Usok 

Pagguhit ng sukat ng mga electromagnetic wave. Electromagnetic wave scale

"Mga electromagnetic wave at ang kanilang mga katangian" - Ang gamma radiation ay ang pinakamaikling wavelength radiation. Ang mga mahahabang alon ay mahusay na nag-iiba sa paligid ng spherical surface ng Earth. Ultrashort waves. Katamtamang alon. Noong 1901, si Roentgen ang unang physicist na nakuha Nobel Prize. Inilalabas ng mga atomo at molekula ng bagay. Ang pinakamataas na radiation ng enerhiya.

"Aral ng mga electromagnetic wave" - ​​http://elementy.ru/posters/spectrum. Ultraviolet radiation. Gamma radiation. Anong uri ng radiation ang kinabibilangan ng mga electromagnetic wave na may haba na 0.1 mm? Ipahiwatig ang wavelength na hanay ng nakikitang liwanag sa vacuum. Electromagnetic na kalikasan. Haba ng daluyong. Ang pagbuo ng isang natural na pang-agham na pananaw sa mundo. 1. Ultraviolet 2. X-ray 3. Infrared 4.?–Radiation.

"Transformer" - 17. 8. I1, I2 - kasalukuyang lakas sa pangunahin at pangalawang windings. Tandaan kung ano at paano nakasalalay ang sapilitan na emf sa coil. Kailan pinapataas ng transpormer ang boltahe ng kuryente? 1. P2 =. Batas ng electromagnetic induction. 15.

"Electromagnetic radiation" - Itlog sa ilalim ng radiation. Mga Rekomendasyon: Bawasan ang oras na ginugol sa pakikipag-usap sa isang mobile phone. Pananaliksik sa electromagnetic radiation cellphone. Ang impluwensya ng mga electromagnetic wave sa isang buhay na organismo. Isang bloodworm na nalantad sa radiation sa loob ng dalawang araw cellphone. "Pag-aaral ng electromagnetic radiation mula sa isang cell phone."

"Electromagnetic field" - Isipin natin ang isang konduktor kung saan dumadaloy ang electric current. Ano ang electromagnetic wave? Ang bilis ng electromagnetic waves sa matter v ay palaging mas mababa kaysa sa vacuum: v ‹ s. Ngunit ang singil ay nakatigil lamang sa isang partikular na frame of reference. Magkakaroon ng electrical disturbance magnetic field. Ano ang katangian ng isang electromagnetic wave?

"Physics of electromagnetic waves" - Ano ang magnetic field? Ang EM wave ay nakahalang! Pagpapalaganap ng isang linearly polarized electromagnetic wave. Bilis ng EM waves: Ang pagkakaroon ng electromagnetic waves ay hinulaan ni M. Faraday noong 1832. Ano ang electromagnetic field? Mga katangian ng EM waves: James Clerk Maxwell. Pag-uulit: Ang pagkakaroon ng acceleration ay ang pangunahing kondisyon para sa paglabas ng EM waves.

Mayroong kabuuang 17 presentasyon sa paksa

Ang hypothesis tungkol sa pagkakaroon ng mga electromagnetic wave ay unang ipinahayag noong 1864 ng Scottish physicist na si James Maxwell. Sa kanyang mga gawa, ipinakita niya na ang mga pinagmumulan ng electric field ay maaaring parehong electric charges at magnetic field na nagbabago sa paglipas ng panahon. Ang pagbabago sa magnetic field induction sa paglipas ng panahon ay nagiging sanhi ng paglitaw ng isang vortex electric field sa nakapalibot na espasyo. Iminungkahi ni Maxwell na ang anumang pagbabago sa lakas ng vortex electric field ay sinamahan ng paglitaw ng isang alternating magnetic field. Muli itong humahantong sa hitsura ng isang vortex electric field, atbp. Ang prosesong ito ay maaaring paulit-ulit na "walang katiyakan," dahil ang mga patlang ay makakapagpaparami sa isa't isa kahit sa isang vacuum.

  • Ang isang hanay ng pana-panahong nag-iiba-ibang mga electric at magnetic field na nauugnay sa isa't isa ay tinatawag electromagnetic field.

Ayon sa teorya ni Maxwell, ang isang alternating electromagnetic field ay kumakalat sa kalawakan na may hangganan na bilis.

  • Ang isang electromagnetic field na nagpapalaganap sa isang vacuum o sa anumang daluyan sa paglipas ng panahon sa isang may hangganan na bilis ay tinatawag electromagnetic wave.

Em-voln-1-02.swf Palakihin ang Flash

Ang mga electromagnetic wave ay natuklasan sa eksperimento noong 1887 ng German physicist na si Heinrich Rudolf Hertz. Naniniwala si Hertz na ang mga naturang alon ay hindi magagamit upang magpadala ng impormasyon. Gayunpaman, noong Mayo 7, 1905, isinagawa ng siyentipikong Ruso na si Alexander Stepanovich Popov ang unang paghahatid ng impormasyon sa mundo sa pamamagitan ng mga electromagnetic wave - isang broadcast sa radyo at minarkahan ang simula ng panahon ng pagsasahimpapawid sa radyo.

