Li skopriet mewġ elettromanjetiku? mewġ elettromanjetiku - mejda. Tipi ta 'mewġ elettromanjetiku

mewġ elettromanjetiku (Tabella li se jingħataw hawn taħt) jindikaw in-disturb ta 'l-kampi manjetiċi u elettriċi huma mqassma fl-ispazju. Dawn hemm diversi tipi. L-istudju ta 'dawn disturbi hija involuta fil-fiżika. mewġ elettromanjetiku huma ġġenerati minħabba l-fatt li l-kamp manjetiku elettriku alternanti jiġġenera, u dan imbagħad jiġġenera elettriku.

riċerka istorja

L-ewwel teorija, li jistgħu jiġu kkunsidrati l-varjanti eqdem ta 'mewġ elettromanjetiku ta' ipoteżi, huma mill-inqas fi żminijiet ta 'Huygens. Fil-ħin, l-ispekulazzjoni laħaq iżvilupp kwantifikata. Huygens fl 1678, is-sena pproduċiet tip ta ' "outline" teorija - "trattat dwar id-dinja". Fl 1,690 huwa ppubblikat ukoll xogħol ieħor eċċellenti. Ġie ddikjarat l-teorija kwalitattiva ta 'riflessjoni, rifrazzjoni fil-forma li fiha llum rappreżentata fil kotba tal-iskola ( "mewġ elettromanjetiċi", grad 9).

Flimkien ma 'dan ġie fformulat prinċipju Huygens ". Bil sar possibbli biex jistudjaw il-mozzjoni ta 'quddiem mewġa. Dan il-prinċipju tard jinstab iżvilupp tagħha fil-xogħlijiet ta Fresnel. prinċipju Huygens-Fresnel kien sinifikat speċjali fit-teorija tal diffrazzjoni u l-teorija mewġa ta 'dawl.

Fil 1660-1670 snin tal-ammont kbir ta 'kontribuzzjonijiet sperimentali u teoretiċi saru fl-istudju Hooke u Newton. Li skopriet mewġ elettromanjetiku? Lil min esperimenti saru biex tipprova l-eżistenza tagħhom? X'inhuma t-tipi differenti ta 'mewġ elettromanjetiku? Fuq din aktar tard.

Ġustifikazzjoni Maxwell

Qabel nitkellmu dwar li skopriet mewġ elettromanjetiku, għandu jingħad li l-ewwel xjenzjat li mbassra eżistenza tagħhom b'mod ġenerali, saret Faraday. ipoteżi tiegħu huwa mressqa fl-1832, is-sena. teorija kostruzzjoni sussegwentement involuti fil Maxwell. Sa 1865,-disa 'sena tkun lestiet l-impjieg. Bħala riżultat, Maxwell strettament formalizzat teorija matematika, li jiġġustifikaw l-eżistenza tal-fenomeni li qed jiġu kkunsidrati. Huwa kien ukoll ġie determinat veloċità ta 'propagazzjoni ta' mewġ elettromanjetiku, tikkoinċidi mal-valur mbagħad japplika veloċità tad-dawl. Dan, imbagħad, ippermetta lilu biex jissostanzja l-ipoteżi li dawl huwa tip ta 'radjazzjoni kkunsidrati.

sejbien sperimentali

teorija Maxwell kien ikkonfermat fl-esperimenti ta 'Hertz fl-1888. Għandu jingħad li l-fiżiċista Ġermaniż mexxa esperimenti tiegħu sabiex tirrifjuta l-teorija, minkejja bażi matematika tagħha. Madankollu, grazzi għall esperimenti tiegħu Hertz kienet l-ewwel li skopriet mewġ elettromanjetiku fil-prattika. Barra minn hekk, matul l-esperimenti tagħhom, xjentisti identifikaw il-proprjetajiet u l-karatteristiċi ta 'radjazzjoni.

Waves elettromanjetiċi Hertz irċieva minħabba l-serje polz eċitazzjoni ta fluss malajr fil-vibratur permezz ta 'sors ta' vultaġġ għoli. kurrenti frekwenza għolja jistgħu jiġu skoperti mill-ċirkwit. Il-frekwenza oxxillazzjoni fl-istess ikun l-ogħla, l-ogħla kapaċitanza u inductance. Iżda din il-frekwenza għolja huwa l-ebda fluss għoli garanzija. Biex twettaq esperimenti tagħhom, Hertz użat mezz pjuttost sempliċi, li issa hija msejħa - "antenna dipole". L-apparat huwa ċirkuwitu oxxillazzjoni tat-tip miftuħa.

