Образовака🌡️ Физика9 классЭлектромагнитное поле

Свойства электромагнитных волн

4.4

Средняя оценка: 4.4

Всего получено оценок: 241.

Электромагнитные волны широко используются в Природе и технике. Природа использует электромагнитные волны светового диапазона, в технике используются волны гораздо более широкого диапазона – от сверхдлинных радиоволн до волн терагерцового диапазона и короче. Рассмотрим основные свойства электромагнитных волн.

Электромагнитная волна

Заряды, движущиеся с ускорением, распространяют вокруг себя изменение электрического поля, которое порождает изменяющееся вихревое магнитное поле. В свою очередь, изменяющееся магнитное поле порождает вихревое электрическое поле, а это электрическое поле – вновь порождает вихревое магнитное.

Такая распространяющаяся в пространстве структура взаимоподдерживающихся вихревых электрического и магнитного полей называется электромагнитной волной.

Рис. 1. Распространяющаяся электромагнитная волна вектора B и H.

Интенсивность поля, порождаемого самим зарядом, очень быстро убывает по мере удаления (пропорционально квадрату расстояния). А мощность электромагнитной волны, за счет своей структуры убывает гораздо медленнее (прямо пропорционально расстоянию). В результате на больших расстояниях от движущихся зарядов можно зафиксировать только порожденную ими электромагнитную волну.

Общие свойства электромагнитных волн

Электромагнитная волна, как и любой другой волновой процесс, демонстрирует все свойства волнового процесса – поглощение, отражение, преломление, интерференцию.

Для изучения этих свойств электромагнитных волн используются радиоволны с длиной волны порядка нескольких сантиметров и две рупорные антенны. Одна из них генерирует радиоволну, вторая – принимает. По пути распространения ставятся различные препятствия, по-разному влияющие на передачу радиоволны. Например, простое перекрытие пути волны различными ширмами ослабляет принятый сигнал, поглощая энергию радиоволн.

Металлическая ширма практически полностью блокирует радиоволны, отражая их, поэтому ее и рупоры можно расположить так, чтобы сигнал выходил из одного рупора, отражался от ширмы и попадал в другой рупор. Удаление такой ширмы приводит к пропаданию сигнала.

Большая призма из диэлектрика (например, парафина) преломляет ход волн, это также можно отметить в данном эксперименте, расположив рупоры под углом.

Наконец, если рупоры перекрывать сеткой из вертикальных или горизонтальных стержней – можно убедиться в поперечности электромагнитных волн – передача будет возможна лишь только тогда, когда сетки на приемном и передающем рупоре расположены одинаково.

Рис. 2. Изучение свойств радиоволн с помощью двух рупоров.

Шкала электромагнитных волн

Свойства электромагнитных волн заметно меняются с изменением длины электромагнитной волны. Поэтому весь диапазон электромагнитных волн условно разбит на ряд поддиапазонов, каждый из которых обладает некоторыми индивидуальными особенностями, обуславливающие его применение в технике.

Что мы узнали?

Электромагнитная волна представляет собой структуру распространяющихся вихревых электрического и магнитного полей. Как волновой процесс, электромагнитная волна обладает всеми свойствами волны – она способна поглощаться, отражаться, преломляться, интерферировать. Также весь диапазон электромагнитных волн условно разделен на несколько поддиапазонов с различающимися индивидуальными свойствами.