Mga katangian ng electromagnetic waves

  • Ang mga electromagnetic wave ay nakahalang, dahil ang bilis ng \(\vec(\upsilon)\) ng wave propagation, ang intensity \(\vec(E)\) ng electric field at ang induction \(\vec(B)\) ng magnetic field ng ang alon ay magkaparehong patayo.
  • Bilis electromagnetic wave sa vacuum (hangin):

\(c = \dfrac(1)(\sqrt(\varepsilon_(0) \cdot \mu_(0))),\)

kung saan ang ε 0 ay ang electrical constant, ang μ 0 ay ang magnetic constant.

Bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave sa vacuum c= 3⋅10 8 m/s ang maximum (maximum) na halagang maaabot. Sa anumang sangkap ang kanilang bilis ng pagpapalaganap ay mas mababa c at depende sa mga electrical at magnetic na katangian nito:

\(\upsilon = \dfrac(c)(\sqrt(\varepsilon \cdot \mu)),\)

Kung saan ang ε ay ang dielectric constant ng medium, tabular value, μ ay ang magnetic permeability ng medium, tabular value.

  • Ang pagpapalaganap ng electromagnetic waves ay nauugnay sa paglipat ng electromagnetic field energy sa espasyo. Mabigat ang inilipat na enerhiya ay katumbas ng

\(\omega = \dfrac(\varepsilon \cdot \varepsilon_(0) \cdot E^(2))(2) + \dfrac(B^(2))(2 \mu \cdot \mu_(0)) ,\)

saan E- boltahe vector module, B- module ng magnetic induction vector.

  • Tulad ng ibang mga alon, ang mga electromagnetic wave ay maaari sumisipsip, sumasalamin, sumasalamin, karanasan interference at diffraction.
  • Electromagnetic wave umiiral nang walang pinagmumulan ng field sa kahulugan na pagkatapos ng paglabas nito, ang electromagnetic field ng alon ay nagiging hindi nauugnay sa pinagmulan. Ang paglabas ng mga electromagnetic wave ay nangyayari sa pinabilis na paggalaw ng mga singil sa kuryente.

Electromagnetic wave scale

Ang mga katangian ng mga electromagnetic wave ay lubos na nakasalalay sa kanilang dalas. Ang spectrum ng electromagnetic radiation ay maginhawang inilalarawan gamit ang electromagnetic wave scale na ipinapakita sa Figure 2.

Ang pag-uuri ng mga electromagnetic wave depende sa mga frequency (wavelength) ay ibinibigay sa Talahanayan 1.

Talahanayan 1.

Pag-uuri ng mga electromagnetic wave

Mga uri ng radiation Interval ng dalas, Hz Agwat ng haba ng daluyong, m Mga mapagkukunan ng radiation
Mababang dalas ng mga alon < 3·10 3 > 1⋅10 5 Alternating kasalukuyang generators, mga de-koryenteng makina
Mga alon ng radyo 3·10 3 – 3·10 9 1·10 5 – 1·10 –1 Mga oscillatory circuit, Hertz vibrator
Microwave 3·10 9 – 1·10 12 1·10 –1 – 1·10 –4 Mga laser, mga aparatong semiconductor
Infrared radiation 1·10 12 – 4·10 14 1·10 –4 – 7·10 –7 Ang araw, mga electric lamp, laser, cosmic ray
Nakikitang radiation 4·10 14 – 8·10 14 7·10 –7 – 4·10 –7 Araw, mga electric lamp, fluorescent lamp, laser
Ultraviolet radiation 8·10 14 – 1·10 16 4·10 –7 – 3·10 –8 Araw, cosmic ray, laser, electric lamp
X-ray radiation 1·10 16 – 3·10 20 3·10 –8 – 1·10 –12 Betatrons, solar corona, celestial bodies, X-ray tubes
Gamma radiation 3·10 20 – 3·10 29 1·10 –12 – 1·10 –21 Cosmic radiation, radioactive decay, betatrons

Sa kasalukuyan, ang mga electromagnetic wave ay malawakang ginagamit sa agham at teknolohiya:

  • pagtunaw at pagpapatigas ng mga metal sa industriya ng elektrikal, paggawa ng mga permanenteng magnet ( mababang dalas ng mga alon);
  • telebisyon, komunikasyon sa radyo, radar ( mga radio wave);
  • mga komunikasyon sa mobile, radar ( microwave);
  • hinang, paggupit, pagtunaw ng mga metal gamit ang mga laser, mga night vision device ( infrared radiation);
  • pag-iilaw, holographiya, laser ( nakikitang radiation);
  • luminescence sa gas-discharge lamp, hardening ng mga buhay na organismo, lasers ( ultraviolet radiation);
  • X-ray therapy, X-ray diffraction analysis, lasers ( x-ray radiation);
  • pagtuklas ng kapintasan, diagnostic at therapy sa medisina, pag-aaral ng panloob na istraktura ng mga atomo, laser, mga gawaing militar ( gamma radiation).

