Kim elektromagnit to'lqinlar kashf? Elektromagnit to'lqinlar - jadval. elektromagnit to'lqinlar turlari

(Quyida beriladi jadval) elektromagnit to'lqinlar magnit va elektr maydonlariga buzilishi kosmosda taqsimlanadi vakili. Ularni bir necha turlari mavjud. Bu tartibsizliklar o'rganish fizika bilan shug'ullanadi. Elektromagnit to'lqinlar tufayli elektr muqobil magnit maydon hosil qiladi, deb aslida uchun hosil qilingan, va o'z navbatida bu elektr ishlab chiqaradi.

Tarix tadqiqot

gipoteza elektromagnit to'lqinlarning eng qadimgi varianti ko'rib chiqilishi mumkin, birinchi nazariyasi, kamida Gyuygens bnlan vaqtlarda mavjud. paytda, o'ylash holatlarda rivojlantirish yetdi. "Risola dunyo" - Gyuygens 1678 yil "reja" nazariyasi bir xil ishlab chiqarilgan. 1690 yilda u ham boshqa yaxshi ishlarni nashr. Bu bugungi kunda maktab darsliklari ( "Elektromagnit to'lqinlar", 9-sinf) vakili bo'lgan shaklda sifatli aks ettirish nazariyasi, sinishi bayon qilingan.

Shu bilan birga Gyuygensning tamoyilini formuladan qilingan. imkon bo'ldi bilan to'lqin fronti harakatini o'rganish. Bu tamoyil keyinchalik Fresnel asarlarida uning rivojlanishini topildi. Gyuygens-Fresnel tamoyili Kırınım nazariyasi va yorug'lik to'lqin nazariyasi maxsus ahamiyatga ega bo'ldi.

empirik va nazariy hissasi katta miqdorda 1660-1670 yillarda o'rganish Hook va Nyuton qilingan. Kim elektromagnit to'lqinlar kashf? tajribalar, ularning mavjudligini isbotlash uchun amalga oshirildi kimga? elektromagnit to'lqinlar turli turlari bor? Bu keyinchalik.

asoslab Maksvell

Biz elektromagnit to'lqinlar kashf kim haqida gapirishdan oldin, u umuman ularning mavjudligini bashorat birinchi olim, Faraday aylandi deyish kerak. Uning taxmin u yil, 1832-yilda ilgari surilgan. Qurilish nazariyasi keyinchalik Maksvell bilan shug'ullanadi. 1865 yilga kelib, to'qqizinchi yilda ish yakunlandi. Natijada, Maksvell qat'iy ko'rib chiqilayotgan hodisalar mavjudligini oqlaydigan, matematik nazariyasini rasmiylashtirildi. U, shuningdek, elektromagnit to'lqinlarning tarqalishi tezligi belgilab berilgan, keyin engil tezligini amal qiymati bilan mos. Bu esa, o'z navbatida, uni ko'rib nurlanish bir turi bo'lib nur gipotezasini isbotlash uchun ruxsat.

eksperimental ochish

Maksvell nazariyasi 1888 yilda Xertz tajribalariga tasdiqlandi. Bu Germaniya fizigi uning matematik asosi qaramay, nazariyasini rad o'z tajribalar o'tkaziladi, deb aytish kerak. Biroq, uning tajribalari sharofati Hertz amalda elektromagnit to'lqinlar kashf kim birinchi bo'ldi. Bundan tashqari, ularning tajribalari davomida, olimlar xususiyatlarini va nurlanish xususiyatlarini aniqladilar.

Elektromagnit to'lqinlar Hertz tufayli tez yuqori kuchlanish manbai orqali vibratör oqim uyg'onishi puls qator qabul qildi. Yuqori chastota oqimining tutashuv orqali aniqlash mumkin. Shu da tebranish chastotasi sig'im va indüktivite yuqori, yuqori bo'ladi. Lekin bu yuqori chastota hech qanday kafolat yuqori oqimi hisoblanadi. "Dipol antenna" - o'z tajribalar o'tkazish, Xertz endi deb nomlangan juda oddiy qurilma ishlatiladi. Qurilma ochiq turdagi bir tebranish elektron hisoblanadi.

