§ 7.7. Давление электромагнитной волны.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

§ 7.7. Давление электромагнитной волны.

Cтраница 1

Давление электромагнитных волн ( световое давление) впервые было обнаружено Рё измерено Рџ. Рќ. Лебедевым РІ 1901 Рі. — РџСЂРёРј.  [1]

Давление электромагнитных волн на отражающую поверхность было предсказано еще Максвеллом в 1873 г., в 1900 г. П. П.

Лебедев впервые экспериментально подтвердил реальность давления электромагнитных волн, однако практически использовать это явление удалось значительно позже.  [2]

Давление электромагнитных волн объясняется тем, что РїРѕРґ действием электрического поля волны заряженные частицы вещества начинают упорядоченно двигаться Рё подвергаются СЃРѕ стороны магнитного поля волны действию СЃРёР» Лоренца. Однако значение этого давления ничтожно. Опыты Лебедева имели РѕРіСЂРѕРјРЅРѕРµ значение для утверждения выводов теории Максвелла Рѕ том, что свет представляет СЃРѕР±РѕР№ электромагнитные волны.  [3]

Давление электромагнитных волн может рассчитываться РїРѕ изменению РёС… импульса.  [4]

Впервые давление электромагнитных волн экспериментально было обнаружено Рџ. Рќ. Лебедевым РІ 1900 РіРѕРґСѓ РІ исключительно тонких опытах.  [5]

Существование давления электромагнитных волн РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє выводу Рѕ том, что электромагнитному полю РїСЂРёСЃСѓС‰ механический импульс.  [6]

Факт существования давления электромагнитных волн СЃ необходимостью РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє выводу, что электромагнитному полю РїСЂРёСЃСѓС‰ определенный механический импульс.  [7]

Р�Р· существования давления электромагнитных волн следует чрезвычайно важный вывод Рѕ том, что РѕРЅРё обладают механическим импульсом, Р° следовательно, Рё массой.  [8]

Описывается механизм возникновения давления электромагнитных волн. Вычисляется объемная плотность импульса электромагнитной волны Рё определяется импульс фотона.  [9]

Эта сила Рё вызывает давление электромагнитной волны.  [10]

Как следует РёР· формулы (65.14), давление электромагнитной волны РЅР° идеально отражающую поверхность РїСЂРё угле падения 9 равно СЂРІ 2Рё cos2 9, РіРґРµ Рё — плотность электромагнитной энергии РІ падающей волне.  [11]

Следует, очевидно, признать, что давление электромагнитных волн РЅР° стенки замкнутой полости также существует, РЅРѕ результирующая действующих РІ этом случае СЃРёР» равна нулю.  [12]

Так как Рї — единичный вектор, то давление электромагнитной волны РїСЂРё нормальном падении ее РЅР° абсолютно поглощающую поверхность равно РїРѕ модулю плотности энергии w РІ падающей волне.  [14]

Несмотря РЅР° ничтожное световое давление, экспериментальное доказательство существования давления электромагнитных волн было впервые получено именно РЅР° волнах света РІ классических опытах Рџ.Рќ. Лебедева, который РІ 1900 Рі. доказал существование светового давления РЅР° твердые тела, ав.  [15]

Страницы:      1    2

Источник: https://www.ngpedia.ru/id652983p1.html

17

§ 7.7. Давление электромагнитной волны.

поляуменьшается до ,а увеличивается, достигая значения .При равно нулю во всем пространстве, а

(рис.7.17).

ВекторУмова Пойнтинга обращается в нуль каквузлах электрического, так и в узлахмагнитного поля.

для стоячейволны.

Длябегущейволны: .

Отсюдаясны названия волн: бегущая волнапереносит энергию; а стоячая‑нет:движениеэнергии ограничено узлами электрическогоимагнитного полей.

§7.6. Вибратор Герца.