Panitikan

Zhilko, V.V. Pisika: aklat-aralin. manwal para sa pangkalahatang edukasyon sa ika-11 baitang. paaralan mula sa Russian wika pagsasanay / V.V. Zhilko, L.G. Markovich. - Minsk: Nar. Asveta, 2009. - pp. 57-58.

ang formula para sa pagdaragdag ng intensity ay dapat maglaman ng average na halaga ng cos δ. Ngunit ang average na halaga na ito sa isang panahon ng oscillation ay zero. Dahil dito, nakukuha natin ang I = I 1 + I 2, iyon ay, ang intensity ng wave kapag idinagdag ang dalawang ray ay katumbas ng kabuuan ng intensity ng mga ray na ito, at walang interference.

Tandaan natin na ang kakayahang makagambala ay ang pinakamahalagang katangian ng proseso ng alon at bumubuo sa likas na alon ng liwanag.

SKALE NG MGA ELECTROMAGNETIC WAVES Ang mga electromagnetic wave ay isang tuluy-tuloy na serye ng radiation

mga saklaw na umaabot mula sa mga radio wave hanggang sa γ - ray. Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng sukat ng electromagnetic waves.

1010

10 12 10 14 10 16 10 18

Ang mga numero ay nagpapahiwatig ng mga saklaw ng dalas ng mga electromagnetic wave:

1 – mga alon ng radyo; 2 - infrared ray; 3 – nakikitang liwanag; 4 - ultraviolet rays; 5 – X-ray at γ – ray.

Sinasakop ng nakikitang liwanag ang saklaw mula sa humigit-kumulang 4·1014 hanggang 8·1014 Hz. Ang nakikitang puting liwanag ay ang kabuuan ng mga electromagnetic wave ng iba't ibang frequency, na ang bawat isa ay gumagawa ng mga sensasyon mula pula hanggang lila habang tumataas ang dalas (ang tinatawag na parang multo na kulay: pula, orange, dilaw, berde, asul, indigo at violet).

Panghihimasok puting ilaw humahantong sa paglitaw ng maxima ng kulay, dahil ang bawat dalas ay may sariling kondisyon para sa maximum na pagkagambala. Ang isang halimbawa ay ang paglalaro ng mga kulay sa mga manipis na pelikula at CD.

Ang pagpapalaganap ng puting liwanag sa maraming mga kaso ay maaaring isaalang-alang sa pamamagitan ng pag-abstract mula sa kalikasan ng alon nito at isinasaalang-alang na ang liwanag ay naglalakbay sa mga tuwid na linya na tinatawag na ray. Ito ay salamat sa isang sinag ng liwanag na binuo ng sangkatauhan ang konsepto ng isang tuwid na linya. Utang ng liwanag ang kalikasan ng alon nito sa wavelength nito. Ipagpalagay na sa limitasyon ng wavelength λ → ∞, posible na lubos na ipaliwanag ang pagmuni-muni at repraksyon ng liwanag, ang pagbuo ng mga anino at iba pang mga phenomena na pinag-aaralan ng geometric optics. Kaya, ang kundisyon λ → ∞ ay pagtatantya ng geometric na optika.

Sa geometric optics approximation, ang liwanag sa likod ng isang balakid ay hindi dapat tumagos sa geometric shadow region. Sa katotohanan, ang liwanag na alon ay kumakalat sa buong espasyo, tumagos sa rehiyon ng geometric na anino. Ang pagtagos na ito ay mas malaki kaysa sa mas maliit na sukat mga sagabal o pagbubukas. Kapag ang laki ng balakid o butas ay maihahambing sa haba ng daluyong, hindi katanggap-tanggap ang geometric optics approximation. Naglalaro ang wave optics. Ang kondisyon λ ≥ R, kung saan ang R ay ang laki ng balakid o butas, ay wave optika approximation. Ang mga paglihis mula sa batas ng rectilinear propagation ng liwanag at mga kaugnay na phenomena ay tinatawag na diffraction.

