Wien huet elektromagnetesch Wellen entdeckt? Elektromagnetesch Wellen - Dësch. Typen vun elektromagnetesche Wellen

Elektromagnetesch Wellen (d'Tabell gëtt ofgeschriwwe ginn) sinn d'Perturbatioune vu magnetesche mat elektresche Felder déi am Raum verdeelt ginn. Et gi verschidde Typen. D'Studie vun dëse Stimulatiounen beschäftegt d'Physik. Elektromagnetesch Wellen ginn gebonnen wéinst der Tatsaach, datt en elektresche Weckfeld en magnetesche Feld generéiert an et mécht erëm en elektresche Stroum.

Geschicht vun der Fuerschung

Déi éischt Theorien, déi als déi eelst Varianten vun den Hypothesen iwwer elektromagnetesche Wellen bezeechent ginn, sinn zumindest Huygens 'ginn. Zu dësem Zäitpunkt hunn d'Annuitioun eng markéierend quantitative Entwécklung erreecht. Huygens am Joer 1678 huet e puer "Skizz" vun der Theorie erausgefaang - "Traité op Licht." 1690 huet hien och eng aussergewéinlech Aarbecht verëffentlecht. Et enthale eng qualitative Theorie vun der Reflexioun a der Refraktioun an der Form, an där se haut an de Schoulbibliothéiken ("Electromagnetic Waves", Grade 9) vertruede sinn.

Zesumme mat dësem ass de Huygens-Prinzip formuléiert. Mat senger Hëllef gouf et méiglech, d'Bewegung vun der Welle virun ze studéieren. Dëst Prinzip huet spéit seng Entwécklung am Fresnel fonnt. Den Huygens-Fresnel-Prinzip ass vu besonneschem Wäert an der Theorie vun der Diffraktioun an der Welle vun der Liicht.

An de 1660er a 1670er gouf e grousst experimentelle a theoreteschen Beitrag an den Studien Hooke an Newton gemaach. Wien huet elektromagnetesch Wellen entdeckt? Wien huet d'Experimenter gemaach déi beäntwert ginn? Wat sinn d'Typen vun elektromagnetesche Wellen? Iwwert dës Weider.

Begrëff Maxwell

Nodeems Dir geschwat hutt, wien déi elektromagnetesch Wellen entdeckt hunn, sollt et gesot ginn, datt déi éischt Wëssenschaftler, déi d'Existenz vun hirer Existenz viru kuerzem war, Faraday war. Seng Hypothese huet hien 1832-Joer zeréckgeschéckt. De Bau vun der Theorie gouf duerno mat Maxwell gehandhabt. 1865 huet hien dës Aarbecht fäerdeg gemaach. Als Resultat huet d'Maxwell mathematesch mat der Theorie formuléiert, a justifiéiert d'Existenz vun de Phänomener ënner Berouegung. Hien huet och d'Geschwindegkeet vun der Ausbreedung vun elektromagnetesche Wellen festgeluegt, déi mat der deemools benotzt Wäert vun der Liichtgeschwindegkeet waren. Dëst huet sech an der Lescht erlaabt him d'Hypothese z'ënnerstëtzen, datt d'Liicht eng vun de verschiddenen vun der Strahlung ass.

Experimentéiert Erkennung

D'Theorie vum Maxwell huet seng Bestätegung an den Experimenten vun Hertz am Joer 1888 fonnt. Hei soll et gesot ginn, datt de däitsche Physiker seng Experimenter huet fir d'Theorie ze refuséieren, trotz senger mathematescher Grënnung. Allerdéngs gouf duerch Hiewel Experimenter déi éischt Elektromagnetesch Wellen praktesch entdeckt. Zousätzlech gouf während senger Experiment de Wëssenschaftler d'Properties an d'Charakteristiken vun der Bestrahlung identifizéiert.

Elektromagnetesch Schwéngungen an Hertz Wellen goufen duerch eng spannend Serie vun Impulsen vun enger séier variéierter Stréimung an engem Vibrator duerch eng Quell vu verstäerkter Spannung kritt. Héichfrequent Stréimunge kënnen duerch e Circuit festgesat ginn. D'Frequenz vun der Oszillatioun wäert de méi héicht ginn, wat d'Héich Kapazitéit a Induktivitéit ass. D'Héichfrequenz ass awer net eng Garantie fir intensiver Stréimung. Fir hir Experimenter ze maachen, huet Hertz e relativ einfache Apparat benotzt, wat haut genannt gëtt - de "Hertz Vibrator". Den Apparat ass en oppe Kuerzaarbecht.