Простейшейсистемой, излучающей электромагнитныеволны, является точечный диполь, дипольныймомент которого изменяется во временипо гармоническому закону. Такой дипольназывается вибраторомГерца.Он представляет собой два шара периодическизаряжающихся и разряжающихся черезсоединяющий их проводник. Задача обизлучении диполя Герца в теории излучающихсистем имеет существенное значение.

Всферической системе координат компонентыпо результатам расчета следующие:

; ; . (7.66)

; ; . (7.67)

Дляволновой зоны

:,поэтомув(7.66) .Аналогичнои для вектора магнитной индукции;прив (7.67) .Направления для показаны на рис.7.18. Здесь — дипольный момент. Вектор направлен по касательной к меридианальнойплоскости, — к горизонтальной. Тогда направлен вдоль радиуса — вектора ,при этом изменение направления векторане изменит направления .При

;.

Мгновеннаямощность излучения.

. (7.68)

Средняямощность:

. (7.69)

Полярнаядиаграмма распределения средней мощностив зависимости от направления излучениядиполя приведена на рис.7.19. Зависимость

отнаправления выражается множителем .Мощность максимальна при ,т.е. перпендикулярно оси диполя. Вдольоси диполя энергия не излучается.

Полнаяэнергия, излучаемая диполем за однусекунду по всем направлениям, можетбыть рассчитана, если найти поток черезповерхность сферы радиусом с центром в осцилляторе.

Разобьемсферу на кольца с азимутомишириной .Площадь кольца ,и значения во всех точках кольца одинаковы. Поэтому:

. (7.70)

Видно,что общий поток излучения не зависитот ,но поток через единичную площадкуобратно пропорционален ,т.е. уменьшается пропорционально ростуобщей площади, по которой распределяетсяизлучение. Пропорциональность полнойэнергии носит название “законаголубого неба”,таккак голубой цвет имеет наибольшуюинтенсивность при колебании осцилляторовионосферы.

Наопыте электромагнитные волны впервыебыли получены Герцем в 1887-88гг. ВибраторГерца представлял собой два металлическихшарика, соединенных проводником.

Еслишарикам сообщить равные, но противоположныепо знаку, заряды и предоставить системусамой себе, то будет происходитьколебательный процесс перезарядкишаров.

На расстоянии система может рассматриваться какдиполь, момент которого изменяется современем.

КатушкаРумкорфа (высокочастотный трансформатор)– заряжает стержни диполя до тех пор,пока в промежутке между ними непроскакивает искра (разряд). В это времявибратор излучает волну

.Вибратор Герца имел длину 2.5м1м, .Лебедев (1885г.) создал вибратор с .Фиксируется волна резонатором. Простейшийрезонатор представляет таких же дваметаллических стержня, соединенныхгазоразрядной трубкой.Расстояниедо резонатора r>>l.Блок – схемапоказана на рис.7.20.

Дипольныймомент может возникнуть также придвижении постоянного заряда :

,

где- изменяющееся во времени положениезаряда. Сказанное можно пояснить,предположив, что в начале отсчетанаходится неподвижный заряд ‑.Получится пара зарядов с изменяющимсяпо времени расстоянием между ними.

Далеевоспользуемся формулами (7.66) и (7.67) для

и.Так как ,,то полученная электромагнитная волнаявляется сферической, и вектор направлен по радиусу (см.рис.7.21). Найдем.

. (7.71)

Полнаяэнергия излучения:

. (7.72)

Видно,что мощность излучается только тогда,когда заряд движется с ускорением.Равномерно движущийся заряд не излучает.

Осцилляторсовершает незатухающие колебания лишьв случае, если они поддерживаютсякаким-либо внешним источником. Безтакого источника колебания будутзатухать даже при движении в свободномпространстве, так как осциллятор теряетэнергию на излучение (радиационноезатухание).

§7.7. Давление электромагнитной волны.