Sa sapat na maliliit na wavelength, ang liwanag ay may kakayahang magpakita nito

quantum, corpuscular, mga katangian. Kondisyon λ ≤ hc, h ay pare-pareho

E por

Planck, at ang Epor ay ang threshold na enerhiya, ay diskarte ng quantum optics. Ang quantum properties ng liwanag ay tatalakayin sa susunod na bahagi ng mga lektura.

iba pang mga presentasyon sa mga uri ng radiation

"Transformer" - Brainstorming. Hanapin ang error sa diagram. Pagpapabuti ng transformer. Isulat ang mga katangian ng transpormer. N1, N2 - bilang ng mga pagliko ng pangunahin at pangalawang paikot-ikot. 7. I1, I2 - kasalukuyang lakas sa pangunahin at pangalawang windings. Transformer. AC power supply. Pag-update ng kaalaman. 4.

"Physics of electromagnetic waves" - Aralin sa Physics sa guro ng ika-11 baitang - Khatenovskaya E.V. Munisipal na institusyong pang-edukasyon pangalawang paaralan No. 2 sa nayon ng Krasnoe. Ano ang electric field? J. Ang mga electromagnetic wave ay mga electromagnetic oscillations na nagpapalaganap sa kalawakan na may hangganan na bilis. James Clerk Maxwell. Bilis ng alon ng EM: Repraksyon at pagmuni-muni. Ano ang isang electromagnetic field?

"Mga electromagnetic wave at ang kanilang mga katangian" - Halimbawa, halos lahat ng gamma radiation ay hinihigop ng atmospera ng mundo. Ang mga kondisyon para sa pagpapalaganap ng mga ultra-long radio waves ay pinag-aaralan sa pamamagitan ng pagmamasid sa mga bagyo. Ang hanay ng ultraviolet ay na-overlap ng mga x-ray. Noong 1801, natuklasan nina I. Ritter at W. Wolaston ang ultraviolet radiation. Sa iba pang mga hanay, ginagamit ang mga thermocouple at bolometer. .

"Aral ng mga electromagnetic wave" - ​​May-akda: Saturnova Y.V., guro ng pisika, Municipal Educational Institution Secondary School No. 10, Monchegorsk [email protected]. Nakikitang liwanag. Electromagnetic na kalikasan. 1.Radio radiation 2.X-ray 3.Ultraviolet at X-ray 4.Radio radiation at infrared. Pagkakatulad. Gamma radiation. Mga Pagkakaiba. Ang pagbuo ng isang natural na pang-agham na pananaw sa mundo.

"Electromagnetic field" - Ang teorya ng electromagnetic field. Ano ang katangian ng isang electromagnetic wave? Ang iba't ibang magnetic field ay lilikha ng iba't ibang electric field. Mga katangian ng mga electromagnetic wave: Magkakaroon ng kaguluhan sa electromagnetic field. Anong sunod na mangyayari? Ano ang electromagnetic wave? Ang pagkakaroon ng mga electromagnetic wave ay hinulaan ni J.

Ang mga electromagnetic wave ay inuri ayon sa wavelength λ o nauugnay na wave frequency f. Tandaan din na ang mga parameter na ito ay nagpapakilala hindi lamang sa alon, kundi pati na rin sa mga katangian ng kabuuan ng electromagnetic field. Alinsunod dito, sa unang kaso, ang electromagnetic wave ay inilarawan ng mga klasikal na batas na pinag-aralan sa kursong ito.

Isaalang-alang natin ang konsepto ng spectrum ng electromagnetic waves. Spectrum ng electromagnetic waves ay ang frequency band ng mga electromagnetic wave na umiiral sa kalikasan.

Ang spectrum ng electromagnetic radiation sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng dalas ay:

Ang iba't ibang bahagi ng electromagnetic spectrum ay naiiba sa paraan ng paglabas at pagtanggap ng mga alon na kabilang sa isa o ibang bahagi ng spectrum. Para sa kadahilanang ito, walang matalim na mga hangganan sa pagitan ng iba't ibang bahagi ng electromagnetic spectrum, ngunit ang bawat hanay ay tinutukoy ng sarili nitong mga katangian at ang pagkalat ng mga batas nito, na tinutukoy ng mga relasyon ng mga linear na kaliskis.


Ang mga radio wave ay pinag-aaralan ng classical electrodynamics. Ang infrared light at ultraviolet radiation ay pinag-aaralan ng parehong klasikal na optika at quantum physics. Ang X-ray at gamma radiation ay pinag-aaralan sa quantum at nuclear physics.


Isaalang-alang natin ang spectrum ng mga electromagnetic wave nang mas detalyado.

