsahy elektromagnetických vln.

Ultrakrátkých světlo lze rozdělit do mikrometru (sub-milimetr), milimetr, centimetr, decimetr, metr. Pokud se při vlnové délce elektromagnetického záření menší než jeden metr, pak jeho názvem kmitání super vysoké frekvence (SHF).

Typy elektromagnetických vln

Výše, se pohybuje v rozmezí elektromagnetických vln. Jaké jsou různé typy toků? Skupina ionizujícího záření zahrnují gama a rentgenové paprsky. Je třeba říci, že je schopen pro ionizaci atomů a ultrafialového světla, a dokonce i viditelné světlo. Okraje, které jsou gama a X-ray tok, je definován velmi podmíněné. Jako obecné orientace uznávané mezní 20 eV - 0,1 MeV. Gama-teče v úzkém smyslu emitovaného jádra, X - e-atomového obalu během vyhazování z orbity nízko položených elektronů. Nicméně, toto rozdělení se nevztahuje na pevný záření generovaného bez jader a atomů.

X-ray tok vznikající při zpomalování rychle nabité částice (protony, elektrony, a další), a proto jsou procesy, které se vyskytují v atomových elektronové vrstvy. Gama oscilace dochází v důsledku procesů v atomových jader a konverzi elementárních částic.

rozhlasové proudy

Vzhledem k velké hodnoty délek zohlednění těchto vln se může provést, aniž by s ohledem na atomistický strukturu média. Jako výjimka sloužit pouze krátké proudy, které jsou v těsné blízkosti oblasti infračerveného záření. Ve vlastnostech radio kvantové oscilace se vyskytují poměrně slabá. Nicméně, je třeba vzít v úvahu, například při analýze molekulární standard času a kmitočtu v průběhu chladícího zařízení na teplotu o několik stupňů Kelvina.

Kvantové vlastnosti jsou brány v úvahu při popisu oscilátorů a zesilovačů v milimetrových a centimetrové rozsahy. Radio slot vzniká při pohybu střídavých vodičů vhodné frekvence. Potkávacím elektromagnetické vlny v prostoru vybudí střídavý proud, odpovídající k němu. Tato vlastnost se používá při návrhu antén v rádiu.

viditelné proudy

Ultrafialové a infračervené záření je vidět v širším slova smyslu tak zvané optické spektrální oblast. Zvýraznit tento prostor je způsobeno nejen blízkost jednotlivých oblastí, ale jsou podobné zařízení používaná v této studii a vyvinuté hlavně ve studiu viditelného světla. Patří mezi ně, zejména zrcadla a čočky pro zaostřování záření, difrakční mřížky, hranoly a další.

Frekvenční optické vlny jsou srovnatelné s molekulami a atomy, a jejich délka - s mezimolekulárních vzdáleností a molekulárních rozměrů. Proto je nezbytné, v této oblasti jsou jevy, které jsou způsobeny na atomové struktury látky. Ze stejného důvodu, světlo s vlnou a má kvantové vlastnosti.

Vznik optických toků

Nejznámějším zdrojem je Slunce. Hvězda povrch (Fotosféra) má teplotu 6000 ° Kelvina, a produkují jasné bílé světlo. Nejvyšší hodnota spojitým spektrem se nachází v „zelené“ zóny - 550 nm. K dispozici je také maximální vizuální citlivost. Výkyvy v optické oblasti dochází při zahřívání těla. Infračervené toky jsou proto také označován jako teplo.

Čím silnější je topné těleso probíhá, tím vyšší je frekvence, kde je spektrum je maximální. žhnutí pozorována při určité teplotě se zvýší (světlo ve viditelné oblasti). Když se na první pohled zdá červená, pak žluté a následně. Vznik a registrace optického toku může dojít v biologických a chemických reakcí, z nichž jeden se používá na fotografii. U většiny tvorové žijí na Zemi jako zdroj energie provádí fotosyntézu. Tato biologická reakce probíhá v rostlinách pod vlivem optického slunečního záření.

Vlastnosti elektromagnetických vln

Tyto vlastnosti média a zdrojem ovlivňují tokové vlastnosti. Takže montáž, zejména časová závislost na pole, které udává typ toku. Například, pokud je vzdálenost mezi vibrátoru (zvýšení) je poloměr zakřivení se stává větší. Výsledkem je rovinná elektromagnetická vlna. Interakce s materiálem, se vyskytuje ve formě různě. Absorpční a emisní procesy toky mohou být obecně popsány pomocí klasické elektrodynamické poměrů. Pro vlny rozsahu optického a další tvrdé záření by měly být brány v úvahu jejich kvantový charakter.

zdroje proudy

Navzdory fyzické rozdíly, všude - radioaktivní látky, televizního vysílače, explodovat - elektromagnetické vlny jsou excitované elektrických nábojů, které se pohybují se zrychlením. Existují dva hlavní typy zdrojů: mikroskopické a makroskopické. První nastane náhlý přechod z nabitých částic z jedné na druhou úroveň uvnitř molekul nebo atomů.