Sewqan esperjenza Hertz

Reġistru radjazzjoni saret permezz tal-vibratur jirċievi. Dan il-mezz kellu l-istess struttura bħal dik tal-mezz li jarmi. Taħt l-influwenza ta 'mewġ elettromanjetiku elettriku alternanti eċċitazzjoni qasam varjazzjonijiet attwali seħħew fil-mezz riċevitur. Jekk f'dan il-mezz frekwenza naturali tagħha u l-frekwenza tal jikkoinċidu fluss, il-reżonanza jidhru. Bħala riżultat, disturb seħħew apparat għar-riċeviment b'amplitudni akbar. Riċerkatur jiskopri minnhom, jaraw il-xrar bejn kondutturi fi spazju żgħir.

Għalhekk, Hertz kienet l-ewwel li skopriet mewġ elettromanjetiku, wera l-abbiltà tagħhom biex jirriflettu sew fit-kondutturi. Huma kienu kważi jiġġustifika l-formazzjoni ta 'dawl permanenti. Barra minn hekk, Hertz determinat veloċità ta 'propagazzjoni ta' mewġ elettromanjetiku fl-arja.

L-istudju tal-karatteristiċi ta

mewġ elettromanjetiku propagate fi kważi l-ambjenti. Fl-ispazju, li huwa mimli b'sustanza ta 'radjazzjoni jistgħu f'xi każi jiġu distribwiti sew biżżejjed. Iżda huma ftit jbiddlu l-imġiba tagħhom.

mewġ elettromanjetiku fil-vakwu ddeterminat mingħajr attenwazzjoni. Dawn huma mqassma lill kwalunkwe distanza arbitrarju kbar. Il-karatteristiċi prinċipali jinkludu mewġ polarizzazzjoni, frekwenza u t-tul. Deskrizzjoni tal-propjetajiet titwettaq fil-qafas tal electrodynamics. Madankollu, il-karatteristiċi radjazzjoni ta 'xi reġjuni tal-ispettru jkunu ingaġġjati f'iktar speċifiċi f'żoni tal-fiżika. Dawn jinkludu, per eżempju, jistgħu jinkludu ottika.

Studju radjazzjoni elettromanjetika iebes ta 'mewġa qasira tmiem spettrali ta' l-punt huwa ddedikat għall-enerġija għolja. Minħabba d-dinamika ta 'ideat moderni ma jibqax awto-dixxiplina u flimkien ma' l-interazzjonijiet dgħajfa fil teorija wieħed.

Teorija applikati fl-istudju tal-proprjetajiet

Illum jeżistu diversi metodi għall-iffaċilitar immudellar u l-istudju tal-proprjetajiet ta 'wirjiet u vibrazzjonijiet. L-aktar fundamentali ta 'teorija ppruvata u kompleta tal electrodynamics quantum huwa meqjus. Minnu minn wieħed jew l-simplifikazzjonijiet oħrajn isir possibbli li tinkiseb il-metodi li ġejjin, li huma użati ħafna fl-oqsma varji.

Deskrizzjoni rigward radjazzjoni ta 'frekwenza baxxa fl-ambjent makroskopika titwettaq permezz ta' electrodynamics klassiku. Hija bbażata fuq l-ekwazzjonijiet Maxwell. Fl-applikazzjoni, hemm applikazzjonijiet biex jissimplifikaw. Meta kien qed janalizza l-ottika ottiċi użati. It-teorija mewġa huwa applikat f'każijiet fejn xi elementi tas-sistema ottika tad-daqs qrib il-wavelength. ottika satis jintużax meta proċessi tifrix sostanzjali, l-assorbiment ta 'photons.

ottiċi teorija ġeometrika --każ li jillimita fejn il-wavelength ta 'negliġenza permess. Hemm ukoll diversi sezzjonijiet applikati u fundamentali. Dawn jinkludu, per eżempju, jinkludu astrofiżika, bijoloġija ta 'viżjoni u fotosintesi, fotokimika. Kif huma kklassifikati mewġ elettromanjetiku? It-tabella turi biċ-ċar it-tqassim għall-grupp huwa muri hawn isfel.

klassifikazzjoni

Hemm firxiet ta 'frekwenza ta' mewġ elettromanjetiku. Bejniethom, m'hemm l-ebda tranżizzjonijiet f'daqqa, xi kultant jikkoinċidu. Il-konfini bejniethom huma pjuttost relattiva. Minħabba l-fatt li l-fluss hija mqassma b'mod kontinwu, il-frekwenza b'mod riġidu assoċjat mat-tul. Hawn taħt huma l-firxiet ta 'mewġ elettromanjetiku.

