Вибратор герца. излучение электромагнитных волн — справочник студента

Продолжаю цикл статей, посвящённых становлению так называемой современной физики, скрывающей от нас многие истины об устройстве Природы. Начало здесь: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Сегодня читателю предлагается узнать о глобальной ошибке в теории излучения радиоволн в том числе и всеми мобильными телефонами!

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!

Эта ошибка стала мне лично очевидной только после того, как я смог понять механизм возникновения электрического и магнитного полей.

Уверен, что все другие специалисты давно бы увидели эту глобальную ошибку в теории излучения радиоволн, если бы они понимали их природу на уровне процессов, протекающих в материи, а не слепо оперировали терминами «магнитное поле», «электрическое поле», «электромагнитное поле» как догмами (как это принято в религии).

Итак, в чём же состоит эта глобальная ошибка в теории излучения радиоволн?

В 1831 году великий английский экспериментатор Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции, природу которого он объяснил следующим образом.

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

Окрестность всякого заряженного тела пронизана электрическими силовыми линиями, которые передают «силу», и аналогично энергия магнитного поля течёт вдоль магнитных силовых линий.

Эти линии не следует рассматривать как условные абстракции, они представляют собой физическую реальность.

При этом: всякое изменение электрического состояния среды порождает магнитное поле, а всякое изменение магнитного состояния среды порождает электрическое поле.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Коммуникационные стили - справочник студента

Оценим за полчаса!

С подачи Майкла Фарадея эта информация прямо тогда же широко разлетелась по миру, а последнее из написанного выше стало восприниматься всеми буквально как очевидное, потому что любой человек мог наблюдать явление электромагнитной индукции в простейших опытах с магнитом и проволочной катушкой.

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

Так выглядит (рисунок вверху) простейший магнитный индуктор тока, и так выглядит простейший электромагнитный индуктор тока (рисунок внизу):

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

В 1865 году другой английский учёный, физик и математик Джеймс Клерк Максвелл, изучив труды Фарадея, создал «теорию света», в которую в качестве постулата были введены фарадеевские слова, описывающие суть явления электромагнитной индукции, лежащей в основе действия электрического трансформатора: «всякое изменение электрического состояния среды порождает магнитное поле, а всякое изменение магнитного состояния среды порождает электрическое поле». 

Только Д.К.Максвелл в своих представлениях мысленно перенёс явление электромагнитной индукции с вещества на мировой эфир, в существование которого он верил.

В нём он смог мысленно представить процесс превращения магнитного поля в электрическое, затем электрического поля в магнитное, и так далее до бесконечности…

Именно такими он мысленно увидел волны видимого света и волны невидимого  света – радиоволны.

В 1887 году немецкий учёный Генрих Герц решил проверить на практике «электромагнитную теорию света» Д.К.

Максвелла, для чего создал опытную установку, в которой искровые разряды вызывали импульсы тока в металлических стержнях и действительно порождали невидимые (!) радиоволны, которые фиксировались с помощью специального металлического резонатора и вторичных искровых разрядов на расстоянии нескольких метров от излучателя.

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента Установка Герца для излучения и изучения радиоволн.

Открытие радиоволн, разумеется, потребовало теоретического объяснения их существования, вот тогда и пригодилась уже готовая теория Д.К.

Максвелла, в которой было дано математическое описание явления электромагнитной индукции и дано её новое понимание: «изменяющееся во времени электрическое поле порождает в свободном пространстве вихревое магнитное поле, а вихревое магнитное поле, убывая, порождает в свободном пространстве вихревое электрическое поле, которые перемещаются в свободном пространстве со скоростью света». Смысл был такой.

Сам Генрих Герц попытался объяснить происхождение невидимых волн электромагнитной природы с помощью серии иллюстраций, позволяющих представить скрытый от наших глаз процесс волнообразования «полуволновым вибратором», таким образом:

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

После Герца вплоть до сегодняшнего дня в рамках существующей теории «электромагнитного поля» все так и пытаются представить процесс образования волн в антенне передатчика как процесс очень странных колебаний двух полей – электрического и магнитного.

И если форма магнитного поля вокруг «диполя Герца» не выходит за пределы наших представлений о возможном, то воображаемая форма электрического поля вокруг «диполя Герца» находится уже за гранью логики и разума.

Ну как можно навертеть такие «вихревые электрические поля» даже в воображении?! На  рисунке Герца протяжённость «вихревых электрических полей», убегающих прочь от излучающего диполя, уже не небольшом удалении от него многократно превышает длину самой радиоволны! Это же нонсенс!

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

Есть и ещё одно «недоразумение», которое объясняется в современной физике очень неуклюже.

Переменные ток и напряжение в излучающем «вибраторе Герца», равно как и взаимосвязанные с ними магнитное поле, а также электрическое поле сдвинуты  относительно друг друга на четверть периода (на 90 градусов), а в приёмной антенне они фиксируются приборами как полностью совпадающие по фазе! Как такое может быть?! 

По этому поводу однажды была придумана «сказочка» для студентов, что радиоволна формируется не в самом «вибраторе Герца», а на расстоянии 5-6 длин волн от излучателя. Вот так вот! Когда я почти 30 лет назад учился на радиста, мне такую «сказочку» тоже рассказывали!

Ниже изображён горизонтальный «вибратор Герца» («полуволновой вибратор») и графики тока и электрического напряжения в его плечах. Они сдвинуты относительно друг друга на 90 градусов:

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

Следующий график можно увидеть на экране двухлучевого осциллографа при инструментальном замере напряжённостей электрического и магнитного полей в принимающей волны антенне.

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента Нам говорят, что якобы так выглядит радиоволна в вакууме.

Этот реальный колебательный процесс, происходящий в теле любой радиоприёмной антенны, уже многие десятки лет выдаётся учёными за реальную радиоволну, летящую в свободном пространстве со скоростью света.

При этом никто, разумеется, не хочет объяснить бедным студентам, у которых ум за разум заходит от таких картинок и таких утверждений, как же этот синхронно происходящий процесс нарастания и убывания напряжённостей электрического и магнитного полей, может происходить где-то ещё, кроме провода приёмной антенны.

Если такой колебательный процесс и в самом деле происходит в вакууме, как утверждает современная физика, но что невозможно представить в воображении, то каким чудом после перехода энергий двух полей в ноль они могут потом из ничего буквально воскреснуть? И что, спрашивается, вынуждает такую радиоволну двигаться в вакууме вперёд, да ещё и со скоростью света, если колебания двух видов энергии (магнитной и электрической) происходят в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения?! И какая сила ограничивает скорость такой радиоволны тремястами тысячами километров в секунду? 

Современная наука ничего этого не объясняет, просто заставляет всех верить, что радиоволны именно так и выглядят и так распространяются! Прямо религия какая-то получается!

