Undele electromagnetice - studopediya

Existența ox electromagnetic - alternativ câmp electromagnetic de înmulțire într-un spațiu cu o rată finită - derivată din ecuațiile lui Maxwell (vezi § 139.). ecuațiile lui Maxwell sunt formulate în 1865 bazat pe agregarea legilor empirice ale fenomenelor electrice și magnetice. După cum sa menționat deja, un rol crucial pentru aprobarea teoriei lui Maxwell a jucat experimente Hertz (1888), a demonstrat că câmpul electric și magnetic cu adevărat sunt distribuite sub formă de valuri, comportamentul care este descris în întregime de ecuațiile lui Maxwell.

Sursa undelor electromagnetice poate fi de fapt orice circuit oscilant electric sau un conductor care transportă un curent electric alternativ, deoarece excitarea undelor electromagnetice este necesară pentru a crea un spațiu de câmp variabil electric (prejudecată curent) sau, respectiv, câmpul magnetic alternativ. Cu toate acestea, sursa radiante este determinată de capacitatea sa de a forma, mărimea și frecvența de oscilație. La radiații joacă un rol important, este necesar să se mărească cantitatea de spațiu în care este generat un câmp electromagnetic alternativ. Prin urmare, pentru undele electromagnetice circuite închise oscilatorii sunt inadecvate, deoarece acestea concentrat câmp electric între plăcile condensatorului, și magnetice - în interiorul bobinei.

Hertz în experimentele lor, reducând numărul de rotații ale bobinei și suprafața plăcilor condensatorului și împingerea lor (Fig. 225 și, 6) face o trecere de la un circuit oscilatorie închis pentru a deschide circuitul oscilant (antena dipol), care este o scânteie separată două tijă interval (vezi Fig. 225 in).

Dacă a închis circuitul rezonant un câmp electric alternativ este concentrată în condensator (Fig. 225), apoi se umple în spațiul liber din jurul circuitului (Fig. 255,), care crește semnificativ intensitatea radiației electromagnetice. Fluctuațiile în astfel de sistem sunt susținute de o sursă de emf conectate la plăcile condensatorului și eclator este utilizată pentru a crește diferența de potențial, care este încărcată inițial cu electrodul.

Pentru a excita undele electromagnetice în antena dipol și conectat la inductor (Fig. 226).

Atunci când tensiunea de peste valoarea defalcare eclator a atins, o scânteie a avut loc, scurtcircuitarea cele două jumătăți ale vibratorului, și a apărut oscilație liberă amortizată. Odată cu dispariția circuitului scânteii se deschide și se va opri oscilație. Apoi inductor condensator încărcat din nou provoca scântei în circuitul fluctuațiile observate din nou și așa. D. Pentru a detecta undele electromagnetice Hertz bucurat de al doilea vibrator numit un rezonator P având aceeași frecvență naturală ca oscilator radiant, t. E. Configurat în rezonanță cu un vibrator. Atunci când unda electromagnetice ajunge rezonator, diferența în său a alunecat scântei electrice.

Cu antena dipol descris mai experimentat cu unde electromagnetice a căror lungime de undă a fost de aproximativ 3 m P. N. Lebedev, folosind un vibrator in miniatura a tijei de platină subțiri au primit undă electromagnetice milimetrice cu k = 6. - 4 mm. Dezvoltarea în continuare a procedurii experimentale în acest domeniu a permis în 1923, fizica românească AA Glagol'eva- Arkadyeva (1884-1945), pentru a construi un traductor de masă, în care undele electromagnetice scurte vibrațiilor excitate de sarcini electrice in atomi si molecule sunt generate prin scântei, alunecare între pilitură suspendat în ulei, astfel obținute au fost valuri cu l de la 50 mm la 80 mm. Astfel sa demonstrat existența undelor suprapuse interval între undele radio și radiațiile infraroșii.

Dezavantajul antenei dipol și Lebedev și masa emițător Glagol'eva- Arkadyeva a fost că oscilațiile libere în ele stins rapid și are o capacitate redusă. Pentru oscilații neamortizate nevoie pentru a crea un sistem de auto-oscilant (a se vedea. § 146), ceea ce ar oferi alimentarea cu energie, cu o frecvență egală cu frecvența naturală a circuitului de oscilație. Prin urmare, în cei 20 de ani ai acestui secol, am mutat la generarea undelor electromagnetice prin intermediul unor tuburi de electroni. generatoare de tuburi permit să se obțină o oscilație predeterminată (aproape orice) și putere de undă sinusoidală.

Undele electromagnetice având o gamă largă de frecvențe (sau lungimi de undă l = c / v, unde c - a vitezei undei electromagnetice în vid), diferă una de cealaltă în metodele de generare și de înregistrare a acestora, precum și în proprietățile sale. De aceea, undele electromagnetice sunt împărțite în mai multe tipuri: undele radio, undele de lumină, raze X si g raze (Tabelul 5). Trebuie remarcat faptul că granițele dintre diferitele tipuri de unde electromagnetice destul de convențional.

frecvența de undă, Hz