Механизмвозникновения давления электромагнитнойволны является следующим. Пусть наплоскую проводящую поверхность падаетэлектромагнитная волна с волновымвектором

.Электрическая компонента электромагнитногополядействуетна заряд ссилой .Под действием этой силы заряд начинаетсмещаться. В результате возникаетповерхностный ток .

В металлах — это ток проводимости, вдиэлектриках – ток смещения. Магнитнаякомпонента воздействуетна движущийся заряд с силой ,направленной вдоль ,если учесть, что .

Эта сила, отнесенная к единице поверхности,проявляется как давление, оказываемоеволной на поверхность (рис.7.23).

Длярасчета давления учтем, что:

или , (7.73)

где- плотность энергии излучения, — вектор Пойнтинга. имеет размерность Дж/см2.Из (7.73) видно, что:

,

гдес— скорость волны в вакууме.

Световойпоток обладает не только энергией, нои количеством движения (количестводвижениянаединицу объема). Размерность есть Нс.По определению, .,т.е. вектор направлен в сторону распространенияэлектромагнитной волны.

Давление,по определению, .Тогда:

.

Теперьрассчитаем давление электромагнитнойволны. Рассмотрим площадку

,на которую падает поток электромагнитногоизлучения с плотностью энергии (рис.7.24). Площадка полностью поглощаетэнергию. В результате поглощения энергииколичество движения электромагнитнойволны станет равным нулю. Следовательноза время произойдет изменение количества движения,численно равное количеству движенияизлучения в объеме цилиндра (рис.7.20):

. (7.74)

Тогда,то есть давление электромагнитной волнына полностью поглощающую поверхностьчисленно равно объемной плотностиэнергии электромагнитного потока. Еслиплощадка – полностью отражающая, топлотности энергии в падающем и отраженномпотоках равны. Тогда,изменение количества движения и .

Вобщем случае:

(7.75)

где- коэффициент отражения; первое слагаемоеопределяет часть энергии,которая поглотится, второе –ту часть энергии, которая отразится.

Световоедавление Солнца впервые измереноЛебедевым (1900 г.). Оно равно ,то есть на ;на всю поверхность Земли световоедавление Солнца .

Длялазера с большой мощностью излучениядавление гораздо больше,чтовидно при сравнении интенсивностиизлучениядляСолнца илазера.Такойинтенсивностиизлучения достаточно, чтобы удержатьмалуючастицу 10-12гввоздухесоставляет 10-12г, т.е. сравнимо с ее весом).Это позволяет с помощью лазера вводитьчастицу в зону исследований, напримерв реакторе.

Такимобразом,показано, что электромагнитные волныобладают энергией, количеством движения(импульсом).Имможет быть приписанаопределеннаямасса, равная переносимой энергии,деленной на квадрат скорости света. Всеэто указывает на то, что электромагнитныеволны являются одной из форм материи.

Литература.

  1. Матвеев А.Н. Электричество и магнетизм. -М.: Высш.школа, 1983.-463 с.

  2. Сивухин Д.В. Электричество. М.: Наука, 1983 – (общий курс физики, т.3).-688с.

  3. Иродов И.Е. Основные законы электромагнетизма. . -М.: Высш.школа, 1983.-279 с.

Приложение1.

Формулывекторной алгебры

  1. Свойство смешенного произведения векторов

.

  1. Разложение двойного векторного произведения:

.

  1. Определение векторного оператора набла:

.

  1. Определение операции градиента

.

  1. Определение операции дивергенции

.

  1. Определение операции ротора

.

;

;

;

;

.

Приложение2.