Я же скажу следующее: все эти, мягко говоря, недоразумения имеют место в современной физике исключительно оттого, что принятый догмат электромагнитного поля не предусматривает в радиоволне никаких других полей, кроме электрического и магнитного, инструментально наблюдаемых при работе закрытого колебательного контура* или обыкновенного трансформатора.

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

Никто, почему-то, даже не допускает мысли, что в так называемом «открытом колебательном контуре», которым является «вибратор Герца», эти два поля, вызывая в стержнях излучателя «скин-эффект» (поверхностные скоростные электрические токи), порождают ещё одну форму электромагнитного поля, имеющую продольную компоненту

Эта третья форма электромагнитного поля с продольной компонентой, порождаемая быстрыми электронами, собственно и есть излучаемая радиоволна, которую средства контроля ЭМП различают и фиксируют на фоне двух других полей обычно не ближе 5-6 длин волн от поверхности «диполя Герца»! Вот почему принято говорить, что РАДИОВОЛНА ФОРМИРУЕТСЯ на некотором отдалении от тела «полуволнового вибратора»! Ребята, где логика?! Радиоволна формируется сразу, ещё в теле антенны, её порождают непосредственно электроны, просто она маскируется двумя другими формами электромагнитного поля, очень сильными именно вблизи антенны!

Это кажется невероятным, однако, я должен заметить, что на заре становления «современной физики» учёными был совершенно выпущен из внимания (а может быть и просто проигнорирован!) тот факт, что электрический ток (который мы представляем как упорядоченное движение электронов) распространяется по проводам со скоростью света не сам по себе, а благодаря электрическому полю, которое в свою очередь имеет свойство распространятся по проводам в виде продольной волны!

Простой пример: при поступлении переменного электрического тока частотой 50 Гц от электростанции до ближайшего города через ЛЭП (через высоковольтную линию электропередачи) сами так называемые «свободные электроны» никуда не бегут, они лишь перемещаются вдоль проводов всего на несколько миллиметров то вперёд, то назад, делая такие возвратно–поступательные перемещения 50 раз в секунду, а вот электрическое поле, порождаемое генератором электростанции и синхронизирующее движение всех свободных электронов, участвующих в образовании электрического тока во всей электросети, движется по проводам со скоростью света, причём в виде продольной волны, которая не покидает пределов проводов.

Создание подобной продольной волны в так называемом «свободном пространстве», как показал эксперимент Генриха Герца, возможно в «открытом колебательном контуре», состоящем в идеале из двух металлических стержней длиною в четверть волны каждый.

При этом эти стержни следует располагать в пространстве так, чтобы между ними была сведена к минимуму ёмкость, присущая плоскому конденсатору.

В этом случае эти два стержня будут играть роль двух электростатических конденсаторов, на поверхности которых, при подключении к ним переменного напряжения высокой частоты, будет иметь место скоростное движение электронов, как раз и создающее «третью форму электромагнитного поля с продольной компонентой», которая и является радиоволной.

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

Я постарался обозначить эту проблему науки совсем коротко, но так, чтобы меня поняли даже школьники самой обычной школы. 

Почему и зачем я этого добиваюсь?

Дело в том, что Российская Академия Наук нагло игнорирует эту научную истину уже несколько десятков лет, хотя ей докладывал обо всём этом наш знаменитый академик, создатель плазменного оружия России, Римилий Фёдорович Араменко — доктор технических наук, профессор, заместитель генерального конструктора НИИ радиоприборостроения, автор более 100 научных трудов, в том числе открытия и более 40 изобретений и патентов. Более всего Р.Ф.Авраменко известен научной общественности как специалист по системам противоракетной обороны и автор системы гарантированной защиты на новых физических принципах

Из его книги «Будущее открывается квантовым ключом», известно, что:

«Эксперименты в 1973-1975 годах показали, что индукционное электрическое поле в вакууме НЕ существует: Еинд = 0 , в то время как по современным представлениям, казалось бы, в вакууме Еинд определяется известным дифференциальным уравнением Максвелла (в Гауссовой системе единиц):

Уравнения Максвелла не описывают наблюдаемую реальность! Подчеркнём, что опыты, о которых шла речь, свидетельствуют об отсутствии именно вихревого (индукционного) электрического поля и, конечно, подтверждают существование электрического поля свободных зарядов.

где (j) — скалярный потенциал поля.

Тем не менее, факт отсутствия индукционного электрического поля приводит к необходимости полного пересмотра основ современной теоретической физики, начиная от исходных понятий — движение материальных тел, сила, энергия и т.п.

Требуется полная ревизия основ электродинамики, квантовых (волновых) теорий, ядерной физики и физики элементарных частиц». (Источник. Стр. 127).

То есть, вот это утверждение Д.К.

Максвелла оказалось не состоятельным: «изменяющееся во времени электрическое поле порождает в свободном пространстве вихревое магнитное поле, а вихревое магнитное поле, убывая, порождает в свободном пространстве вихревое электрическое поле, которые перемещаются в свободном пространстве со скоростью света». Как показали эксперименты советских учёных, проводимые ещё в 1973-1975 годах, в вакууме не возникает вихревое электрическое поле, а, стало быть, описанного процесса там не происходит, а имеет место совсем иной процесс! 

Это было заявлено РАН нашим выдающимся академиком ещё лет 30 назад, а издано это было в виде посмертного сборника лекций, статей и заметок Р.Ф.Авраменко 14 лет назад. Но, как говорится, «воз и ныне там!». 

Вот почему я счёл своим долгом написать статью о радиоволнах, рассчитанную не на академиков из РАН, а на самых обычных школьников и студентов! Они — наше будущее, и они имеют право знать научную истину! 

И да, не могу ещё не упомянуть и знаменитого экспериментатора Николу Тесла. Так как он видел и понимал природу, не видел тогда, наверное, никто.

В 1898 году он построил первую в мире радиоуправляемую модель судна, а в 1932 году на одной из своих лекций Тесла сделал заявление: «Я показал, что универсальная среда является газообразным телом, в котором могут распространяться только продольные импульсы, создавая переменное сжатие и расширение, подобно тем, которые производятся звуковыми волнами в воздухе. Таким образом, беспроводный передатчик не производит волны Герца, которые являются мифом! Но он производит звуковые волны в эфире, поведение которых похоже на поведение звуковых волн в воздухе, за исключением того, что огромная упругость и крайне малая плотность данной среды делает их скорость равной скорости света». «Pioneer Radio Engineer Gives Views on Power», New York Herald Tribune, 11 сентября 1932 года. 

Спустя много лет продольную компоненту в электромагнитном поле откроет наш инженер, конструктор антенн и учёный Константин Петрович Харченко, создатель уникальной антенны бегущей волны ОБ-Е. После этого открытия его вердикт был таким же, как и у Р.Ф.Авраменко:  «Россияне, вы имеете фору… Не теряйте времени. Физику надо делать заново!»