Mababang dalas ng mga alon

Ang mga low frequency wave ay mga electromagnetic wave na ang oscillation frequency ay hindi lalampas sa 100 kHz). Ito ang frequency range na tradisyonal na ginagamit sa electrical engineering. Sa pang-industriyang power engineering, ang dalas ng 50 Hz ay ​​ginagamit, kung saan ang elektrikal na enerhiya ay ipinapadala sa pamamagitan ng mga linya at ang boltahe ay na-convert ng mga aparatong transpormer. Sa abyasyon at transportasyon sa lupa, madalas na ginagamit ang dalas na 400 Hz, na nagbibigay ng 8 beses na bentahe ng timbang ng mga de-koryenteng makina at mga transformer kumpara sa dalas na 50 Hz. Sa pagpapalit ng mga suplay ng kuryente huling henerasyon Ang mga alternating current transformation frequency ng mga unit at sampu ng kHz ay ​​ginagamit, na ginagawang compact at energy-rich.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng hanay ng mababang dalas at mas mataas na mga frequency ay ang pagbaba sa bilis ng mga electromagnetic wave na proporsyon sa square root ng kanilang dalas mula 300 libong km/s sa 100 kHz hanggang humigit-kumulang 7 libong km/s sa 50 Hz.

Mga alon ng radyo

Ang mga radio wave ay mga electromagnetic wave na ang mga wavelength ay mas malaki sa 1 mm (frequency na mas mababa sa 3 10 11 Hz = 300 GHz) at mas mababa sa 3 km (sa itaas 100 kHz).

Ang mga radio wave ay nahahati sa:

1. Mahabang alon sa hanay ng haba mula 3 km hanggang 300 m (dalas sa hanay na 10 5 Hz - 10 6 Hz = 1 MHz);


2. Katamtamang mga alon sa hanay ng haba mula 300 m hanggang 100 m (dalas sa hanay na 10 6 Hz -3*10 6 Hz = 3 MHz);


3. Maiikling alon sa hanay ng wavelength mula 100m hanggang 10m (dalas sa hanay na 310 6 Hz-310 7 Hz=30 MHz);


4. Mga ultrashort wave na may wavelength na mas mababa sa 10m (frequency na mas mataas sa 310 7 Hz = 30 MHz).


Ang mga ultrashort wave, naman, ay nahahati sa:


A) metrong alon;


B) mga sentimetro na alon;


B) mga alon ng milimetro;


Ang mga wave na may wavelength na mas mababa sa 1 m (frequency na mas mababa sa 300 MHz) ay tinatawag na microwaves o ultra-high frequency waves (microwave waves).


Dahil sa malalaking wavelength ng hanay ng radyo kumpara sa laki ng mga atom, ang pagpapalaganap ng mga radio wave ay maaaring isaalang-alang nang hindi isinasaalang-alang ang atomic na istraktura ng daluyan, i.e. phenomenologically, gaya ng nakaugalian sa pagbuo ng teorya ni Maxwell. Ang mga katangian ng quantum ng mga radio wave ay lumilitaw lamang para sa pinakamaikling alon na katabi ng infrared na bahagi ng spectrum at sa panahon ng pagpapalaganap ng tinatawag na. ultrashort pulses na may tagal ng pagkakasunud-sunod na 10 -12 sec - 10 -15 sec, maihahambing sa oras ng mga oscillations ng electron sa loob ng mga atom at molecule.
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga radio wave at mas mataas na frequency ay isang magkaibang thermodynamic na relasyon sa pagitan ng wavelength ng wave carrier (ether), katumbas ng 1 mm (2.7°K), at ang electromagnetic wave na nagpapalaganap sa medium na ito.

Biological na epekto ng radio wave radiation

Ang kakila-kilabot na karanasan sa pagsasakripisyo ng paggamit ng malakas na radio wave radiation sa teknolohiya ng radar ay nagpakita ng tiyak na epekto ng mga radio wave depende sa wavelength (frequency).

Ang mapanirang epekto sa katawan ng tao ay hindi gaanong karaniwan kaysa sa peak radiation power, kung saan ang hindi maibabalik na mga phenomena ay nangyayari sa mga istruktura ng protina. Halimbawa, ang lakas ng tuluy-tuloy na radiation mula sa magnetron ng microwave oven (microwave), na umaabot sa 1 kW, ay nakakaapekto lamang sa pagkain sa isang maliit na saradong (shielded) volume ng oven, at halos ligtas para sa isang tao sa malapit. Ang kapangyarihan ng isang istasyon ng radar (radar) na 1 kW ng average na kapangyarihan na ibinubuga ng mga maikling pulso na may duty cycle na 1000:1 (ang ratio ng panahon ng pag-uulit sa tagal ng pulso) at, nang naaayon, isang lakas ng pulso na 1 MW, ay lubhang mapanganib para sa kalusugan at buhay ng tao sa layo na hanggang daan-daang metro mula sa emitter. Sa huli, siyempre, ang direksyon ng radar radiation ay gumaganap din ng isang papel, na nagbibigay-diin sa mapanirang epekto ng pulsed kaysa sa average na kapangyarihan.