Ultrashort dawl jista 'jiġi maqsum mikrometru (sotto-millimetru), millimetru, ċentimetru, decimeter, meter. Jekk il-wavelength tal radjazzjoni elettromanjetika ta 'inqas minn metru, li kienet imsejħa oxxillazzjoni tagħha ta' frekwenza għolja super (SHF).

Tipi ta 'mewġ elettromanjetiku

Hawn fuq, tvarja ta 'mewġ elettromanjetiku. X'inhuma t-tipi differenti ta 'flussi? Grupp ta 'radjazzjoni jonizzanti jinkludu gamma u X-rays. Għandu jingħad li huwa kapaċi li jonizzazzjoni atomi u dawl ultravjola, u anke dawl viżibbli. Il-marġini li huma gamma u X-ray fluss, definit kondizzjonali ħafna. Bħala orjentazzjoni ġenerali aċċettata limiti 20 eV - 0.1 MeV. Gamma-flussi fis-sens dejjaq li joħroġ mill-nukleu, X - qoxra e-atomika matul tfigħ mill-orbiti li jinsabu f'livell baxx ta 'elettroni. Madankollu, din il-klassifikazzjoni ma japplikax għal radjazzjoni iebes ġġenerata mingħajr nuklei u atomi.

X-ray fluss iġġenerat meta deċelerazzjoni partiċelli ċċarġjati b'rata mgħaġġla (protoni, elettroni, u oħrajn) u għalhekk l-proċessi li jseħħu ġewwa l-qxur elettron atomika. oxxillazzjonijiet Gamma jseħħu bħala riżultat ta 'proċessi fi ħdan l-nuklei atomiċi u l-konverżjoni ta' partiċelli elementari.

flussi tar-radju

Minħabba l-valuri kbar ta 'l-tulijiet ta' l-kunsiderazzjoni ta 'dawn il-mewġ jistgħu jitwettqu mingħajr ma jitqiesu l-istruttura atomistiċi tal-medja. Bħala eċċezzjoni għall iservu biss l-flussi qasir li huma ħdejn ir-reġjun infra-aħmar. Fil-proprjetajiet quantum radju oxxillazzjonijiet jseħħu pjuttost dgħajfa. Madankollu, jeħtieġ li jiġi kkunsidrat, per eżempju, meta janalizza l-istandard molekulari ta 'żmien u l-frekwenza matul l-apparat li jkessaħ għal temperatura ta' gradi ftit Kelvin.

proprjetajiet quantum jitqiesu fid-deskrizzjoni ta 'oxxillaturi u amplifikaturi fil-millimetru u ċentimetru firxiet. slot radju hija ffurmata waqt il-moviment ta 'kondutturi AC frekwenza xierqa. A tgħaddi mewġ elettromanjetiku fl-ispazju excites 'kurrent alternanti, li jikkorrispondi għaliha. Din il-proprjetà hija użata fid-disinn ta 'antenni fil-radju.

flussi viżibbli

Ultravjola u radjazzjoni infra-aħmar huwa viżibbli fis-sens wiesa 'tal-kelma hekk imsejħa reġjun spettrali ottiċi. Highlight dan il-qasam huwa kkawżat mhux biss l-prossimità ta 'l-oqsma rispettivi, iżda huma simili għall-apparat użat fl-istudju u żviluppati aktar fl-istudju ta' dawl viżibbli. Dawn jinkludu, b'mod partikolari, il-mirja u lentijiet għall-iffukar tal-radjazzjoni, gradilji diffrazzjoni, priżmi, u oħrajn.

Frekwenza mewġ ottiċi huma komparabbli ma 'dawk tal-molekuli u l-atomi, u t-tul tagħhom - ma distanzi intermolecular u d-dimensjonijiet molekulari. Għalhekk essenzjali f'dan il-qasam huma fenomeni li huma kkawżati mill-istruttura atomika tas-sustanza. Għall-istess raġuni, dawl bil-mewġ u għandu proprjetajiet quantum.

Il-feġġ ta 'flussi ottiċi

Is-sors aktar famuża hija l-xemx. wiċċ Star (Photosphere) jkollu temperatura ta 6000 ° Kelvin, u jarmu dawl abjad qawwi. L-ogħla valur ta 'l-ispettru kontinwu jinsab fiż-żona "aħdar" - 550 nm. Hemm ukoll sensittività massima viżwali. Varjazzjonijiet fil-medda ottika jseħħu korpi meta imsaħħna. flussi Infrared huma għalhekk imsejħa wkoll bħala sħana.