Вот только пока некому у нас делать физику заново. Для этого нужны смельчаки уровня Галилео Галилея или Джордано Бруно. Да и противодействие «сверху» идёт очень сильное!

18 августа 2019 г. Мурманск. Антон Благин 

Источник: https://blagin-anton.livejournal.com/1075588.html

Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн — Класс!ная физика

«Физика — 11 класс»

Электромагнитная волна образуется в результате взаимной связи переменных электрических и магнитных полей, т.е. изменение одного поля приводит к появлению другого. Чем быстрее меняется со временем магнитная индукция, тем больше напряженность возникающего электрического поля (и наоборот).

Для образования интенсивных электромагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Именно при этом условии напряженность электрического поля и индукция магнитного поля будут меняться быстро.

Колебания высокой частоты, значительно превышающей частоту промышленного тока (50 Гц), можно получить с помощью колебательного контура. Циклическая частота колебаний

будет тем больше, чем меньше индуктивность L и емкость С контура.

Открытый колебательный контур. Однако большая частота электромагнитных колебаний еще не гарантирует интенсивного излучения электромагнитных волн. В обычном контуре (его можно назвать закрытым) почти все магнитное поле сосредоточено внутри катушки, а электрическое — внутри конденсатора. Вдали от контура электромагнитного поля практически нет.

Такой контур очень слабо излучает электромагнитные волны.

Для получения электромагнитных волн Г. Герц использовал простое устройство, которое в его честь было названо вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур.

К открытому контуру можно перейти от закрытого, если постепенно раздвигать пластины конденсатора, уменьшая их площадь и одновременно уменьшая число витков в катушке. В конце концов получится просто прямой провод. Это и есть открытый колебательный контур.

Емкость и индуктивность вибратора Герца малы? gотому соответствующая им частота колебаний весьма велика.

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

В открытом контуре заряды не сосредоточены на его концах, а распределены по всему проводнику. Ток в данный момент времени во всех сечениях проводника направлен в одну и ту же сторону, но сила тока неодинакова в различных сечениях проводника. На концах она равна нулю, а посредине достигает максимума.

Электромагнитное поле охватывает все пространство вблизи контура.

Для возбуждения колебаний в таком контуре во времена Герца поступали так. Провод разрезали посредине с таким расчетом, чтобы оставался небольшой воздушный промежуток, называемый искровым.

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента Обе части проводника заряжали до высокой разности потенциалов. Когда разность потенциалов превышала некоторое предельное значение, проскакивала искра, цепь замыкалась, и в открытом контуре возникали колебания. Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

  • Колебания в открытом контуре затухают по двум причинам: во-первых, вследствие наличия у контура активного сопротивления; во-вторых, из-за того, что вибратор излучает электромагнитные волны и теряет при этом энергию.
  • После того как колебания прекращаются, оба проводника вновь заряжают от источника до наступления пробоя искрового промежутка, и все повторяется сначала.
  • В настоящее время для получения незатухающих колебаний в открытом колебательном контуре его связывают индуктивно с колебательным контуром генератора на транзисторе или генератора другого типа.
  • Опыты Герца
Читайте также:  Термодинамические параметры состояния системы - справочник студента

Герц получал электромагнитные волны, возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. Только колебания в вибраторе совершает не одна заряженная частица, а огромное число электронов, движущихся согласованно.

В электромагнитной волне векторы и перпендикулярны друг другу.

В данном случае вектор лежит в плоскости, проходящей через вибратор, а вектор перпендикулярен этой плоскости. Излучение волн происходит с максимальной интенсивностью в направлении, перпендикулярном оси вибратора.

Вдоль этой оси излучения не происходит.

Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора (резонатора), представляющего собой такое же устройство, как и излучающий вибратор.

Под действием переменного электрического поля электромагнитной волны в приемном вибраторе возбуждаются колебания тока. Если собственная частота приемного вибратора совпадает с частотой электромагнитной волны, наблюдается резонанс.

Колебания в резонаторе происходят с большей амплитудой при расположении его параллельно излучающему вибратору.

Герц обнаружил эти колебания, наблюдая искорки в очень маленьком промежутке между проводниками приемного вибратора.

Ученый не только получил электромагнитные волны, но и открыл, что они ведут себя подобно другим видам волн. В частности, он наблюдал отражение электромагнитных волн от металлического листа и сложение волн.

  1. При сложении волны, идущей от вибратора, с волной, отраженной от металлического листа, образуются максимумы и минимумы амплитуды колебаний — так называемая интерференционная картина.
  2. Скорость электромагнитных волн

Если перемещать резонатор, можно найти положения максимумов и определить длину волны.

В опытах Герца длина волны составляла несколько десятков сантиметров. Вычислив собственную частоту электромагнитных колебаний вибратора, Герц смог определить скорость электромагнитной волны по формуле υ = λv. Она оказалась приближенно равной скорости света: c ≈ 300 000 км/с.

  • Опытами Герца были блестяще подтверждены предсказания Максвелла.
  • Итак, для излучения электромагнитных волн нужно создать электромагнитные колебания высокой частоты в открытом колебательном контуре.
  • Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин

Следующая страница «Плотность потока электромагнитного излучения» Назад в раздел «Физика — 11 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин»

Электромагнитные волны. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика

Что такое электромагнитная волна — Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн — Плотность потока электромагнитного излучения — Изобретение радио А. С. Поповым.

Принципы радиосвязи — Модуляция и детектирование — Свойства электромагнитных волн — Распространение радиоволн — Радиолокация — Понятие о телевидении.

Развитие средств связи — Краткие итоги главы

Источник: http://class-fizika.ru/11_42.html

Вибратор герца

Вибратор Герца. Излучение электромагнитных волн - Справочник студента

Вибратор Герца — это открытый колебательный контур, который состоит из двух разделенных небольшим промежутком стержней. Стержни подключаются к источнику высокого напряжения, который создает искру в промежутке между ними.

В вибраторе Герца возбуждаются колебания быстропеременного тока, благодаря которым он излучает электромагнитные волны.

Именно вибратор Герца использовали А. С. Попов и Г. Маркони в 1895— 1896 гг. Его применили как передатчик в первых практических схемах радиосвязи.

С началом изучения мощных источников генерации коротких электромагнитных волн и магнетронов в XX в. вибратор Герца стал активно использоваться в УКВ-диапазоне.

В 1886—1889 гг. Г. Герц проводил опыты, в результате которых должно было подтвердиться утверждение Дж. Максвелла о существовании электромагнитных волн и их основных свойствах.

Две сферы или цилиндра диаметром 10— 30 см, в других опытах — металлические листы со стороной 40 см, Герц укреплял на концах стержня, разрезанного посередине.