Mikroskopické zdroje emitují rentgen, gama, ultrafialové, infračervené, viditelné, a v některých případech, dlouhovlnné záření. Jako příklad je tento spektrální čáru vodíku, která odpovídá vlně 21 cm. Tento jev je zvláště důležité v rádiovém astronomii.

Zdroje makroskopické typu představují zářiče, ve které jsou volné elektrony vodiče vyrobené synchronní periodické kmitání. V systémech této kategorie jsou generovány toků milimetru do nejdelších (ve vedení).

Struktura a síla toků

Elektrický náboj se pohybuje se zrychlením a periodicky mění proudy se vzájemně ovlivňují určité síly. Jejich velikost a směr jsou závislé na takových faktorech, jako je velikost a uspořádání pole, který obsahuje proudy a poplatků, jejich velikost a relativní směr. Podstatně ovlivňován elektrické vlastnosti a konkrétní prostředí, jakož i změny v koncentraci a distribuci zdrojových proudů náboje.

Vzhledem ke složitosti celkového vyznění problémů zavést zákon v platnost v podobě jediného vzorce nemůže. Struktura nazývá elektromagnetické pole, a v případě potřeby považovat za matematický objekt, určí rozdělení nákladů a proudů. To zase vytváří určitý zdroj, při zohlednění okrajových podmínek. Termíny definované interakce forma zóny a vlastnosti materiálu. Pokud je prováděna na neohraničený prostor, tyto okolnosti jsou doplněny. Jako zvláštní dodatečné podmínky v těchto případech je podmínkou záření. Kvůli tomu je zaručeno „správné“ chování pole v nekonečnu.

Chronologie studie

Korpuskulární-kinetická teorie Lomonosov v některé ze svých pozic předvídání některé principy teorie elektromagnetického pole .. „laloku“ (rotační) pohybu částic, „zyblyuschayasya“ (vlna) teorie světla, její společenství s povahou elektrické energie, atd. Infračervené toky byly zjištěny v roce 1800 Herschel (britský vědec), a v dalším, 1801 m, Ritter byl popsán ultrafialové. Záření kratší než ultrafialové záření, rozsah byl otevřen Röntgen v roce 1895 rok, dne 8. listopadu. Následně se stal známý jako X-ray.

Vliv elektromagnetických vln byla studována mnoha vědci. Nicméně, první prozkoumat možnosti potoků, jejich rozsah se stala Narkevitch-Iodko (Běloruská vědecká obrázek). Studoval vlastnosti toků ve vztahu k výkonu lékařské praxe. Gama záření byl objeven Paulem Villard v roce 1900. Ve stejném období Planckova provedeny teoretické studie vlastností černého tělesa. V průběhu studie byly otevřeny kvantový proces. Jeho práce byl začátek vývoje kvantové fyziky. Následně několik Planck a Einstein byl vydáván. Jejich výzkum vedl k vytvoření něčeho takového jako foton. To zase, označený začátek vytvoření kvantové teorie elektromagnetického toku. Jeho vývoj pokračoval v dílech předních vědeckých osobností dvacátého století.

Další výzkum a práce na kvantové teorie elektromagnetického záření a jeho interakce s látkou vede nakonec k vytvoření kvantové elektrodynamiky ve formě, ve které existuje dnes. Mezi vynikajících vědců, kteří studovali tento problém vyřešit, je třeba zmínit, kromě Einstein a Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

závěr

Hodnota v moderním světě fyziky je dostatečně velký. Téměř vše, co je používáno dnes v lidském životě, se objevil díky praktickému využití výzkumu velkých vědců. Objev elektromagnetických vln a jejich studia, zejména vedlo k vývoji běžných a později mobilních telefonů, vysílaček. Obzvláštní význam praktického uplatnění takové teoretické znalosti v oboru lékařství, průmyslu a technologií.

To je vzhledem k širokému využití kvantitativního vědy. Všechny fyzické experimenty založené na měření, srovnání vlastností jevů jsou studovány se stávajícími normami. To je pro tento účel v rámci disciplíny vyvinula komplexní měřících přístrojů a zařízení. Některé vzory jsou společné pro všechny stávající materiálové systémy. Například zákony zachování energie jsou považovány za běžné fyzikální zákony.

Věda jako celek se nazývá v mnoha případech zásadní. To je způsobeno především k tomu, že ostatní disciplíny dávají popisy, které na oplátku dodržovat zákony fyziky. Tak, v chemii studoval atomy, látky z nich odvozené, a transformace. Avšak chemické vlastnosti tělesa dána fyzikálními vlastnostmi molekul a atomů. Tyto vlastnosti označení takových částí fyziky, jako elektromagnetismu, termodynamiky, a jiní.