Электромагнитные волны и их свойства. Принципы разносвязи и примеры их практического применения.

В рамках классической физики Максвелл создал теорию единого электромагнитного поля. В основе этой теории лежат два положения.

1. Любое переменное магнитное поле порождает в пространстве вихревое электрическое поле.

2. Любое переменное электрическое поле порождает в пространстве вихревое магнитное поле.

Таким образом, электрическое и магнитное поля не могут существовать независимо друг от друга. Каждое из них есть проявление единого электромагнитного поля. Взаимное образование электрического и магнитного полей привело к понятию электромагнитной волны.

Электромагнитная волна – это электромагнитные колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени. Источником электромагнитных волн является колеблющийся (или движущийся с ускорением) заряд.

Свойства электромагнитных волн:

1. Электромагнитная волна является поперечной.

2. Электромагнитная волна распространяется в пространстве с конечной скоростью с = 3 · 10⁸м/с.

Где с – скорость волны в вакууме, скорость волны в среде, показатель преломления среды, ε – диэлектрическая проницаемость среды, магнитная проницаемость среды, λ – длина волны, частота колебания.

3. Энергия электромагнитной волны пропорциональна четвертой степени частоты колебаний.

Для образования интенсивности электромагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Такие колебания можно получить в обычном колебательном контуре, который называется открытым.

Взаимно – перпендикулярные векторы Е и Вв электромагнитной волне колеблются в одинаковых фазах – они одновременно достигают максимума и одновременно обращаются в нуль.

Давление электромагнитных волн объясняется тем, что под действием электрического поля заряженные частицы вещества начинают упорядоченно двигаться и подвергаются со стороны магнитного поля волны действию силы Лоренца. Значение этого давления ничтожно мало.

Шкала электромагнитных волн – это непрерывная последовательность длин волн и частот электромагнитного излучения.

Диапазоны электромагнитных радиоволн:

Радиоволны имеют длину волны 1,5 · 10⁴- 0,3, частота 2 · 10⁴ – 10⁹ Гц источниками является колебательный контур, используется радиовещании, телевидении радиолокации.

Границами между различными типами электромагнитных волн условны, области с различными названиями перекрываются.

Диапазон длин волн и частот для радио и телевидения:

- Длинные волны (ДВ) длина волны составляет 2000 – 860 м, частота 150 – 350 кГц

- Средние волны (СВ) длина волны составляет 580 – 184 м, частота 515 – 1630 кГц

- Короткие волны (КВ) длина волны составляет 160 – 10 м, частота 1,9 – 30 МГц

- Ультракороткие волны (УКВ) длина волны 3,42–2,88 м, частота 88–104 кГц

- Телевидение, ультравысокие частоты (УВЧ) длина волны составляет 1,72 – 1,3 м, частота 172 – 230 кГц

- Телевидение, сверхвысокие частоты (СВЧ) длина волны составляет 0,64 – 0,35 м, частота 470 – 860 кГц

- Спутниковое телевидение длина волны составляет 0,027 – 0,023 м, частота 11 – 13 ГГц.

Задача. Определите емкость системы конденсаторов, соединенных по схеме. Емкость каждого конденсатора С=3мкФ.

Билет № 21