На разрезах помещались полированные шарики, между которыми образовывался промежуток в несколько миллиметров шириной.

Концы половин стержня в месте разреза оканчивались небольшими полированными шариками, образуя искровой промежуток в несколько миллиметров. Цилиндры или листы присоединялись к источнику высокого напряжения, который заряжал листы положительными и отрицательными зарядами.

Электрическая искра, возникающая в промежутке вибратора, уменьшает сопротивление. Пока искра существует, в вибраторе возникают затухающие колебания с высокой частотой.

Излучение электромагнитных волн происходит из-за того, что вибратор не что иное, как открытый колебательный контур.

Вибратор Герца был назван именем своего создателя во время самых решающих опытов, когда он устанавливал поляризацию волн. Для этого необходимо было получить более короткие волны, чем предыдущие — 4,5 м.

Для этого Герц использовал медные стержни длиной 9 см и диаметром 3 см. Медные шары на концах стержней были диаметром 4 см. В результате этого опыта Герц получил волны длиной 60 см, частотой 500 МГц.

Чтобы обнаружить электромагнитные волны, Герц, по примеру приемного вибратора, создал излучающий вибратор, или резонатор. По сути, он представлял собой то же самое устройство, что приемный, но функции его отличались.

В приемном вибраторе колебания тока возбуждаются под действием переменного электрического поля. При совпадении частоты вибратора с частотой электромагнитной волны в нем возрастает амплитуда колебаний.

Герц регистрировал их, наблюдая в промежутке между проводниками приемного вибратора искорки.

Вибратор, по замыслу Герца, увеличил частоту колебаний волн в сотни раз, что помогло наблюдать быстрые электромагнитные колебания в лабораторных условиях. Он доказал, что, как и световые волны, электромагнитные могут преломляться, отражаться, интерферировать и поляризовываться. Герц измерил длину волн и рассчитал их скорость распространения.

Категория: Промышленность на В 

Источник: https://enciklopediya-tehniki.ru/vibrator-gerca.html

Электромагнитные волны. Опыты Герца. Излучения

Электромагнитные волны (ЭМВ) – это электромагнитное поле, которое распространяется с разной скоростью в зависимости от среды. Скорость распространения таких волн в вакуумном пространстве равна световой скорости. ЭМВ могут отражаться, преломляться, подвергаться дифракции, интерференции, дисперсии и др.

Электромагнитные волны

Электрический заряд приводится в колебания по линии подобно пружинному маятнику с очень высокой скоростью. В это время электрическое поле вокруг заряда начинает меняться с периодичностью, равной периодичности колебаний этого заряда.

Непостоянное электрическое поле обусловит появление непостоянного магнитного поля. Оно в свое время породит меняющееся c определенными периодами электрическое поле на большей дистанции от электрического заряда.

Описанный процесс будет происходить еще не один раз.

В итоге появляется целая система непостоянных электрических и магнитных полей около электрического заряда. Они оцепляют все большие площади пространства вокруг до определенного предела.

Это и есть электромагнитная волна, которая распределяется от заряда во все стороны. В каждой отдельно взятой точке пространства оба поля изменяются с разными временными периодами.

До точки, расположенной близко к заряду, колебания полей добираются быстро. До более отдаленной точки – позднее.

Необходимым условием для появления электромагнитных волн является ускорение электро-заряда. Его скорость должна изменяться со временем. Чем выше ускорение движущегося заряда, тем более сильное излучение имеют ЭМВ.

Электромагнитные волны излучаются поперечно – вектор напряженности электрического поля занимает место под 90 градусов к вектору индукции магнитного поля. Оба эти вектора идут под 90 градусов к направлению ЭМВ

О факте наличия электромагнитных волн писал еще Майкл Фарадей в 1832 году, но теорию электромагнитных волн вывел Джеймс Максвелл в 1865 году. Обнаружив, что скорость распространения электромагнитных волн равняется известной в те времена световой скорости, Максвелл выдвинул обоснованное предположение о том, что свет – это не что иное, как электромагнитная волна.

Однако опытным путем подтвердить правильность максвелловской теории удалось лишь в 1888 году. Один немецкий физик не поверил Максвеллу и решил опровергнуть его теорию.

Однако проведя экспериментальные исследования, он только подтвердил их существование и опытным путем доказал, что ЭМВ и вправду есть.

Благодаря своим работам по исследованию поведения электромагнитных волн, он прославился на весь мир. Его звали Генрих Рудольф Герц.

Опыты Герца

Высокочастотные колебания, которые существенно превышают частоту тока в наших розетках, возможно произвести с помощью катушки индуктивности и конденсатора. Частота колебаний будет увеличиваться при уменьшении индуктивности и емкости контура.

Правда, не все колебательные контуры позволяют извлечь волны, которые можно легко обнаружить. В закрытых колебательных контурах происходит обмен энергией между емкостью и индуктивностью, а количество энергии, которое уходит в окружающую среду для создания электромагнитных волн слишком мало.

Как увеличить интенсивность электромагнитных волн, чтобы появилась возможность их детектировать? Для этого нужно увеличить расстояние между обкладками конденсатора. А сами обкладки уменьшить в размере.

Потом еще раз увеличить и еще раз уменьшить. До тех пор, пока мы не придем к прямому проводу, только немного необычному. У него есть одна особенность – нулевая сила тока на концах и максимальная в середине.

Это называется открытый колебательный контур.

Экспериментируя, Генрих Герц пришел к открытому колебательному контуру, который назвал «вибратором».

Он представлял из себя два шара-проводника диаметром около 15 сантиметров, монтированных на концах рассеченного пополам стержня из проволоки.

Посередине, на двух половинах стержня также находятся два шарика меньшего размера. Оба стержня подключались к индукционной катушке, которая выдавала высокое напряжение.

Вот как работает прибор Герца. Индукционная катушка создает очень высокое напряжение и выдает разноименные заряды шарам. Через некий отрезок времени в зазоре между стержнями возникает электрическая искра. Она снижает сопротивление воздуха между стержнями и в контуре появляются затухающие колебания высокой частоты. А, так как, вибратор у нас является открытым колебательным контуром он начинает излучать при этом ЭМВ

Чтобы детектировать волны используется устройство, которое Герц назвал «резонатор». Оно представляет собой разомкнутое кольцо или прямоугольник. На концах резонатора было установлено два шарика.В своих опытах Герц пытался найти правильные размеры для резонатора, его положение относительно вибратора, а также расстояние между ними. При правильно подобранном размере, положении и дистанции между вибратором и резонатором возникал резонанс. В этом случае электромагнитные волны, которые испускает контур производят электрическую искру в детекторе.

С помощью подручных средств, а именно, листа железа и призмы, сделанной из асфальта, этому невероятно находчивому экспериментатору удалось вычислить длины распространяемых волн, а также скорость, с которой они распространяются. Он также обнаружил, что эти волны ведут себя точно так же, как и остальные, а значит могут отражаться, преломляться, быть подвержены дифракции и интерференции.