Exposure sa metro waves

High-intensity meter waves na ibinubuga ng mga pulse generator ng metro radar stations (radars) na may pulse power na higit sa isang megawatt (gaya ng P-16 early warning station) at naaayon sa haba ng spinal cord ng mga tao at hayop, pati na rin ang haba ng mga axon, nakakagambala sa conductivity ng mga istrukturang ito, na nagiging sanhi ng diencephalic syndrome (HF disease). Ang huli ay humahantong sa mabilis na pag-unlad (sa loob ng ilang buwan hanggang ilang taon) ng kumpleto o bahagyang (depende sa natanggap na dosis ng pulso ng radiation) hindi maibabalik na paralisis ng mga paa ng isang tao, pati na rin ang pagkagambala sa innervation ng mga bituka at iba pang mga panloob na organo.

Epekto ng mga alon ng decimeter

Ang mga alon ng desimetro ay maihahambing sa haba ng daluyong sa mga daluyan ng dugo, na sumasaklaw sa mga organo ng tao at hayop gaya ng mga baga, atay at bato. Ito ay isa sa mga dahilan kung bakit sila nagiging sanhi ng pag-unlad ng "benign" na mga tumor (cysts) sa mga organ na ito. Ang pagbuo sa ibabaw ng mga daluyan ng dugo, ang mga tumor na ito ay humantong sa pagtigil ng normal na sirkulasyon ng dugo at pagkagambala sa paggana ng organ. Kung ang mga naturang tumor ay hindi inalis sa pamamagitan ng operasyon sa oras, ang pagkamatay ng katawan ay nangyayari. Ang mga decimeter wave ng mapanganib na antas ng intensity ay ibinubuga ng mga magnetron ng naturang radar gaya ng P-15 mobile air defense radar, gayundin ng radar ng ilang sasakyang panghimpapawid.

Exposure sa centimeter waves

Ang malalakas na sentimetro na alon ay nagdudulot ng mga sakit tulad ng leukemia - "puting dugo", pati na rin ang iba pang mga anyo malignant na mga tumor tao at hayop. Ang mga alon ng intensity na sapat para sa paglitaw ng mga sakit na ito ay nabuo ng mga radar na hanay ng sentimetro na P-35, P-37 at halos lahat ng mga radar ng sasakyang panghimpapawid.

Infrared, liwanag at ultraviolet radiation

Infrared, ilaw, ultraviolet dami ng radiation optical na rehiyon ng spectrum ng electromagnetic waves sa malawak na kahulugan ng salita. Sinasakop ng spectrum na ito ang hanay ng mga electromagnetic wavelength sa hanay mula 2·10 -6 m = 2 μm hanggang 10 -8 m = 10 nm (frequency mula 1.5·10 14 Hz hanggang 3·10 16 Hz). Ang itaas na limitasyon ng optical range ay tinutukoy ng long-wave na limitasyon ng infrared range, at ang mas mababang limitasyon ng short-wave na limitasyon ng ultraviolet (Fig. 2.14).

Ang kalapitan ng mga spectral na rehiyon ng mga nakalistang alon ay tumutukoy sa pagkakapareho ng mga pamamaraan at instrumento na ginamit upang pag-aralan ang mga ito at praktikal na aplikasyon. Sa kasaysayan, ang mga lente ay ginamit para sa mga layuning ito, diffraction gratings, prisms, diaphragms, optically active substances na kasama sa iba't ibang optical device (interferometers, polarizers, modulators, atbp.).

Sa kabilang banda, ang radiation mula sa optical na rehiyon ng spectrum ay may pangkalahatang mga pattern ng paghahatid ng iba't ibang media, na maaaring makuha gamit ang geometric optics, malawakang ginagamit para sa mga kalkulasyon at pagtatayo ng parehong mga optical device at optical signal propagation channels. Ang infrared radiation ay nakikita ng maraming arthropod (mga insekto, gagamba, atbp.) at mga reptilya (ahas, butiki, atbp.) , naa-access sa mga sensor ng semiconductor (infrared photoarrays), ngunit hindi ito naililipat ng kapal ng kapaligiran ng Earth, na hindi pinapayagan obserbahan mula sa ibabaw ng Earth infrared na mga bituin - "brown dwarfs", na bumubuo ng higit sa 90% ng lahat ng mga bituin sa Galaxy.

Ang lapad ng frequency ng optical range ay humigit-kumulang 18 octaves, kung saan ang optical range ay humigit-kumulang isang octave (); para sa ultraviolet - 5 octaves ( ), infrared radiation - 11 octaves (

Sa optical na bahagi ng spectrum, ang mga phenomena na dulot ng atomic na istraktura ng bagay ay nagiging makabuluhan. Para sa kadahilanang ito, kasama ang mga katangian ng alon ng optical radiation, lumilitaw ang mga katangian ng quantum.