Международнаясистема единиц (СИ) для электрическихи магнитных характеристик:

Наименование величиныЕдиница измеренияСокращенное обозначение
Количество электричества (электрический заряд)КулонКл
Разность потенциалов, электродвижущая сила, электрическое напряжениеВольтВ
Напряженность электрического поляВольт на метрВ/м
Сила токаАмперА
ПоляризуемостьКулон на квадратный метрКл/м2
Электрическое сопротивлениеОмОм
Электрическая емкостьФарадаФ
Работа, энергия, количество теплаДжоульДж
МощностьВаттВт
Магнитная индукцияТеслаТл
Намагниченность, (магнитный момент единицы объема)Ампер на метрА/м
Напряженность магнитного поляАмпер на метрА/м
Поток магнитной индукцииВеберВб
ИндуктивностьГенриГн

Источник: https://studfile.net/preview/3014633/

Давление и импульс электромагнитных волн

§ 7.7. Давление электромагнитной волны.

Гипотеза о световом давлении на отражающие и поглощающие тела впервые была высказана И. Кеплером (1619г.) для объяснения отклонения хвостов комет, пролетающих вблизи Солнца. Впоследствии Дж. К. Максвелл (1873г.

) предсказал величину светового давления, которая оказывается очень малой даже для света, испускаемого такими мощными источниками света как Солнце или электрическая дуга.

При проведении измерения в земных условиях действие светового давление оказывается в тысячу раз меньше действия побочных факторов, основными из которых является конвекционные токи и радиометрические эффекты.

Впервые экспериментальное исследование давления света на твердые тела впервые было проведено П. И. Лебедевым в 1899г. Им же в 1910г было измерено давление на газы.

Рис. 1.13.

Основную часть прибора П. И. Лебедева для измерения давления света составляли лёгкие крылышки диаметром 5мм, подвешиваемые на упругой нити (рис.1.13) внутри вакуумированного сосуда.

Крылышки изготавливались из различных металлов, слюды и их можно было заменять при проведении экспериментов. На крылышки с помощью системы линз, на показанной на рисунке, направлялся свет от сильной электрической дуги .

В результате воздействия света на крылышки нить закручивалась и крылышки отклонялись . Опыты П. И. Лебедева полностью согласовывались с электромагнитной теорией Максвелла.

Явление давления света состоит в том, что при поглощении электромагнитной волны в некотором теле ему передаётся импульс со стороны волны. Для оценки величины давления электромагнитных волн, таким образом, необходимо оценить импульс (количество движения), переносимый волной.

Рассмотрим следующий пример. Пусть плоская электромагнитная волна падает перпендикулярно на плоскую поверхность некоторого слабо проводящего тела со значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей, равными единице , т.е. (=1;(=1 .

В соответствии с уравнениями Максвелла (1.1b) в облучаемом теле возбудится ток, плотность которого может быть вычислена по формуле:

.

Магнитное поле волны будет действовать на ток с силой, величину которой в расчете на единицу объёма тела можно найти по формуле Лорентца:

. (1.34)

Ввиду взаимной ортогональности векторов напряжённости электрического и магнитного полей волны упрощается расчет величины искомой силы:

Поверхностному слою тела, объём которого , сообщается в единицу времени импульс в соответствии со вторым закона Ньютона, равный:

. (1.35)

В том же слое в единицу времени поглотится (выделится в виде тепла) энергия электромагнитной волны, равная:

. (1.36)

Из выражений (1.35) и (1.36) с учетом соотношения между амплитудами электрического и магнитного полей плоской гармонической волны (1.11b) следует, что:

,

где — скорость света в вакууме.

Отсюда следует, что плоская электромагнитная волна с плотностью энергии имеет импульс в единице объёма, переносимый плоской электромагнитной волной за единицу времени, определяемый по формуле:

. (1.37)

В курсе механики3 уже встречалось похожее соотношение между импульсом и энергией релятивистских частиц с нулевой массой покоя. Подобное совпадение не удивительно, ибо согласно современным представлениям электромагнитная волна представляет собой поток обладающих нулевой массой фотонов, движущихся со скоростью света.

Из выражения (1.26b) следует, что поток энергии и импульс в единице объёма электромагнитной волны связаны между собой:

. (1.38)

Итак, для оценки давления электромагнитной волны надо подсчитать импульс, передаваемый телу за единицу времени со стороны волны, падающей на единичную площадку поверхности тела. Такая сила, как известно, и есть давление электромагнитной волны.