Применение

Исследования Герца привлекли внимание физиков по всему миру. Мысли о том, где можно применить ЭМВ возникали у ученых то тут, то там.

Радиосвязь – способ передачи данных путем излучения электромагнитных волн частотой от 3×104 до 3×1011 Герц

В нашей стране родоначальником радиопередачи электромагнитных волн стал Александр Попов. Сначала он повторял опыты Герца, а затем воспроизводил опыты Лоджа и построил собственную модификацию первого в истории радиоприемника Лоджа. Главное отличие приемника Попова заключается в том, что он создал устройство с обратной связью.

В приемнике Лоджа использовалась стеклянная трубка с опилками из металла, которые меняли свою проводимость под действием электромагнитной волны. Однако он срабатывал лишь раз, а, чтобы зафиксировать еще один сигнал, трубку надо было встряхнуть.

В приборе Попова волна, достигая трубки включала реле, по которому срабатывал звонок и приводилось в работу устройство, ударявшее молоточком по трубке. Оно встряхивало металлические опилки и тем самым давало возможность зафиксировать новый сигнал.

Радиотелефонная связь – передача речевых сообщений посредством электромагнитных волн

В 1906 году был изобретен триод и уже через 7 лет был создан первый ламповый генератор незатухающих колебаний. Благодаря этим изобретениям стала возможна передача коротких и более длинных импульсов ЭМВ, а также изобретение телеграфов и радиотелефонов.

Звуковые колебания, которые передаются в трубку телефона перестраиваются в электрический заряд той же формы посредством микрофона. Однако звуковая волна – это всегда волна низкочастотная, чтобы электромагнитные волны в достаточной степени сильно излучалась у нее должна быть высокая частота колебания. Изобретатели решили эту проблему очень просто.

Высокочастотные волны, которые вырабатываются генератором, применяются для передачи, а низкочастотные звуковые волны применяются для модуляции высокочастотных волн. Другими словами, звуковые волны изменяют некоторые характеристики высокочастотных волн.

Итак, это были первые приборы, сконструированные на принципах электромагнитного излучения.

А вот где электромагнитные волны можно встретить сейчас:

  • Мобильная связь, Wi-Fi, телевидение, пульты ДУ, СВЧ-печи, радары и др.
  • ИК приборы ночного видения.
  • Детекторы фальшивых денег.
  • Рентгеновские аппараты, медицина.
  • Гамма-телескопы в космических обсерваториях.

Как видно, гениальный ум Максвелла и необычайная изобретательность и работоспособность Герца дали начало целому ряду приборов и бытовых вещей, которые сегодня являются неотъемлемой частью нашей жизни.

Электромагнитные волны делятся по диапазону частот, правда, весьма условно.

В следующей таблице вы можете видеть классификацию электромагнитного излучения по диапазону частот.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrotehnika/raschjoty/elektromagnitnye-volny/

Презентация на тему: Тема 23
Излучение электромагнитных волн. Опыты Герца, вибратор Герца

1

Первый слайд презентации

Тема 23
Излучение электромагнитных волн. Опыты Герца, вибратор Герца. Изобретение радиосвязи А. С. Поповым. Принцип радиосвязи и радиолокации

2

Слайд 2

ОГЛАВЛЕНИЕ
23.1. Излучение электромагнитных волн.
23.2. Опыты Герца, вибратор Герца.
23.3. Изобретение радиосвязи А. С. Поповым. Принцип радиосвязи и радиолокации.

3

Слайд 3

23.1. Излучение электромагнитных волн
Как известно, электрические колебания могут быть созданы в колебательном контуре. При этом заметного излучения электромагнитных волн не происходит, т. к.

взаимопревращения энергии электрического и магнитного полей локализованы в объемах конденсатора и катушки индуктивности. Для испускания электромагнитных волн в пространство необходимо преобразовать закрытый колебательный контур в открытый.
Рис. 23.1.

Электромагнитные волны, как и волны другого происхождения, имеют способность отражаться, поглощаться, преломляться. Эти явления можно пронаблюдать в следующих опытах.

4

Слайд 4

Опыт 23.1. Основные демонстрации с генератором сантиметровых волн (длина волны 2-3 см)
Оборудование:
Комплект аппаратуры для изучения свойств электромагнитных волн.
Выпрямитель ВУП — 1.
Усилитель низкой частоты.
Громкоговоритель.
Провода соединительные.

Электрические колебания генератора поступают на излучатель, сделанный в виде рупора. Затем они распространяются в направлении, в котором направлен рупор.

Приемная антенна, выполненная также в виде рупора, принимает волну, а кремниевый диод детектирует ее, после чего принятый сигнал усиливается и подается на громкоговоритель. По громкости звука можно судить о приеме волны.

5

Слайд 5

1. Поглощение электромагнитных волн.
Добившись хорошей слышимости звука из громкоговорителя, помещаем между рупорами диэлектрические тела, при этом наблюдается значительное понижение громкости звука, т.е. диэлектрики поглощают электромагнитные волны.
Рис. 23.2.

6

Слайд 6

2. Отражение электромагнитных волн.
Рупоры поворачивают вверх, при этом волна перестает регистрироваться (звук пропадает). Но если над рупорами поместить металлическую пластинку, то звук появляется. Это объясняется тем, что электромагнитная волна, отразившись от пластинки, снова попала в рупор-приемник.
Рис. 23.3.

7

Слайд 7

3. Преломление электромагнитных волн.
Как и во втором опыте, рупоры развернуты вверх, но вместо металлической пластинки помещают эбонитовую призму, звук снова появляется. Это говорит о том, что электромагнитная волна способна преломляться.
Рис. 23.4.

8

Слайд 8

4. Интерференция электромагнитных волн.
Рупоры, как и в первом случае, направлены друг на друга, но также под ними расположена металлическая пластинка.

В результате громкость звука в зависимости от положения пластинки либо усиливается, либо ослабляется.. Это явление объясняется интерференцией волн.

В зависимости от разности хода волн меняется амплитуда результирующей волны, а как следствие этого и громкость звука.
Рис. 23.5.

9

Слайд 9

5. Поперечность электромагнитной волны.
Рупоры направлены друг на друга, но между ними установлена решетка с вертикальным расположением прутьев.

Если менять ориентацию прутьев, то громкость звука будет меняться, достигая при одном положении максимума, а при другом — минимума Причем, прутья решетки в первом случае будут перпендикулярны прутьям решетки во втором случае.

Это объясняется тем, что электромагнитные волны являются поперечными.
Рис. 23.6.
К оглавлению

10

Слайд 10

23.2. Опыты Герца, вибратор Герца
Первые опыты с несветовыми электромагнитными волнами были осуществлены Г. Герцем в 1888 г. Для получения волн Герц применил изобретенный им вибратор, состоящий из двух стержней, разделенных искровым промежутком.