Liwanag

Ang liwanag, liwanag, nakikitang radiation - ang bahagi ng optical spectrum ng electromagnetic radiation na nakikita ng mga mata ng mga tao at primates, ay sumasakop sa hanay ng mga electromagnetic wavelength sa saklaw mula 400 nanometer hanggang 780 nanometer, iyon ay, mas mababa sa isang oktaba - a dalawang beses na pagbabago sa dalas.

kanin. 1.14. Electromagnetic wave scale

Verbal memory meme ng pagkakasunud-sunod ng mga kulay sa light spectrum:
"SA bawat TUNGKOL SA unggoy AT gusto Z nat G maganda SA ecret F iziki" -
"Pula , Kahel , Dilaw , Berde , Asul , Asul , Violet ".

X-ray at gamma radiation

Sa larangan ng X-ray at gamma radiation, nauuna ang quantum properties ng radiation.


X-ray radiation nangyayari kapag bumagal ang mabilis na sisingilin na mga particle (mga electron, proton, atbp.), gayundin bilang resulta ng mga prosesong nagaganap sa loob mga elektronikong shell mga atomo.


Ang gamma radiation ay bunga ng mga phenomena na nagaganap sa loob ng atomic nuclei, gayundin bilang resulta ng nuclear reactions. Ang hangganan sa pagitan ng X-ray at gamma radiation ay karaniwang tinutukoy ng halaga ng quantum ng enerhiya na tumutugma sa isang ibinigay na dalas ng radiation.


Ang X-ray radiation ay binubuo ng mga electromagnetic wave na may haba mula 50 nm hanggang 10 -3 nm, na tumutugma sa isang quantum energy mula 20 eV hanggang 1 MeV.


Ang gamma radiation ay binubuo ng mga electromagnetic wave na may wavelength na mas mababa sa 10 -2 nm, na tumutugma sa isang quantum energy na mas malaki sa 0.1 MeV.

Electromagnetic na katangian ng liwanag

Ang liwanag ay ang nakikitang bahagi ng spectrum ng mga electromagnetic wave, ang mga wavelength nito ay sumasakop sa saklaw mula 0.4 µm hanggang 0.76 µm. Ang bawat spectral na bahagi ng optical radiation ay maaaring italaga ng isang tiyak na kulay. Ang kulay ng mga spectral na bahagi ng optical radiation ay tinutukoy ng kanilang wavelength. Ang kulay ng radiation ay nagbabago habang bumababa ang wavelength nito tulad ng sumusunod: pula, orange, dilaw, berde, cyan, indigo, violet.

Ang pulang ilaw, na tumutugma sa pinakamahabang wavelength, ay tumutukoy sa pulang dulo ng spectrum. Lila na ilaw - tumutugma sa kulay-lila na hangganan.

Ang natural (liwanag ng araw, sikat ng araw) na liwanag ay hindi kulay at kumakatawan sa isang superposisyon ng mga electromagnetic wave mula sa lahat nakikita ng mga tao spectrum Ang natural na liwanag ay nangyayari bilang resulta ng paglabas ng mga electromagnetic wave ng mga excited na atom. Ang likas na katangian ng paggulo ay maaaring magkakaiba: thermal, kemikal, electromagnetic, atbp. Bilang resulta ng paggulo, ang mga atom ay random na naglalabas ng mga electromagnetic wave sa humigit-kumulang 10 -8 segundo. Dahil ang spectrum ng enerhiya ng paggulo ng mga atomo ay medyo malawak, ang mga electromagnetic wave ay ibinubuga mula sa buong nakikitang spectrum, ang paunang yugto, direksyon at polariseysyon na kung saan ay random. Para sa kadahilanang ito, ang natural na liwanag ay hindi polarized. Nangangahulugan ito na ang "densidad" ng mga spectral na bahagi ng electromagnetic waves ng natural na liwanag na may magkaparehong perpendicular polarization ay pareho.


Harmonic electromagnetic waves sa light range ay tinatawag monochromatic. Para sa isang monochromatic light wave, ang isa sa mga pangunahing katangian ay intensity. Light wave intensity kumakatawan sa average na halaga ng density ng flux ng enerhiya (1.25) na inilipat ng alon:



Nasaan ang Poynting vector.


Ang pagkalkula ng intensity ng isang ilaw, eroplano, monochromatic wave na may electric field amplitude sa isang homogenous medium na may dielectric at magnetic permeability gamit ang formula (1.35) na isinasaalang-alang (1.30) at (1.32) ay nagbibigay ng:




Ayon sa kaugalian, ang mga optical phenomena ay isinasaalang-alang gamit ang mga sinag. Ang paglalarawan ng optical phenomena gamit ang mga sinag ay tinatawag geometric-optical. Ang mga patakaran para sa paghahanap ng mga ray trajectories, na binuo sa geometric na optika, ay malawakang ginagamit sa pagsasanay para sa pagsusuri ng mga optical phenomena at sa pagtatayo ng iba't ibang mga optical na instrumento.