Haydash tajribasi Hertz

Ro'yxatdan radiatsiya qabul vibratör orqali amalga oshirildi. Ushbu qurilma moslamasi, qurilma bilan bir xil tuzilishga ega edi. elektromagnit to'lqin elektr muqobil dala qo'zg'alishi ta'siri ostida joriy tebranishlari qabul qiluvchi qurilma bilan sodir bo'lgan. Agar ushbu qurilma, uning tabiiy chastota va oqi mos chastotasi, tebranish paydo. Natijada, buzilishi katta amplitudali bilan qabul apparatida ro'y berdi. Ilmiy kichik teshikka o'tkazgichning o'rtasida uchqunlarni kuzatib, ularni tushunadi.

Shunday qilib, Xertz, elektromagnit to'lqinlari kashf o'tkazgichlarda yaxshi aks ettirish uchun ularning qobiliyatini isbotladi kim birinchi bo'ldi. Ular doimiy nur shakllanishi oqladi deyarli qilindi. Bundan tashqari, Xertz havoda elektromagnit to'lqinlar targ'ibot tezligini belgilab.

xususiyatlarini o'rganish

Elektromagnit to'lqin deyarli barcha muhitda targ'ib. radiatsiya moddalar bilan to'la makon, ayrim hollarda yaxshi tarqatiladi mumkin. Lekin ular bir oz o'z xatti o'zgartirish.

vakuum bilan Elektromagnit to'lqin susaytirishi holda belgilanadi. Ular har qanday o'zboshimchalik katta masofaga taqsimlanadi. asosiy xususiyatlari polarizasyon to'lqinlari, chastotasi va uzunligi kiradi. xususiyatlari ta'rifi, elektrodinamik doirasida amalga oshiriladi. Biroq, spektrining ayrim hududlarida radiatsion xususiyatlari ko'proq muayyan bilan shug'ullanuvchi fizika sohalarida. Bu, masalan, optik o'z ichiga olishi mumkin ichiga oladi.

yuqori energiya bilan bo'lim bitimlar qisqa to'lqin spektr oxirida qattiq elektromagnit radiatsiya o'rganish. zamonaviy g'oyalar dinamikasi o'zini-intizom va yagona nazariyasi zaif o'zaro bilan birga bo'lishdan chiqadi berilgan.

Nazariyasi xususiyatlarini o'rganish qo'llaniladigan

Bugun displeylar va tebranish xususiyatlarini modellashtirish ko'maklashish va o'rganish uchun turli xil usullar mavjud. kvant elektrodinamik tomonidan tasdiqlangan va to'liq nazariyasi eng asosiy hisoblanadi. tomonidan undan bir yoki boshqa sadeleştirmeler keng turli sohalarda ishlatiladi quyidagi usullarini, olish mumkin bo'ladi.

makroskopik muhitda past chastotali nurlanish nisbatan Tavsif mumtoz elektrodinamik orqali amalga oshiriladi. Bu Maksvell ning tenglamalar asoslangan. Arizada, soddalashtirish ilovalar bor. optik o'rganish qachon ishlatiladi. to'lqin nazariyasi hollarda qo'llaniladi qaerda to'lqin uzunligi yaqin hajmi optik tizimining ba'zi qismlari. muhim chaplanishi jarayonlar bo'lsa Kvant optikasi, fotonlar so'rilishini ishlatiladi.

Geometrik optik nazariyasi - beparvo to'lqin uzunligi ruxsat bo'lgan cheklovchi ishi. bir necha amaliy va fundamental bo'limlar ham bor. Bu, masalan, astrofizika, vahiy va fotosintez, Fotokimya biologiya o'z ichiga oladi, o'z ichiga oladi. Qanday elektromagnit to'lqinlar tasniflanadi? stol aniq guruhi uchun tarqatish quyida ko'rsatilgan ko'rsatadi.

klassifikatsiya

Bor chastota intervallarni elektromagnit to'lqinlar. ular orasida, ba'zan ular ustiga o'raydigan, hech kutilmagan o'tish bor. ular orasidagi chegaralar ancha nisbiy bo'ladi. Tufayli oqimi doimiy taqsimlanadi deb aslida, chastota keskin uzunligi bilan bog'liq. Quyida elektromagnit to'lqinlar tizmalari bor.