De Schema vum Hertz Experiment

Umeldung vun den Emissiounen gouf mat engem Empfangsvibrator gemaach. Dëse Apparat hu gläichzäiteg Design wéi d'Strahlungsapparat. Ënner dem Afloss vun enger elektromagnetescher Welle vun engem elektresche Wechselfeld gouf eng aktuell Oszillatioun am empfangenden Apparat erfaasst. Wann an dësem Apparat seng eege Frequenz an d'Frequenz vum Stroum ofstierwen, koum et zu enger Resonanz. Als Resultat hunn d'Stéierungen am Empfangsgeriicht mat enger grousser Amplitude ugeholl. Entdeckt duerch hirem Fuerscher, kuckt d'Funken tëscht den Dirigenten an engem klenge Raum.

Sou huet Hertz deen éischten deen elektromagnetesche Wellen entdeckt huet, bewisen datt hir Fäegkeet gutt aus den Dirigenten ze reflektéieren. D'Formation vun der Stralung war praktesch gerechtfäerdegt. Ausserdeem ermëttelt Hertz d'Geschwindegkeet vun der Ausbreedung vun elektromagnetesche Wellen an der Loft.

Etude vun den Eegeschafte

Elektromagnetesch Wellen propagéieren an bal all Medien. An engem Weltraum, deen mat der Matière erfaasst ass, kann d'Bestrahlung deelweis zimlech gutt verdeelt ginn. Awer gläichzäiteg änneren se hir Verhalensmêmberen.

Elektromagnetesch Wellen am Vakuum gi festgeluegt ouni Dämpfung. Si ginn zougänglech, onwahrscheinlech wäit Distanz. D'Haaptcharakteristesch vu Wellen beinhalt d'Polariséierung, d'Frequenz an d'Längt. D'Properties ginn an der Elektrodynamik beschriwwen. Allerdéngs sinn der Stralung Charakteristiken vun verschidde Regioune vun der Spektrum am méi spezifesch engagéiert Gebidder vun der Physik. Fir si, zum Beispill, kënnt Dir Optike bidden.

D'Studie vu héidem elektromagnetesche Strahlung vum Kuerzwellenlängt-Spektrum läit bei der Trennung vu héicht Energie. Wann Dir moderne Konzepter berücksichtegen, da steet d'Dynamik als eng onofhängeg Disziplin an ass kombinéiert mat schwaach Interaktiounen an enger Theorie.

Theorien déi an der Studie vun Objeten benotzt ginn

Haut ginn et verschidde Methoden, déi d'Modelléierungs- an d'Ermëttlung vun Manifestatiounen an Eegeschaften vun Schwéngeren erliichtert. Déi fundamental Grondlag vun den getesteten a vollendeten Theorien ass d'Quantenektrodynamik. Aus dësem, duerch dës oder aner Vereinfachungen gëtt et méiglech, déi folgend Techniken ze kréien, déi a ville Servicer benotzt ginn.

D'Beschreiwung vun relativ niddereger Frequenzstrahlung am macroskopesche Medium gëtt duerch klassesch Elektrodynamie realiséiert. Et baséiert op de Maxwell-Gleichungen. Zur selwechter Zäit sinn och vereinfacht Applikatiounen. Optesch Studien benotzen d'Optik. D'Wellentheorie gëtt benotzt an Fäll, wou verschidde Deeler vum opteschen System ongeféier a Gréisst an der Wellenlängt sinn. Quantenoptik gëtt benotzt, wann d'Prozeduren vun der Streuung, d'Absorption vun de Photonen essentielle sinn.

D'geometresch optesch Theorie ass den limiting Fall, an deem vernetzlech Wellenlängen erlaabt sinn. Et ginn och verschidde applizéiert a fundamentale Rubriken. Zum Beispill si si d'Astrophysik, d'Biologie vun der visueller Wahrnächtegkeet an der Photosynthese, der Fotobiografie. Wéi sinn elektromagnetesch Wellen klasséiert? Eng Tabell déi kloer weist datt d'Verdeelung vun de Gruppen gëtt ënnendrënner presentéiert.

Klassifikatioun

Et gi Frequenz laut vun elektromagnéitesche Wellen. Et gi keng scharfen Iwwergängen tëschent hinnen, heiansdo si sech iwwereg. D'Grenzen tëscht hinnen sinn éischter arbiträr. Wéinst der Tatsaach, datt de Stroum kontinuéierlech verteidegt ass, ass d'Frequenz mat der Längt starr ass. Hei fannt Dir d'Sortimente vun elektromagnetesche Wellen.