Tukuyin natin ang isang sinag batay sa electromagnetic na representasyon ng mga light wave. Una sa lahat, ang mga sinag ay mga linya kung saan ang mga electromagnetic wave ay nagpapalaganap. Para sa kadahilanang ito, ang isang ray ay isang linya, sa bawat punto kung saan ang average na Poynting vector ng isang electromagnetic wave ay nakadirekta nang tangential sa linyang ito.


Sa homogenous na isotropic media, ang direksyon ng average na Poynting vector ay tumutugma sa normal sa wave surface (equiphase surface), i.e. kasama ang wave vector.


Kaya, sa homogenous na isotropic media, ang mga ray ay patayo sa kaukulang wavefront ng electromagnetic wave.


Halimbawa, isaalang-alang ang mga sinag na ibinubuga ng isang puntong monochromatic light source. Mula sa punto ng view ng geometric na optika, maraming mga sinag ang nagmumula sa pinagmulang punto sa direksyon ng radial. Mula sa posisyon ng electromagnetic essence ng liwanag, isang spherical electromagnetic wave ang kumakalat mula sa source point. Sa isang sapat na malaking distansya mula sa pinagmulan, ang kurbada ng harap ng alon ay maaaring mapabayaan, kung isasaalang-alang ang lokal na spherical wave na flat. Sa pamamagitan ng pagsira sa ibabaw ng harap ng alon sa malaking bilang ng mga lokal na patag na seksyon, posible na gumuhit ng isang normal sa gitna ng bawat seksyon, kung saan ang isang alon ng eroplano ay nagpapalaganap, i.e. sa geometric-optical interpretation ray. Kaya, ang parehong mga diskarte ay nagbibigay ng parehong paglalarawan ng itinuturing na halimbawa.


Ang pangunahing gawain ng geometric na optika ay upang mahanap ang direksyon ng beam (trajectory). Ang trajectory equation ay matatagpuan pagkatapos malutas ang variational na problema ng paghahanap ng minimum ng tinatawag na. mga aksyon sa nais na mga trajectory. Nang walang pagpunta sa mga detalye ng mahigpit na pagbabalangkas at solusyon ng problemang ito, maaari nating ipagpalagay na ang mga sinag ay mga trajectory na may pinakamaikling kabuuang haba ng optical. Ang pahayag na ito ay bunga ng prinsipyo ni Fermat.

Ang variational approach sa pagtukoy ng ray trajectory ay maaari ding ilapat sa inhomogeneous media, i.e. tulad ng media kung saan ang refractive index ay isang function ng mga coordinate ng mga punto ng medium. Kung ilalarawan natin ang hugis ng ibabaw ng harap ng alon sa isang hindi magkakatulad na daluyan na may function, makikita ito batay sa solusyon ng partial differential equation, na kilala bilang eikonal equation, at sa analytical mechanics bilang Hamilton-Jacobi equation:

Kaya, ang mathematical na batayan ng geometric-optical approximation ng electromagnetic theory ay binubuo ng iba't ibang pamamaraan para sa pagtukoy ng mga field ng electromagnetic waves sa ray, batay sa eikonal equation o sa ibang paraan. Geometric-optical approximation ay malawakang ginagamit sa pagsasanay sa radio electronics upang kalkulahin ang tinatawag na. quasi-optical system.


Sa konklusyon, tandaan namin na ang kakayahang ilarawan ang liwanag nang sabay-sabay mula sa mga posisyon ng alon sa pamamagitan ng paglutas ng mga equation ni Maxwell at paggamit ng mga sinag, ang direksyon kung saan ay tinutukoy mula sa mga equation ng Hamilton-Jacobi na naglalarawan sa paggalaw ng mga particle, ay isa sa mga pagpapakita ng maliwanag. dualism ng liwanag, na, bilang ay kilala, na humantong sa pagbabalangkas lohikal na magkasalungat na mga prinsipyo ng quantum mechanics.

Sa katunayan, walang dualism sa likas na katangian ng electromagnetic waves. Tulad ng ipinakita ni Max Planck noong 1900 sa kanyang klasikong akdang "On the Normal Spectrum of Radiation", ang mga electromagnetic wave ay indibidwal na quantized oscillations na may dalas. v at enerhiya E=hv, Saan h = const, sa ere. Ang huli ay isang superfluid medium na may matatag na katangian ng discontinuity sa sukat h- pare-pareho ni Planck. Kapag ang eter ay nakalantad sa labis na enerhiya hv Sa panahon ng radiation, nabuo ang isang quantized na "vortex". Eksakto ang parehong kababalaghan ay sinusunod sa lahat ng superfluid media at ang pagbuo ng mga phonon sa kanila - quanta ng sound radiation.

Para sa "copy-and-paste" na kumbinasyon ng pagtuklas ni Max Planck noong 1900 na may photoelectric effect na natuklasan noong 1887 ni Heinrich Hertz, iginawad ng Nobel Committee ang premyo noong 1921