При подаче на вибратор высокого напряжения от индукционной катушки в промежутке проскакивала искра. Она закорачивала промежуток, и в вибраторе возникали затухающие электрические колебания (рис. 23.

7; показанные на рисунке дроссели предназначались для того, чтобы высокочастотный ток не ответвлялся в обмотку индуктора). За время горения искры успевало совершиться большое число колебаний, порождавших цуг электромагнитных волн, длина которых приблизительно в два раза превышала длину вибратора.

Помещая вибраторы разной длины в фокусе вогнутого параболического зеркала, Герц получал направленные плоские волны, длина которых составляла от 0,6 м до 10 м.
Рис. 23.7.

11

Слайд 11

Исследование излучаемой волны Герц осуществлял также при помощи полуволнового вибратора с небольшим искровым промежутком посредине. При размещении такого вибратора параллельно вектору напряженности электрического поля волны в нем возбуждались колебания тока и напряжения.

Поскольку длина вибратора выбиралась равной  /2, колебания в нем вследствие резонанса достигали такой интенсивности, что вызывали проскакивание в искровом промежутке небольших искр.

Читайте также:  Учет акцизного сбора - справочник студента

С помощью больших металлических зеркал и асфальтовой призмы (размером более 1 м и массой 1200 кг) Герц осуществил отражение и преломление электромагнитных волн и обнаружил, что оба эти явления подчиняются законам, установленным в оптике для световых волн.

Отразив бегущую плоскую волну с помощью плоского металлического зеркала в обратном направлении, Герц получил стоячую волну. Расстояние между узлами и пучностями волны позволило определить длину волны . Умножив  на частоту колебаний вибратора , можно было найти скорость электромагнитных волн, которая оказалась близкой к с.

Располагая на пути волн решетку из параллельных друг другу медных проволок, Герц обнаружил, что при вращении решетки вокруг луча интенсивность волн, прошедших сквозь решетку, сильно изменяется. Когда проволоки, образующие решетку, были перпендикулярны к вектору Е, волна проходила сквозь решетку без помех. При расположении проволок параллельно Е волна сквозь решетку не проходила. Таким образом была доказана поперечность электромагнитных волн.
К оглавлению

12

Слайд 12

23.3. Изобретение радиосвязи А. С. Поповым. Принцип радиосвязи и радиолокации
7 мая 1895 года на заседании Физико-химического Русского общества в Петербурге Попов продемонстрировал действие своего прибора.

В качестве детали, непосредственно чувствующей электромагнитные волны, Попов представил когерер — прибор, представляющий собой стеклянную трубку с двумя электродами, в которую помещены мелкие металлические опилки. Действие прибора основано на влиянии электромагнитных волн на металлические порошки.

В обычных условиях когерер обладает большим сопротивлением, так как опилки имеют множество контактов друг с другом.
Прошедшая электромагнитная волна создает в когерере переменный ток высокой частоты, между опилками проскакивают мельчайшие искорки, которые сцепляют опилки, в результате чего сопротивление прибора падает (в сотни раз).

Снова вернуть прибору большое сопротивление можно, если встряхнуть его. Попов использовал звуковое устройство для встряхивания когерера после приема сигнала. Цепь электрического звонка замыкалась с помощью чувствительного реле в момент прихода волны. С окончанием приема волны работа звонка прекращалась, т.к.

молоточек звонка ударял не только по звонковой чаше, но и по когереру. Чтобы повысить чувствительность аппарата, Попов один из выводов заземлил, а другой присоединил к высоко поднятому куску проволоки, создав тем самым первую антенну для беспроволочной связи.

13

Слайд 13

Рис. 23.8.
Изобретение А. С. Попова было в первую очередь использовано для создания радиосвязи или, как тогда говорили, беспроволочного телеграфа (рис. 23.9).
Рис. 23.9.

14

Слайд 14

Основными процессами при этом являются модуляция и детектирование.
Модуляция — процесс изменения низкочастотными колебаниями высокочастотных, когда меняется либо амплитуда, либо частота, либо фаза волны либо и то и другое. Детектирование (демодуляция) —обратный процесс. При этом выделяются низкочастотные колебания.

В дальнейшем радио нашло широкое применение в технике и научных исследованиях. Достаточно указать такие направления как радиолокация и радиопеленгация, радиоастрономия, радиоспектроскопия и т. д.
Процесс радиолокации заключается в прокладывании курса наземных, морских и воздушных судов по радиосигналу, испускаемому специальным радиомаяком.

Для этих целей используются короткие и ультракороткие волны, хорошо распространяющиеся в атмосфере вдоль заданного направления.

15

Слайд 15

РАДИО И ТЕЛЕВИДЕНИЕ — передача и прием аудио- и видеоинформации с помощью электромагнитных волн. Электромагнитные волны, используемые для радио- и телевещания, модулируются сигналами передаваемых программ.
Создателем первой системы обмена информацией с помощью радиоволн традиционно считается итальянский инженер Гульельмо Маркони (1896).

Однако у Маркони, были предшественники. В России «изобретателем радио» считается А. С. Попов, создавший в 1895 г. практичный радиоприёмник. В США таковым считается Никола Тесла, запатентовавший в 1893 году радиопередатчик, а в 1895 г. приёмник.

Первым же изобретателем способов передачи и приёма электромагнитных волн (которые длительное время назывались «Волнами Герца — Hertzian Waves»), является сам их первооткрыватель, немецкий учёный Генрих Герц (1888).
Технологии телевидения не были изобретены одним человеком и за один раз. В основе телевидения лежит открытие фотопроводимости селена, сделанное Уиллоуби Смитом (англ.

Willoughby Smith) в 1873 году. Изобретение сканирующего диска Паули Нилковым в 1884 году послужило толчком в развитии механического телевидения, которое пользовалось популярностью вплоть до 1930-х годов.

Первый патент на используемое сейчас электронное телевидение получил профессор Петербургского технологического института Борис Розинг, который подал заявку на патентование «Способа электрической передачи изображения» 25 июля 1907 года. Однако ему удалось добиться только передачи на расстояние неподвижного изображения — в опыте от 9 мая 1911 года.

16

Последний слайд презентации: Тема 23
Излучение электромагнитных волн. Опыты Герца, вибратор Герца

РАДИОЛОКАЦИЯ — метод обнаружения и определения местонахождения объектов посредством радиоволн. Эти волны излучаются радиолокационной станцией, отражаются от объекта и возвращаются на станцию, которая анализирует их, чтобы точно определить место, где находится объект.
Одним из первых важных применений радиолокации были поиск и дальнее обнаружение.