Ultra-kurze Strahlung gëtt normalerweis a Mikrometer (Submillimeter), Millimeter, Zentimeter, Dezimeter, Meter. Wann d'Wellelängt vun elektromagnéitesch Stralung vu manner wéi engem Meter, da seng genannt Schwéngunge vun super héich Frequenz (SHF).

Typen vun elektromagnetesche Wellen

D'Weiche vu elektromagnetesche Wellen ginn uewen ugewisen. Wat sinn déi verschidden Zorte vu Stréi? Grupp vun Stralung ioniséierender och Gammablëtz an X-Strahlen. Zur selwechter Zäit muss et gesot ginn, datt ultraviolet a souguer sichtbar Liicht Atome ioniséiere kënnen. D'Grenze mat deenen Gamma- a X-Ray-Fluxes fonnt ginn sinn ganz determinéiert. Als allgemeng Orientéierung sinn d'Limiten vun 20 eV - 0,1 MeV akzeptéiert. Gamma-Fluxen an engem schmuelem Sënn ginn emittéiert vum Kärel an d'Röntgenfluere ginn vun der Elektronenatomeschiwwel emittéiert an dem Prozess vun Elektronen aus niddereg Bunnen. Allerdéngs ass dës Klassifikatioun net fir schwiereg Strahlungen déi ouni d'Participatioun vun der Kriibs an Atomer entstoe sinn.

Röntgenfluere ginn gebonnen, wann d'gebuerten séier Partikel (Protonen, Elektronen, etc.) verlangsamt ginn an op Grond vun de Prozesser déi innerhalb vun den atomesche Elektronen ëmbrach. Gamma-Oszillatiounen entstoen als Resultat vu Prozesser innerhalb vun den Atomenergie a bei der Transformation vun elementarer Partikel.

Radio Streams

Wéinst dem grousse Wäert vun den Lännunge kann d'Iwwerwaachung vun dësen Wellen ouni Ënnerstëtzung vun der atomistescher Struktur vum Média ofgeschloss ginn. Als Ausnahm ass nëmmen déi kürschteste Stroum déi an d'Infrarotregioun vum Spektrum verbënnt. Am Radioprogramm sinn d'Quanitéitseigenschaften vun Schwéngungen zimlech schwaach manifestéiert. Allerdéngs muss se berücksichtegt ginn, zum Beispill, wann d'molekulare Normen vun der Zäit an der Frequenz analyséiert ginn bei der Ofkierzung vun der Ausrüstung op eng Temperatur vun verschidden Kelvins.

Quaniteigenschaften ginn och berücksichtegt wann d'Generatoren a Verstärker vu Millimeter a Zentimeterbereet beschriwwe sinn. De Radiostrom gëtt während der Bewegung vum alternativen Stroum duerch Leedere vun der ugemiesse Frequenz gebildet. A laanschtgoungen elektromagnéitesch Wellen am Raum Laafenden eng ofwiesselnd aktuell, bis et entspriechend. Dës Eigenschaft gëtt am Design vun Antennen u Radiotherapie benotzt.

Visibel Stroum

Déi ultraviolette a Infrarotsiichtstrahlung ass am breetesten Sënn deen sogenannten opteschen Deel vum Spektrum. D'Isolatioun vun dëser Regioun gëtt net nëmme vun der Noperschaftsassociatioun vun den entspriechenden Zonen, mee och duerch d'Ähnlechkeet vun den Instrumenter, déi an der Studie benotzt ginn an haaptsächlech während der Studie vu sichtbaren Liicht entwéckelt goufen. Dozou gehéieren, besonnesch Spigel a Lënsen fir d'Stralung, Diffraktiounsstécker, Prismen an anerer ze fokusséieren.

D'Frequenzen vun den opteschen Wellen si vergläichbar mat denen vun Molekülen an Atomen, an hir Längt mat intermolekulare Distanzen a molekulare Dimensiounen. Dofir sinn Erscheinungen, déi wéinst der atomistescher Struktur vun der Matière opginn, onofhängeg an dësem Beräich. Aus dem selwechte Grond huele Liicht, zesumme mat Wellen, och Quanenteigenschaften.

D'Erscheinung vun opteschen Stréimën

Déi bekannteste Quell ass d'Sonn. D'Uewerfläch vum Stär (Photosphär) huet eng Temperatur vu 6000 ° Kelvin an emittéiert helle schwaach Licht. Den héchste Wäert vun der kontinuéierlech Spektrum läit am "gréngen" Zone - 550 nm. Et ass och e Maximum vu visuell Sensibilitéit. Oscillatiounen vum optesche Bande si geschitt wann d'Kierper hehe sinn. Infrarout Stroum ginn dofir och thermesch genannt.

