Электромагнитное поле. Электромагнитные волны и их свойства

Электрические и магнитные поля – проявление единого целого - электромагнитного поля.

Электромагнитное поле – особая форма материи, осуществляющая взаимодействие между заряженными частицами.

Электромагнитные волны представляют собой распространение электромагнитных полей в пространстве и времени.

Основные свойства электромагнитных волн
1. Электромагнитные волны излучаются колеблющимися зарядами.
Наличие ускорения - главное условие излучения электромагнитных волн.
2. Такие волны могут распространяться не только в газах, жидкостях и твердых средах, но и в вакууме. Скорость электромагнитных волн в вакууме с=300000 км/с.

3. Электромагнитная волна является поперечной.

4. Силовые лини электрического и магнитного полей в электромагнитной волне являются замкнутыми. Такие поля называют вихревыми.

5. При переходе из одной среды в другую частота волны не изменяется.

6. При переходе из одной среды в другую изменяется длина электромагнитной волны.
7. Поглощение электромагнитных волн.

Электромагнитные волны могут поглощаться веществом.

При этом в диэлектрике происходит уменьшение скорости волны.

 

 

Если на пути волны диэлектрик, то прием хороший, то есть диэлектрик слабо отражает и слабо поглощает электромагнитные волны

 

 

8. Преломление электромагнитных волн

Электромагнитные волны изменяют свое направление (преломляются) на границе диэлектрика.

 

Объяснение результатов опыта.

На границах раздела двух диэлектрических сред (воздуха и парафина) наблюдается преломление электромагнитных волн.

 

 

Для электромагнитных волн строго выполняются законы преломления (в данном примере диэлектрик - парафин)

 

 

9. Отражение электромагнитных волн.

Если на пути волны проводник, то электромагнитные волны хорошо отражаются и частично поглощаются (приема нет)

Для электромагнитных волн строго выполняются законы отражения

 

 

10. Дифракция электромагнитных волн.

Опыт. Расположим рупоры напротив друг друга. При включении генератора приемник отметит наличие сигнала. Поместим вблизи приемного рупора металлический диск. Приемник отметит отсутствие сигнала. Передвинем диск на середину расстояния между рупорами. Приемник отметит наличие сигнала.

 

Объяснение результатов опыта. Если расстояние между диском и приемным рупором мало, волна, хотя и огибает диск, но не попадает в рупор. При отодвигании диска волна, огибая его, смыкается и попадает в приемный рупор.

1)при L много больше длины волны в области волновой тени приема нет (дифракция не наблюдается)

2)если L соизмерима с длиной волны, то в области волновой тени слабый прием существует (дифракция наблюдается)

11. Интерференция электромагнитных волн.

Опыт. Направим излучающий рупор на два металлических листа, расположенные рядом друг с другом под углом, чуть меньшим 180°. Передвигая приемный рупор вокруг листов, мы обнаружим последовательное усиление и ослабление мощности принимаемой волны.

 

 

Объяснение результатов опыта. Испущенная излучателем волна при отражении от листов расщепляется на два пересекающихся потока. Накладываясь друг на друга, в некоторых областях пространства они усиливают друг друга, а в некоторых – ослабляют. В результате образуются чередующиеся области с колебаниями большой и малой энергии. Красными стрелками показаны примеры областей, где приемный рупор отметит максимумы колебаний поля. В промежутке между стрелками, а также слева и справа от них рупор отметит минимумы колебаний.

12. Поляризация электромагнитных волн.