Ракеты с радиолокационным наведением оснащаются для выполнения боевых задач специальными автономными устройствами.
Океанские суда используют радиолокационные системы для навигации. На промысловых траулерах радиолокатор находит применение для обнаружения косяков рыбы.

На самолетах радиолокаторы используют для решения ряда задач, в том числе для определения высоты полета относительно земли. В аэропортах радиолокаторы применяются для управления воздушным движением и посадки самолета в условиях плохой видимости. Радиолокация применяется для прогнозирования погоды.

В космических исследованиях радиолокаторы применяют для управления полетом ракет-носителей и слежения за спутниками и межпланетными космическими станциями.
К оглавлению

Источник: https://slide-share.ru/tema-23izluchenie-ehlektromagnitnikh-voln-opiti-gerca-vibrator-gerca-121070

"Электромагнитные волны. Излучение электромагнитных волн. Опыты Герца" Физика 9 класс

Тема: Электромагнитные волны. Излучение электромагнитных волн. Опыты Герца

  • Цель: познакомить учащихся с понятием электромагнитной волны.
  • Тип урока: Комбинированный
  • Ход урока:

I. Организационный момент.

II. Проверка домашнего задания. 

III. Изучение нового материала.

«Электромагнитные волны и их свойства»Гипотеза Максвелла. На основе представлений Майкла Фарадея об электрических и магнитных полях английский физик Джеймс Клерк Максвелл создал теорию электромагнетизма. По представлениям Фарадея, любые изменения магнитного поля порождают вихревое электрическое поле.

Например, при движении магнита по направлению чёрной стрелки вокруг изменяющегося магнитного поля, обозначенного незамкнутыми силовыми линиями, возникает вихревое электрическое поле, обозначенное замкнутой силовой линией.Максвелл в 1864 г.

предположил, что и любое изменение электрического поля сопровождается возникновением вихревого магнитного поля. Силовые линии этого поля замкнуты, они расположены вокруг силовых линий переменного электрического поля точно так же, как вокруг проводников с электрическим током.

Это значит, что при прохождении переменного тока между пластинами плоского конденсатора вокруг изменяющегося электрического поля должно возникать вихревое магнитное поле. 

Согласно гипотезе Максвелла процесс взаимного порождения изменяющимся электрическим полем магнитного поля и изменяющимся магнитным полем электрического поля может неограниченно распространяться, захватывая всё новые и новые области пространства.

Распространяющиеся в пространстве переменные электрическое и магнитное поля, порождающие взаимно друг друга, называются электромагнитной волной.Скорость распространения электромагнитных волн.

Максвелл на основе своей теории математически доказал, что в вакууме скорость с электромагнитной волны должна быть равна:с = 299 792 458 м/с ~ 300 000 км/с.

Для подтверждения гипотезы Максвелла о существовании электромагнитного поля необходимо было экспериментальное открытие электромагнитных волн.  Открытие электромагнитных волн. Электромагнитные волны были открыты немецким физиком Генрихом Герцем в 1887 г.

В своих опытах Герц использовал два металлических стержня с шарами на концах, в которых при электрическом разряде возникали такие электромагнитные колебания, как в электрическом контуре.

Герц обнаружил, что при подаче высокого напряжения между шарами 1 происходил электрический разряд и одновременно на некотором расстоянии от них возникала искра между шарами 2 на концах проволочной рамки. Это доказывало, что при электрических колебаниях в электрическом контуре в пространстве возникает вихревое переменное электромагнитное поле. Это поле создаёт электрический ток в витке проволоки.

Измерив частоту ν гармонических колебаний в контуре и длину λ электромагнитной волны, Герц определил скорость электромагнитной волны:v = λ· νЗначение скорости электромагнитной волны, полученной в эксперименте Герца, совпало со значением скорости электромагнитной волны по гипотезе Максвелла. Так представления Фарадея о существовании электрических и магнитных полей как физической реальности получили экспериментальное подтверждение.Силовые линии электрического и магнитного полей в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.Свет — электромагнитная волна. Вычисленная на основании гипотезы Максвелла скорость электромагнитной волны совпала с наблюдаемой в опытах скоростью света. Это совпадение позволило предположить, что свет является одним из видов электромагнитных волн.

Просмотр видео

Вопросы для закрепления.1. Какую гипотезу высказал Максвелл при создании теории электромагнетизма?2. Какой эксперимент послужил доказательством правильности теории близкодействия?3. Как Герц измерил скорость электромагнитной волны?4. Какой факт является доказательством того, что свет — электромагнитная волна?

5. Что такое электромагнитная волна? Что в ней происходит, т.е. какова природа этого физического объекта?

 Выводы.Электромагнитная волна представляет собой распространение в пространстве с течением времени переменных (вихревых) электрических и магнитных полей.

Электромагнитные волны изучаются колеблющимися зарядами, при этом существенно, что скорость движения таких зарядов меняется со временим, т.е. они движутся с ускорением.

Электромагнитное поле излучается заметным образом не только при колебании заряда, но и при любом быстром изменении его скорости. Причем интенсивность излучения волны тем больше, чем больше ускорение, с которым движется заряд.

Векторы Е и В в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения волны. Электромагнитная волна является поперечной. Максвелл был глубоко убежден в реальности электромагнитных волн, но не дожил до их экспериментального обнаружения.

Лишь через 10 лет после его смерти электромагнитные волны экспериментально получены Герцем. ЭМВ, таким образом, возникают при ускоренном движении заряженных частиц. 