Если импульс электромагнитной волны в единице объёма, то в единицу времени единичной площадке на поверхности полностью поглощающего тела в соответствии с (1.37) будет передан импульс, содержащейся в объёме параллелепипеда, имеющего единичную площадь основания и высоту :

Расчет конкретного значения давления электромагнитной волны зависит от состояния поверхности тела, которое она облучает. Так, для полностью отражающего тела (зеркальной поверхности) импульс , передаваемый телу, определяется изменением импульса электромагнитной волны до отражения и после отражения :

.

Из этих выражений следует, что давление на поверхность полностью поглощающего волну тела в два раза меньше давления на зеркально отражающую поверхность того же тела.

Таким образом, в зависимости от состояния отражающей поверхности (зеркальной, поглощающей или занимающей среднее положение между указанными крайними случаями) давление электромагнитной волны может быть оценено с помощью следующего соотношения:

. (1.39)

При рассмотрении давления плоской гармонической волны необходимо осознавать, что давление представляет собой величину, зависящую от времени и для волн с большой частотой , например, световых с частотой колебаний в секунду, частота пульсаций давления оказывается того же порядка . По этой причине для характеристики давления вводят понятие среднего давления , по аналогии определяемого по формуле (1.31a), в которую вместо надо подставить .

Рассчитаем среднее давление плоской гармонической волны с амплитудой , падающей на зеркально отражающую поверхность тела. Тогда, с помощью (1.9), (1.25b) получаем:

, (2.40a)

где — среднее значение плотности энергии электромагнитной волны.

Аналогично может быть получена оценка давления излучения на поглощающее тело:

(2.40b)

Проведенный расчет среднего давления позволяет переписать соотношение (2.39) для оценки среднего давления при облучении электромагнитной волной тела:

. (2.41)

Расчет давления электромагнитных волн по этим формулам приводит к очень малой его величине даже для очень мощных источников электромагнитных волн. Как показывают расчеты, подтвержденные в эксперименте, для светового источника мощностью в миллион свечей давление составляет на расстоянии 1м от источника всего лишь — 10-7ПА.

Необходимо отметить, что давление света не всегда имеет достаточно малое значение. Так, давление сфокусированного лазерного излучения на поверхность тонкой металлической пластинки может привести к её пробою, т.е.

к появлению отверстия в пластинке. Давление внутри горячих звёзд играет существенную роль при их взрывах.

Если температура внутри звезды достигает величины 1012K0, то световое давление сравнивается по величине с давлением плазмы, из которой состоит звезда.

Световое давление играет большую роль в астрофизических процессах. Световое давление наряду с давлением газов обеспечивает стабильность звёзд, противодействуя силам гравитационного сжатия.

В атомной физике к эффекту светового давления близки процессы передачи части импульса от высокоэнергетического фотона электронам атомов вещества, на которых происходит их рассеяние (эффект Комптона).

Дата добавления: 2016-01-29; просмотров: 4732; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/6-65088.html

Электромагнитные волны

§ 7.7. Давление электромагнитной волны.

Дж. Максвелл доказал существование электромагнитных волн еще в 1864 после того, как решил применить их к изменяющимся во времени электромагнитным полям. Проанализировав все известные на тот момент законы электродинамики, увидел связь и асимметрию между электрическими и магнитными полями.

Понятие вихревого электрического поля

Максвеллом было введено понятие вихревого электрического поля, после чего он предложил иную формулировку закона электромагнитной индукции, которая была открыта в 1831 году Фарадеем:

Определение 1

Всякое изменение магнитного поля может стать причиной порождения в окружающем пространстве вихревого электрического поля с замкнутыми силовыми линиями.

Максвелл показал гипотезу, которая говорит совсем об обратном, а именно:

Определение 2

Электрическое поле, изменяющееся во времени, является причиной появления в окружающем пространстве магнитного поля.