Wat méi wéi de Kierper erhëtzt, wat méi héich ass déi Frequenz, wou de Maximum vum Spektrum läit. Mat enger gewëssen Zuel vun Temperaturen beobachten mir Brennen (Glow am sichtbaren Bereich). Zur selwechter Zäit fänkt d'roude Faarf uewen, dann giel an dann op. D'Schafung an d'Opzeechnung vun opteschen Stréimunge kënnen op biologesch a chemesch Reaktiounen erfuerschen, eent vun de Fotoen. Fir déi meescht Kreaturen déi op der Äerd wunnen, fënnt d'Photosynthese eng Quell vu Energie. Dës biologesch Reaktioun trëtt an de Planzen ënnert dem Afloss vun der optescher Sonnestrahlung op.

Eegeschafte vun elektromagnetesche Wellen

D'Eegeschafte vum mëttleren an d'Quell beaflossen d'Besoën vun de Stroum. Dofir ass besonnesch d'Zäit Ofhängegkeet vun den Felder, déi de Flëssentyp festleet. Zum Beispill, wann Dir d'Distanz vum Vibrator (mat méi Erhéijung) ännert, gëtt de Krümmungsradius méi grouss. Als Resultat gëtt eng ebelen elektromagnetische Welle geformt. Interaktioun mat der Substanz passéiert och op verschidde Weeër. D'Prozesser vun der Absorption an d'Emissioun vu Fluxen, wéi z. B., kënne beschriwwe ginn mat Hëllef vu klassesch elektrodynamesch Relatiounen. Fir Wellen vun der optescher Regioun a fir héigen Strahlen, muss de méi Quantumat natiirlech berücksichtegt ginn.

Thread Sources

Trotz dem kierperlechen Ënnerscheed, iwwerall - an engem radioaktiven Stoff, en Fernsehsender, eng Glühampel - elektromagnetesch Wellen ginn duerch elektresch Gebidder, déi sech mat Beschleunigung bewegen. Et gi zwee Haaptentscheedungsquellen: mikroskopesch a makroskopesch. An der fréierer, eng sprongenähnlech Übergegung vun geladenen Partikelen vun engem Niveau zu engem aneren, fënnt an engem Molekulor oder Atomer.

Mikroskopesch Quellen emittéiert Röntgen, Gamma, Ultraviolet, Infrarot, sichtbar an a ville Fäll och laang Wellenstrahlung. Als Beispill vun der Letzebuerger kënne mir d'Linn vum Waasserstoffspektrum zitéieren, wat enger Welle vun 21 cm entsprécht. Dëst Phänomen ass besonnesch wichteg bei der Radiometronik.

Quellen vum makroskopesche Typ sinn Radiatoren, an deenen periodesch synchron Oszillatiounen duerch fräi Elektronik vun Dirigenten gemaach ginn. An Systeme vun dëser Kategorie gëtt vu Millimeter zu den längsten opgestallt (an de Kraaftleitungen).

Struktur a Kraaft vu Stréck

Elektra Gebidder, déi mat enger Beschleunigung an periodescher Äntwerte stréift, hunn e puer Effekter mat verschiddene Kräften. D'Richtung an d'Hellegkeet hänkt vu Faktoren ab, wéi d'Gréisst a Konfiguratioun vum Gebitt, an deem d'Stréimunge an d'Ladungen enthale sinn, hir relative Richtung an d'Hellegkeet. E wesentlechen Afloss gëtt och duerch elektresch Charakteristiken vun engem bestëmmte Medium ausgeübt, wéi och d'Verännerungen vun der Konzentratioun vu Käschten an d'Verdeelung vu Quellstroum.

Am Zesummenhang mat der totaler Komplexitéit vum Posprosement vum Problem ass et net méiglech, de Gesetz vun de Kräfte a Form vun enger eenzeger Formel ze presentéieren. D'Struktur, genannt elektromagnetescht Feld a gëllt als mathematescht Objekt wann néideg néideg ass, gëtt duerch d'Verdeelung vu Ladungen a Stroum festgeluegt. Et gëtt am Zauberegkeete vun enger geeent Quell geschafft wann d'Grenzverhältnisser berücksichtegt ginn. D'Konditioune ginn aus der Form vun der Interaktiounszone an de Charakteristiken vum Material festgeluegt. Wann mir iwwer onbegrenzte Raum schwätzen, ginn dës Zustands ergänzt. Als spezielle zousätzlechen Zoustand an dësen Fäll fënnt d'Bestrahlungsbedingung. Dowéinst ass d'"Korrektitéit" vum Feldverhalung infinity garantéiert.