UltraShort engil mikrometre (sub-millimetr), millimetr, santimetr, yassi, metr bo'linishi mumkin. Agar to'lqin uzunligi kamida bir metr, super yuqori chastotali (SHF) keyin uning chaqirdi salınımının elektromagnit nurlanish.

elektromagnit to'lqinlar turlari

Yuqorida, elektromagnit to'lqinlar orasida o'zgarib turadi. oqimlari turli turlari bor? Group ionli radiatsiya gamma va rentgen o'z ichiga oladi. Bu atom va ultrabinafsha nur, va hatto aniq nurni ionize qodir ekanini aytdi lozim. gamma va rentgen oqi bor hoshiya, juda shartli belgilangan. 0,1 MeV - umumiy yo'nalishini chegaralaydi 20 eV qabul sifatida. elektronlar kam-yotgan orbitalarida püskürtmenin davomida e-atom qobiq - yadro, X tomonidan emissiya tor ma'noda gamma-oqadi. Biroq, bu tasnifi yadro va atomlar holda hosil qattiq nurlanish taalluqli emas.

tez zaryadlangan zarralar (protonlar, elektronlar va boshqalar) va atom elektron qobiqda ichida sodir shuning jarayonlar sekinlashadi qachon hosil X-ray oqi. Gamma tebranishi atom yadrosi ichidagi jarayonlar natijasida va elementar zarralar konvertatsiya sifatida yuzaga keladi.

radio oqimlar

Bu to'lqinlar ko'rib uzunliklarining tufayli katta qiymatlar hisobga o'rta atomistik tuzilishi olmasdan amalga oshirilishi mumkin. istisno sifatida infraqizil mintaqada tutash faqat qisqa oqimlarni xizmat qilish. radio kvant xususiyatlari salınımları juda zaif sodir. Shunday bo'lsa-da, ular hisobga olish kerak, masalan, bir necha daraja Kelvin bir haroratga sovutish apparati paytida vaqt va chastota molekulyar standarti tahlil qachon.

Kvant xususiyatlari millimetr va santimetr tizmalariga osilatör va amplifikatörlerin ta'rifi hisobga olinadi. Radio uyasi AC o'tkazgichning harakati tegishli chastota davomida shakllanadi. A kosmosda elektromagnit to'lqinlar o'tib g'oyat quvontiradi , muqobil oqim unga tegishli. Bu xususiyat radio antenna dizayni ishlatiladi.

aniq oqimi

Ultrabinafsha va infraqizil nurlanish optik spektral viloyati deb atalmish so'zning keng ma'noda paydo bo'ladi. Bu maydoni nafaqat tegishli joylarda yaqin sabab, lekin ishda foydalaniladigan va ko'rinadigan yorug'lik o'rganishda asosan ishlab chiqilgan qurilmalar bilan o'xshash bo'ladi Ajrating. Bular, xususan, ko'zgular va radiatsiya, burilish ızgaralar, prizmalar, va boshqalar qaratib uchun linzalar.

Frequency optik to'lqin molekulalar va atomlar va ularning uzunligi bilan solishtirish mumkin - molekulalar orasidagi masofaga va molekulyar registri bilan. Shuning uchun, bu sohada muhim moddaning atom tuzilishi tomonidan chaqiriladi hodisalaridir. Shu sababdan, to'lqinlar bilan nur va kvant xususiyatlarga ega.

optik oqimlari paydo

Eng mashhur manbai quyosh. Star yuzasi (fotosfera) 6000 ° kelvin bir harorati va yorqin oq nur chiqaradi. uzluksiz spektrining eng yuqori qiymati "yashil" zonasida joylashgan - 550 nm. maksimal Visual sezuvchanlik ham mavjud. optik dekabrida ham tebranishlari qizg'in organlari sodir. Infraqizil oqimi shu sababli ham issiqlik deb ataladi.

