Излучение электромагнитной волны.
Тема занятия: Электромагнитное поле как особый вид материи. Электромагнитные волны.
Для распространения электромагнитной волны не нужна среда.
Электромагнитная волна - результат распространения переменного электрического поля и переменного магнитного полей в пространстве, т.е. электромагнитного поля
Если заряд покоится (V= 0), то возникает только электрическое потоянное поле. Если заряд движется с постоянной скоростью (V = сonst), то возникает постоянное электрическое и магнитное поле.
Согласно закону об электромагнитной индукции, изменяющееся магнитное поле создает вихревое электрическое поле. Линии этого поля замкнуты, оно существует независимо от электрических зарядов и только до тех пор, пока происходит изменение магнитного поля. На электрические заряды оно действует так же, как электростатическое поле, что следует из явления Э. М. И.
Англ. Уч. Максвелл создал теорию электромагнитного поля на основе двух постулатов ( утверждений ).
Переменное электрическое поле порождает в окружающем его пространстве вихревое электрическое поле.
Переменное электрическое поле создает в окружающем его пространстве вихревое магнитное поле.
Электромагнитным полем называется особый вид материи, который состоит из переменных электрического и магнитного полей, которые взаимно порождают и поддерживают друг друга.
|
|
|
Электромагнитная волна – процесс распространения переменных магнитного и электрического полей.
Свойства электромагнитных волн
-
Излучаются ускоренно движущимися электрическими зарядами -
Являются поперечными E v В (s– вектор скорости
движения волны)
- Поглощаются
4. Преломляются
5. Отражаются.
6. Поляризуются.
7.Имеют конечную скорость распространения, равную скорости света с = 3 108 м/с
Электромагнитные колебания, возникающие в колебательном контуре, по теории Максвелла могут распространяться в пространстве. В своих работах он показал, что эти волны распространяются со скоростью света в 300 000 км/с. Однако очень многие ученые пытались опровергнуть работу Максвелла, одним из них был Генрих Герц. Он скептически относился к работам Максвелла и попытался провести эксперимент по опровержению распространения электромагнитного поля.
В электромагнитном поле магнитная индукция и напряженность электрического поля располагаются взаимно перпендикулярно, и из теории Максвелла следовало, что плоскость расположения магнитной индукции и напряженности находится под углом 900 к направлению распространения электромагнитной волны (Рис. 1).Сделать рис.
|
|
|
Рис. 1. Плоскости расположения магнитной индукции и напряженности.
Эти выводы и попытался оспорить Генрих Герц. В своих опытах он попытался создать устройство для изучения электромагнитной волны. Для того чтобы получить излучатель электромагнитных волн, Генрих Герц построил так называемый вибратор Герца, сейчас мы называем его передающей антенной
Вибратор Герца
Рассмотрим, как Генрих Герц получил свой излучатель или передающую антенну.
Сделать рис.3
Закрытый колебательный контур Герца
Рис. 3.(Оставить немного места на еще один рисунок).
Имея в наличии закрытый колебательный контур (Рис. 3), Герц стал разводить обкладки конденсатора в разные стороны и, в конце концов, обкладки расположились под углом 1800, при этом получилось, что если в этом колебательном контуре происходили колебания, то они обволакивали этот открытый колебательный контур со всех сторон. В результате этого изменяющееся электрическое поле создавало переменное магнитное, а переменное магнитное создавало электрическое и так далее. Этот процесс и стали называть электромагнитной волной (Рис. 4).
|
|
|
Излучение электромагнитной волны.
Сделать рисунок.
Рис. 4.
Условие излучения электромагнитной волны –заряженная частица должна двигаться с ускорением.
Если к открытому колебательному контуру подключить источник напряжения, то между минусом и плюсом будет проскакивать искра, что как раз и есть ускоренно движущийся заряд. Вокруг этого заряда, движущегося с ускорением, образуется переменное магнитное поле, которое создает переменное вихревое электрическое поле, которое, в свою очередь, создает переменное магнитное, и так далее. Таким образом, по предположению Генриха Герца будет происходить излучение электромагнитных волн. Целью эксперимента Герца было пронаблюдать взаимодействие и распространение электромагнитных волн.
|
|
|
Для принятия электромагнитных волн Герцу пришлось сделать резонатор (Рис. 5).
Рис. 5. Резонатор Герца
Это колебательный контур, который представлял собой разрезанный замкнутый проводник, снабженный двумя шариками, и эти шарики располагались относительно друг от друга на небольшом расстоянии. Между двумя шариками резонатора проскакивала искра почти в тот же самый момент, когда проскакивала искра в излучателе (Рис. 6).
Сделать рисунок.
Рисунок 6. Излучение и прием электромагнитной волны.
Налицо было излучение электромагнитной волны и, соответственно, прием этой волны резонатором, который использовался как приемник.
Из этого опыта следовало, что электромагнитные волны есть, они распространяются, соответственно, переносят энергию, могут создавать электрический ток в замкнутом контуре, который находится на достаточно большом расстоянии от излучателя электромагнитной волны.
В опытах Герца расстояние между открытым колебательным контуром и резонатором составляло около трех метров. Этого было достаточно, чтобы выяснить, что электромагнитная волна может распространяться в пространстве. В дальнейшем Герц проводил свои эксперименты и выяснил, как распространяется электромагнитная волна, что некоторые материалы могут препятствовать распространению, например материалы, которые проводят электрический ток, не давали проходить электромагнитной волне. Материалы, которые не проводят электрический ток, давали электромагнитной волне пройти.
Домашнее задание:
1. Прочитать конспект
2. Посмотреть презентацию
3. Записать краткий конспект+ рисунки
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 58; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!