Aktar ma tkun b'saħħitha l-korp tisħin sseħħ, l-ogħla frekwenza fejn l-ispettru huwa massimu. inkandexxenza osservati f'ċerta temperatura titqajjem (kiwi fil-medda viżibbli). Meta l-ewwel tidher aħmar, allura isfar u mbagħad. Stabbiliment u r-reġistrazzjoni ta 'fluss ottika jistgħu jseħħu reazzjonijiet bijoloġiċi u kimiċi, li waħda minnhom hija użata fir-ritratt. Għal ħafna kreaturi li jgħixu fuq l-art bħala sors ta 'enerġija jwettaq fotosintesi. Din ir-reazzjoni bijoloġiċi sseħħ fl-impjanti taħt l-influwenza tar-radjazzjoni solari ottika.

Karatteristiċi ta 'mewġ elettromanjetiku

Il-proprjetajiet tal-mezz u s-sors jaffettwaw il-karatteristiċi ta 'tnixxija. Allura immuntati, b'mod partikolari, id-dipendenza ħin tal-qasam, li tispeċifika t-tip fluss. Per eżempju, meta d-distanza mill-vibratur (żieda)-raġġ ta 'kurvatura isir akbar. Ir-riżultat huwa mewġ elettromanjetiku pjan. Interazzjoni mal-materjal jseħħ bħala differenti. Il-flussi proċessi assorbiment u emissjonijiet jistgħu ġeneralment jiġu deskritti bl-użu proporzjonijiet elettrodinamiċi klassiku. Għal mewġiet ta 'firxa ottika u l-hard-rays aktar għandhom jitqiesu n-natura quantum tagħhom.

flussi sorsi

Minkejja d-differenzi fiżiċi, kullimkien - fi sustanza radjoattiva, trasmettitur televiżjoni, il-bozza - mewġ elettromanjetiku huma eċċitati bl-imposti elettriċi li jiċċaqalqu bil aċċelerazzjoni. Hemm żewġ tipi ewlenin ta 'sorsi: mikroskopika u makroskopiċi. L-ewwel iseħħ tranżizzjoni f'daqqa tal-partiċelli ċċarġjati minn wieħed għal livell ieħor fi ħdan il-molekuli jew atomi.

Sorsi mikroskopiċi jarmu tar-raġġi X, gamma, ultravjola, infra-aħmar, viżibbli, u f'xi każijiet, ir-radjazzjoni fit-mewġ. Bħala eżempju ta 'dan tal-aħħar huwa l-spettrali linja idroġenu li jikkorrispondi għal mewġa ta' 21 ċm. Dan il-fenomenu huwa partikolarment importanti fl-astronomija bir-radju.

Sorsi tip makroskopika jirrappreżentaw emittenti li fih elettroni ħielsa kondutturi huma magħmula oxxillazzjoni perjodika sinkroniku. F'sistemi ta 'din il-kategorija huma ġġenerati flussi minn millimetru għall-itwal (fil kejbils tal-elettriku).

L-istruttura u l-qawwa tal-flussi

Tariffa għall-elettriku jiċċaqilqu b'aċċelerazzjoni u jinbidlu perjodikament kurrenti jaffettwaw lil xulxin ma 'ċerti forzi. kobor u d-direzzjoni huma dipendenti fuq fatturi bħall-daqs u l-konfigurazzjoni tal-qasam, li fih il-kurrenti u l-ħlasijiet, kobor tagħhom u direzzjoni relattiva. Sostanzjalment influwenzati mill-karatteristiċi elettriċi u l-mezz partikolari kif ukoll bidliet fil-konċentrazzjoni u d-distribuzzjoni tal-kurrenti sors ħlas.

Minħabba l-kumplessità tad-dikjarazzjoni problema globali li jintroduċu l-liġi tal-forza fil-forma ta 'formula waħda ma tistax. Struttura imsejjaħ kamp elettromanjetiku u kkunsidrati bħala neċessarji bħala oġġett matematika, iddeterminat mid-distribuzzjoni ta 'ħlasijiet u l-kurrenti. Dan, imbagħad, toħloq sors partikolari, waqt li jittieħed kondizzjonijiet tal-konfini kont. Termini definiti żoni forma interazzjoni u l-karatteristiċi tal-materjal. Jekk tkun eżerċitata fuq spazju unbounded, dawn iċ-ċirkustanzi huma kkumplimentati. Bħala kundizzjoni addizzjonali speċjali f'każijiet bħal dawn hija l-kondizzjoni radjazzjoni. Dovuti lilu huwa garantit bi "korretta" imġieba tal-qasam fi infinità.