Рисунки 2.6.1 и 2.6.2 показывают взаимное преобразование электрического и магнитного полей.

Рисунок 2.6.1. Закон электромагнитной индукции по определению Максвелла.

Рисунок 2.6.2. Гипотеза Максвелла об изменяющемся электрическом поле, порождающим магнитное поле.

Свойства уравнений Максвелла

Вначале данная гипотеза не имела экспериментального подтверждения, а выступала как теоретическое предположение.

Основываясь на ней, Максвеллу смог зафиксировать непротиворечивую систему уравнений, которые описывали взаимные превращения электрического и магнитного полей.

Данная запись называлась системой уравнений электромагнитного поля, иначе говоря, уравнениями Максвелла. Исходя из теории, используются выводы:

  1. Электромагнитные волны существуют. Они могут распространяться как в пространстве, так и во времени электромагнитного поля. Электромагнитные полны поперечные, а векторы E→ и
    B→ располагаются перпендикулярно друг другу в одной плоскости, которая перпендикулярна относительно направления распространения волны. Это отчетливо видно на приведенном ниже изображении.

Рисунок 2.6.3. Снусоидальная (гармоническая) электромагнитная волна, где заданные векторы
E→, B→ и v→ перпендикулярны друг к другу.

  1. Распространение электромагнитных волн имеет конечную скорость, которая обозначается

v=1ε·ε0·μ·μ0.

По формуле ε и μ являются диэлектрической и магнитной проницаемостью веществ, а ε0 и μ0 – электрической и магнитной постоянными, имеющими значения ε0=8,85419·10–12 Ф/м, μ0=1,25664·10–6 Гн/м.

Определение 3

Длина синусоидальной волны λ связана со скоростью распространения волны υ при помощи соотношения λ=υT=υf где f – это значение частоты колебаний электромагнитного поля, причем T=1f.

Запись скорости распространения волн в вакууме (ε=μ=1) записывается как

c=1ε0·μ0=2,99792458·108 м/с≈3·108м/с.

Определение 4

Скорость распространения волны в вакууме с – это фундаментальная физическая постоянная.

Вывод Максвелла о конечной скорости распространения волн противоречил теории дальнодействия, известной на тот момент. Тогда принятие скорости распространения электрического и магнитного полей обозначали как бесконечно большое значение. Отсюда и вывод, что теория Максвелла получила название теория близкодействия.

  1. Преобразование электрического и магнитного полей в электромагнитной волне. Одновременность процессов говорит о том, что их можно считать равноправными. Отсюда имеется вывод, что объемные плотности электрической и магнитной энергии равны и записываются wэ=wм. Формула может быть записана как

ε·ε0·E22=B22μ·μ0.

Делаем вывод, что имеется связь между модулями индукции магнитного поля B→ и напряженности E→, обозначаемая отношением:

B=εμcE.

  1. Возможность перенесения энергии при помощи электромагнитных волн. Во время распространения волны появляется поток электромагнитной энергии. При выделении площадки S, изображенной на рисунке 2.6.3., видно, что она ориентирована перпендикулярно направлению распространения волны. Тогда достаточно прохождению времени Δtдля того, чтобы энергия ΔWэм смогла пройти через заданную площадку, зафиксированной формулой

ΔWэм=(wэ+wм)υSΔt.

Определение 5

Плотность потока или интенсивность I – это электромагнитная энергия, переносимая волной за определенное количество времени через поверхность единичной площади. Формула имеет вид:

I=εε0μμ0·E2=EBμμ0.

При подстановке выражения для преобразования wэ, wм и υ, получаем, что:

I=1S∆Wэм∆t·E2=EBμμ0.

Справедливо обозначение потока энергии в электромагнитной волне при помощи вектора
I→ направление которого является совпадающим с направлением распространения волны, причем модуль имеет значение EBμμ0.