v = λ· νНовый материал «Свойства электромагнитных волн»Виды и свойства электромагнитных излученийРадиоволны. Электромагнитные волны с длиной волны примерно от одного миллиметра до нескольких километров называются радиоволнами. Радиоволны излучаются антеннами радио- и телепередатчиков, радиолокаторов, мобильными телефонами, грозовыми разрядами, звёздами и веществом в межзвёздном пространстве.  Инфракрасное излучение. Электромагнитные волны с длиной волны примерно от 1 мм до 0,8 мкм называются инфракрасным излучением. Любые тела при нагревании вследствие теплового движения заряженных частиц внутри их испускают электромагнитное излучение. При температуре от —263 до -3000 °С основная часть электромагнитного излучения относится к области инфракрасного излучения.Органы чувств человека воспринимают инфракрасное излучение как тепло, идущее от горячих предметов. Инфракрасное излучение применяется в технике для прогревания и сушки материалов и изделий.  Видимый свет. При температуре от -3000 до -10000 °С, какую имеют поверхности Солнца и звёзд, в составе излучений любых тел имеются электромагнитные волны с длиной волны примерно от 0,8 до 0,4 мкм. Это излучение видит глаз человека, поэтому его называют видимым светом.  Ультрафиолетовое излучение. При температуре вещества выше -10 000 °С значительная часть излучения приходится на ультрафиолетовое излучение. Ультрафиолетовым излучением называются электромагнитные волны с длиной волны от 0,4 до 0,01 мкм. Оно обладает большой биологической активностью. Под действием ультрафиолетового излучения погибают болезнетворные бактерии и вирусы. Это его свойство используется в медицине для обработки инструментов и материалов.Из-за биологической активности ультрафиолетовое излучение может быть опасным для человека. Поэтому излишнее солнечное облучение кожи вредно для здоровья человека из-за наличия ультрафиолетового излучения в составе солнечного света.Рентгеновские лучи. Электромагнитные излучения с длиной волны менее 0,01 мкм называютрентгеновским излучением или рентгеновскими лучами. Это излучение возникает при торможении быстрых электронов в веществе или при переходах электронов внутри атомов с одной орбиты на другую.Рентгеновские лучи при прохождении через вещество обладают большой проникающей способностью. Это их свойство используется в медицине для получения снимков костного скелета человека (рис. 28.6).Гамма-излучение. Электромагнитные излучения с длиной волны менее 0,01 мкм, испускаемые атомными ядрами или элементарными частицами при их превращениях, называют гамма-излучением или гамма-лучами. Рентгеновское и гамма-излучения обладают сильным биологическим действием и при больших дозах могут принести серьёзный вред живому организму. Их угнетающее действие на живые клетки используется в медицине для подавления развития злокачественных опухолей.  Свойства электромагнитных волн. Исследования показали, что электромагнитные волны отражаются от любых проводящих тел. Переменное электрическое поле падающей электромагнитной волны возбуждает вынужденные колебания свободных зарядов в проводнике, колебания электрических зарядов порождают отраженную волну.Свойство отражения электромагнитных волн используется на практике для определения местоположения кораблей и самолётов, ракет и космических кораблей.Устройства, посылающие радиоволны в заданном направлении и принимающие отражённый сигнал, называются радиолокаторами. С помощью радиолокатора расстояние / до самолёта определяют путем измерения интервала времени t между моментами отправления электромагнитной волны и возвращения отражённой волны. Искомое расстояние l равно: 

  1. l = с/t, где с — скорость распространения радиоволн. 
  2. При переходе электромагнитной волны из одного диэлектрика в другой может изменяться направление её распространения. Это явление называется 

преломлением волн. Преломление происходит из-за изменения скорости распространения волн при переходе из одного диэлектрика в другой.У края препятствия электромагнитные волны могут отклоняться от прямолинейного пути распространения. Это явление называется дифракцией волн.Если на пути электромагнитной волны находится экран с двумя отверстиями, то в различных точках за экраном в результате сложения колебаний от двух источников амплитуда колебаний может иметь различное значение в зависимости от разности расстояний до двух источников. Это явление называется интерференцией волн.Практическая работа «Исследование свойств электромагнитных волн»Оборудование: два мобильных телефона, пластмассовая или стеклянная коробка с крышкой, металлическая фольга.Исследуйте способность электромагнитных волн проникать сквозь преграды из диэлектрика и металла.Порядок выполнения заданияПроверьте способность мобильного телефона принимать электромагнитные волны от станции мобильной связи. Для этого позвоните на первый телефон со второго телефона.

Положите первый телефон 

в пластмассовую коробку с крышкой и снова позвоните на него со второго телефона. Сделайте вывод: способны ли электромагнитные волны проникать сквозь преграды из диэлектрика?

Заверните первый телефон в два слоя металлической фольги и снова позвоните на него со второго телефона. Сделайте вывод: способны ли электромагнитные волны проникать сквозь преграды из металла?Обобщение и закрепление.

Сейчас мы знаем, что все пространство вокруг нас буквально пронизано электромагнитными волнами разных частот.В настоящее время все электромагнитные волны разделены по длинам волн (и, соответственно, по частотам) на шесть основных диапазонов.

Электромагнитные волны разных частот отличаются друг от друга.

Какое 

  ЭМ излучение имеет наибольшую длину волны, частоту? Наименьшую длину волны, частоту?Получаются с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов.Свойства: радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства дифракции и интерференции.Применение:Радиосвязь, телевидение, радиолокация.Инфракрасное излучение (тепловое)Излучается атомами или молекулами вещества. Инфракрасное излучение дают все тела при любой температуре. Свойства:проходит через некоторые непрозрачные тела, а также сквозь дождь, дымку, снег, туман;производит химическое действие (фотопластинки);поглощаясь веществом, нагревает его;невидимо;способно к явлениям интерференции и дифракции;регистрируется тепловыми методами.

Применение: Прибор ночного видения, криминалистика, физиотерапия, II промышленности для сушки изделий, древесины, фруктов.Видимое излучение

Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом. Свойства: отражение, преломление, воздействует на глаз, способно к явлению дисперсии, интерференции, дифракции.Ультрафиолетовое излучениеИсточники: газоразрядные лампы с кварцевыми трубками. Излучается всеми твердыми телами, у которых температура 1000°С, а также светящимися парами ртути.Свойства: Высокая химическая активность, невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благоприятно влияет на организм человека (загар), но в больших дозах оказывает отрицательное воздействие, изменяет развитие клеток, обмен веществ.Применение: в медицине, в промышленности.Рентгеновские лучиИзлучаются при больших ускорениях электронов.

В 1895 г. немецкий физик Вильгельм Рентген открыл излучение, обладающее большой энергией и проникающей способностью, известное сегодня как 

рентгеновские лучи, которые возникают, когда катодные лучи (электроны), испускаемые отрицательным электродом (катодом) электронно-вакуумной лампы, ударяют в другую часть лампы во время высоковольтного разряда(свойства: интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших количествах вызывает лучевую болезнь.Применение: в медицине с целью диагностики заболеваний внутренних органов; в промышленности для контроля внутренней структуры различных изделий.Гамма-излучениеИсточники: атомное ядро (ядерные реакции)Свойства: имеют огромную проникающую способность, оказывают сильное биологическое воздействие.9. Решение задач1. На какой частоте работает радиостанция, передавая программу на волне 250 м? (1,2 МГц)2. На какой частоте суда передают сигнал бедствия (СОС) если по международному соглашению длина радиоволны этого сигнала должна быть равной 600 м? (500 кГц)3. Чему равна длина волн, посылаемых радиостанцией, работающей на частоте 1400 кГц? (214 м)4. Чему равен период колебаний в ЭМВ, распространяющейся в воздухе с длиной волны 3 м? (0,01 мкс)

IV. Закрепление учебного материала: Решение типовых задач на нахождение давления.

Рефлексия.

V. Домашнее задание: пар. 36 упр. 21 №3

VI. Оценки

Источник: https://infourok.ru/elektromagnitnie-volni-izluchenie-elektromagnitnih-voln-opiti-gerca-fizika-klass-1537694.html

Ссылка на основную публикацию