Kronoloġija tal-istudju

Korpuskulari-kinetika teorija Lomonosov f'xi pożizzjonijiet tagħhom antiċipazzjoni ċerti prinċipji tat-teorija kamp elettromanjetiku .. "lobu" (rotazzjonali) mozzjoni ta 'partiċelli, "zyblyuschayasya" (mewġa) teorija ta' dawl, komunjoni tagħha man-natura ta 'l-elettriku, eċċ flussi Infrared nstabu fl-1800 billi Herschel (xjentist Ingliż), u fil-li jmiss, 1801 m, Ritter kien deskritt ultravjola. Radjazzjoni iqsar minn ultravjola, firxa nfetħet Roentgen fl-1895, is-sena, min Novembru 8. Sussegwentement, sar magħruf bħala l-raġġi-X.

L-influwenza tal-mewġ elettromanjetiku ġiet studjata minn ħafna xjentisti. Madankollu, Narkevich-Iodko (ix-xjenzat Belarussu) sar l-ewwel li investiga l-possibbiltajiet tal-flussi, l-ambitu tal-applikazzjoni tagħhom. Huwa studja l-proprjetajiet tal-flussi fir-rigward tal-mediċina prattika. Ir-radjazzjoni Gamma ġiet skoperta minn Paul Willard fl-1900 sena. Fl-istess perjodu, Planck wettqet studji teoretiċi tal-proprjetajiet tal-korp iswed. Fil-proċess ta 'l-istudju tagħha, il-proċess ġie kwantifikat. Ix-xogħol tiegħu kien il-bidu ta 'l-iżvilupp tal -fiżika kwantistika. Sussegwentement, diversi xogħlijiet ta 'Planck u Einstein ġew ippubblikati. Ir-riċerka tagħhom wasslet għall-formazzjoni ta 'ħaġa bħal foton. Dan, imbagħad, mmarkat il-bidu tal-ħolqien tat-teorija tal-kwantum tal-flussi elettromanjetiċi. L-iżvilupp tiegħu kompla fix-xogħlijiet ta 'figuri xjentifiċi ewlenin tas-seklu għoxrin.

Aktar riċerka u ħidma dwar it-teorija tal-quantum tar-radjazzjoni elettromanjetika u l-interazzjoni tagħha mal-materja wasslet għall-formazzjoni ta 'elettrodinamika kwantistika fil-forma li teżisti llum. Fost ix-xjenzati pendenti li studjaw din il-kwistjoni, għandna nsemmu, minbarra Einstein u Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

Konklużjoni

L-importanza tal-fiżika fid-dinja moderna hija kbira biżżejjed. Prattikament dak kollu li jintuża llum fil-ħajja tal-bniedem, ħareġ permezz tal-użu prattiku tar-riċerka minn xjentisti kbar. L-iskoperta ta 'mewġ elettromanjetiku u l-istudju tagħhom, b'mod partikolari, wasslu għall-ħolqien ta' trasmettituri tar-radju konvenzjonali u sussegwentement telefowns ċellulari. Ta 'importanza partikolari hija l-applikazzjoni prattika ta' dan it-tagħrif teoretiku fl-oqsma tal-mediċina, l-industrija u t-teknoloġija.

Dan l-użu mifrux huwa spjegat min-natura kwantitattiva tax-xjenza. L-esperimenti fiżiċi kollha jiddependu fuq il-kejl, billi jqabblu l-proprjetajiet tal-fenomeni studjati mal-istandards disponibbli. Huwa għal dan il-għan li sett ta 'strumenti u unitajiet ta' kejl huwa żviluppat fi ħdan id-dixxiplina. Għadd ta 'regolaritajiet huma komuni għas-sistemi ta' materjal eżistenti kollha. Pereżempju, il-liġijiet tal-konservazzjoni tal-enerġija huma kkunsidrati bħala liġijiet fiżiċi ġenerali.

Ix-xjenza b'mod ġenerali hija msejħa f'ħafna każijiet fundamentali. Dan huwa dovut, l-ewwel nett, għall-fatt li dixxiplini oħra jagħtu deskrizzjonijiet li, min-naħa tagħhom, jobdu l-liġijiet tal-fiżika. Għalhekk, fil-kimika, atomi, sustanzi ffurmati minnhom, u trasformazzjonijiet huma studjati. Iżda l-proprjetajiet kimiċi tal-korpi huma determinati mill-karatteristiċi fiżiċi tal-molekuli u l-atomi. Dawn il-proprjetajiet jiddeskrivu dawn il-fergħat tal-fiżika bħala elettromanjetiżmu, termodinamika, u oħrajn.