Полученный вектор был назван вектором Пойтинга.

Определение 6

Синусоидальная (гармоническая) волна, находящаяся в вакууме, со средним значением плотности потока электромагнитной энергии Iср обозначается как:

Iср=12ε0μ0E02,

Где E0 обозначается амплитуда колебаний напряженности.

Обозначение плотности потока энергии с СИ — ватты на квадратный метр, то есть Вт/м2.

  1. Основываясь на теорию Максвелла, получаем, что оказание давления на поглощающее или отражающее тело производится с помощью электромагнитных волн. Это давление обусловлено возникновением слабых токов под действием электрического поля, иначе говоря, упорядочением движения зараженных частиц. На них действует сила Ампера магнитного поля волны, которая направлена в толщу вещества. Именно она является причиной создания результирующего давления, которое чаще всего имеет маленькое значение. При давлении солнечного излучения, попадающего на Землю, имеет 5 мкПа. Последователь Максвелла П.Н. Лебедев смог подтвердить теорию в 1900 году. Эти опыты были высоко значимы для электромагнитной теории Максвелла.

Имеющееся давление электромагнитных волн говорит о том, что для такого электромагнитного поля существует механический импульс, который может быть представлен в виде выражения:

g=wэмc с wэм , обозначаемое в качестве объемной плотности электромагнитной энергии, с – скоростью распространения волн в вакууме. Электромагнитный импульс способствует введению понятия электромагнитной массы.

Для поля единичного объема запишем ρэм=gc=wэмc2.

Тогда получим, что wэм=ρэмc2.

Соотношение между массой и энергией считается как универсальный закон природы. Исходя из теории относительности, данное утверждение справедливо для любых тел.

Отсюда следует, что электромагнитное поле имеет все признаки, присущие материальным телам: энергия, конечная скорость распространения, импульс, масса.

Определение 7

То есть электромагнитное поле – это одна из форм существования материи.

  1. Первым экспериментальным подтверждением теории Максвелла было произведено по прошествии 15 лет после ее создания в опытах Г. Герца в 1888 году. Герц стал изучать их свойства волн: поглощение, преломление, отражение и так далее. После чего он смог измерить длину волны, находящуюся в разных средах распространения электромагнитных волн, которые равнялись скорости света.

Опыты Герца были основополагающими для доказательства и признания электромагнитной теории Максвелла. По прошествии 7 лет она была применена в беспроводной связи, изобретенной А.С. Поповым в 1895 году.

  1. Возбуждение электромагнитных волн происходит с помощью ускоренно движущихся зарядов. Движение цепей постоянного тока имеют неизменную скорость носителей заряда, причем не являются источником таких волн. Современная радиотехника трактует изучение электромагнитных волн как наличие антенн различных конструкций с возбужденными быстропеременными токами.

Простейшая система, излучающая электромагнитные волны, считается сравнительно небольшим электрическим диполем, дипольный момент p(t) которого изменяется достаточно быстро с течением времени.

Элементарный диполь получил название диполя Герца. Радиотехника трактует его как эквивалентным небольшой антенне, размер которой меньше длины волны λ, показанной на рисунке 2.6.4.

Рисунок 2.6.4. Элементарный диполь, совершающий гармонические колебания.

Рисунок 2.6.5 позволяет понять структуру электромагнитной волны, которая излучается таким диполем.

Рисунок 2.6.5. Излучение элементарного диполя.

Максимальное значение потока электромагнитной энергии может излучаться в плоскости, которая располагается перпендикулярно оси диполя. Вдоль оси диполь не излучает энергию. Использование Герцем элементарного диполя было необходимо для излучающей и приемной антенн во время экспериментального доказательства существования электромагнитных волн.

Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter

Источник: https://Zaochnik.com/spravochnik/fizika/elektromagnitnye-kolebanija-volny/elektromagnitnye-volny/

Uchebnik-free
Добавить комментарий