Chronologie vun der Studie

Déi korpuskulär kinetesch Theorie vu Lomonosow an e puer vu sengen Positiounen anticipéiert verschidde Positiven vun der Theorie vum elektromagnetesche Feld: d'Rotatiounstechnik vun den Partikelen, d'"bewunnende" (Welle) Theorie vum Liicht, seng Allgemeng mat der Natur vun Elektrizitéit etc. Infrarater Fluxen goufen entdeckt an den 1800er Herschel (englesch Wëssenschaftler), an am Joer duerno, 1801, huet de Ritter de Ultraviolet beschriwwen. D'Radiatioun vun engem Kuerzer wéi d'Ultraviolet-Palette gouf vum Roentgen am Joer 1895 entdeckt, am 8. November. Duerno gouf et genannt Röntgenstrahlung.

Afloss vun elektromagnéitesche Wellen ass duerch vill Wëssenschaftler studéiert. Mä déi éischt de Méiglechkeeten vun Baachen zu Entdeckung, huet hir Ëmfang Narkevitch-Iodko (Waffenhändler wëssenschaftleche Figur) ginn. Hien huet d 'Eegeschafte vun leeft a Relatioun zu der Praxis vun Medezin. Gamma Stralung war an 1900 vum Paul Villard entdeckt. Am selwechten Zäitraum Planck gehaal theoretesch Studie vun der Eegeschafte vun engem schwaarze Kierper. An der Etude goufen se oppen Quantephysik Prozess. Seng Aarbecht war am Ufank vun der Entwécklung vun der Quantemechanik Physik. Duerno, war e puer Planck a Einstein publizéiert. Hir Fuerschung Spiller Nerve gewisen a sech d'Équipe vun esou enger Saach als photon. Dëst, an dann, markéiert den Ufank vun der Kreatioun vun der Quantephysik Theorie vun elektromagnéitesche Flux. Seng Entwécklung weider an de Wierker vun den Haaptfiguren wëssenschaftleche Zuele vun der zwanzegsten Joerhonnert.

Weider Fuerschung an Aarbecht op der Quantephysik Theorie vun elektromagnéitesch Stralung a seng Interaktioun mat Matière huet gefouert séiere fir d'Équipe vun Quantephysik electrodynamics an der Form an deem se haut existéiert. Ënnert der mëttelméisseg Wëssenschaftler deen dëst Thema studéiert, soll mir ernimmen, zousätzlech zu Einstein a Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

Konklusioun

De Wäert vun der moderner Welt vun der Physik ass genuch grouss. Bal alles, datt haut am mënschleche Liewen benotzt gëtt, wossten merci fir d'praktesch Gebrauch vun Fuerschung vun super Wëssenschaftler. D'Entdeckung vun elektromagnéitesche Wellen an hir studéieren, besonnesch, Nerve der Entwécklung vu konventionell a spéider Handy, Radio Sendere. Vun allem wichteg praktesch Uwendung vun esou engem theoretesch Wëssen am Beräich vun der Medezin, Industrie, an Technologie.

Dat ass wéinst der verbreet Gebrauch vun Chemeschen Wëssenschaft. All kierperlech Experimenter baséiert op Moosse, Verglach vun den Eegeschafte vun der Phänomener Wiesen mat der bestehend Standarden studéiert. Et ass fir dëst Zil am Nawell entwéckelt komplex Miessunge Instrumenter an Unitéiten. Puer Mustere ass fir all bestehend Material Systemer gemeinsam. Zum Beispill, sinn d'Gesetzer vun Conservatioun vun der Energie gemeinsam physikalesch Gesetzer considéréiert.

Wëssenschaft als Ganzt ass an villen Fäll fundamental genannt. Dat ass wéinst allem un der Tatsaach, datt aner Disziplinnen Beschreiwunge ginn déi, am Tour, d'Gesetzer vun der Physik sou weit. Also, am Chimie studéiert Atomer, eng Substanz aus hinnen ofgeleet, an Transformatioun. Mee chemeschen Eegeschafte vum Kierper vun der kierperlecher Charakteristiken vun Molekülle an Atomer alles. Dës Eegeschafte beschreiwen sou Rubriken vun der Physik, wéi Energien, Thermodyanmik, an anerer.