spektri maksimal chastota oliy, isitish tanasi bo'lib o'tadi kuchliroq. muayyan haroratda kuzatiladi qizdirish (aniq oralig'i ichida nurlari) ko'tariladi. Bu birinchi so'ngra sariq, qizil va paydo bo'ladi. optik oqimi tashkil etish va ro'yxatga olish biri foto ishlatiladi, biologik va kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'lishi mumkin. eng mavjudotlar energiya manbai sifatida er yuzida yashovchi uchun fotosintez amalga oshiradi. Bu biologik reaksiya optik quyosh nurlanishi ta'sirida o'simliklarda sodir bo'ladi.

elektromagnit to'lqinlar xususiyatlari

o'rta va manbai xususiyatlari oqimi xususiyatlarini ta'sir qiladi. Shunday qilib o'rnatilgan, xususan, oqimi turini belgilaydi sohasida, vaqti bog'liqligi. vibratör masofa (ortib) Misol uchun, egrilik radiusi katta bo'ladi. Natijada bir samolyot elektromagnit to'lqin hisoblanadi. material bilan o'zaro hamkorlik kabi turli xil sodir bo'ladi. yutilish va emissiya jarayonlari oqimi odatda, klassik elektrodinamik stavkalari yordamida tavsiflash mumkin. optik qator va yanada qattiq-nurlarining to'lqinlar uchun hisobga ularning kvant tabiati olinishi lozim.

manbalari oqimlar

elektromagnit to'lqinlar tezlashtirish bilan harakat elektr ayblovlar bilan xursand bo'ladi - bir radioaktiv modda, televizor beruvchi, Lampochka ichida - hamma joyda jismoniy farqlar, qaramay. mikroskopik va makroskopik: manbalarini ikki asosiy turi mavjud. birinchi molekulalar yoki atomlar ichidagi boshqa darajaga bir zaryadlangan zarrachalar keskin o'tishni sodir bo'ladi.

Mikroskopik manbalar X-ray, gamma, ultrabinafsha, infraqizil, ko'rinadigan chiqaradi, va ba'zi hollarda, uzoq-to'lqin nurlanish. ikkinchisi bir misol, 21 sm to'lqin mos keladi vodorod spektral chiziq kabi. Bu hodisa radio astronomiya, ayniqsa, muhim ahamiyatga ega.

Manbalar makroskopik turi erkin elektronlar o'tkazgichlari sinxron davriy tebranish vujudga qilingan qaysi emitörler vakili. Ushbu turkumda tizimlarida millimetr dan uzun (elektr liniyalari) uchun oqimlarini hosil qilinadi.

tuzilishi va oqimlar kuchi

Elektr zaryad tezlashtirish bilan harakat qilayotgan va vaqti-vaqti bilan oqimlari o'zgaruvchan ma'lum kuchlar bilan bir-biriga ta'sir qiladi. Ularning kattaligi va yo'nalishi oqimlari va ayblovlarni, ularning kattaligi va nisbiy yo'nalishi mavjud maydon hajmi va konfiguratsiya kabi omillarga bog'liq. Sezilarli darajada elektr xususiyatlari va xususan o'rta, shuningdek, zaryad kontsentratsiyasi va manba toklarining taqsimlash o'zgarishlar ta'sir.

Tufayli umumiy muammo bayonotida murakkabligi uchun bitta formula olmaydi shaklida kuchga qonunini joriy etish. A tuzilishi elektromagnit maydon deb ataladi va ayblov va oqimlar taqsimlash yo'li bilan aniqlanadi matematik ob'ekt, kabi zarur hisoblanadi. Bu esa, o'z navbatida, hisob chegara sharoitlari hisobga olgan holda, berilgan manbai yaratadi. Shartlari belgilangan shakl o'zaro zonalari va materiallar xususiyatlari. u chegaralanmagan fazoda amalga oshiriladi bo'lsa, bu holatlar ishlanadi. Bunday hollarda maxsus qo'shimcha sharti sifatida radiatsiya shartidir. tufayli u abadiy, maydon "to'g'ri" xatti tomonidan kafolatlanadi.

o'rganish xronologiyasi

elektromagnit maydon nazariyasi .. "Lop" zarrachalar (aylanish) harakat ayrim arkonlarini tushishini his o'z pozitsiyalarini ba'zi korpuskulyar-kinetik Lomonosov nazariyasi, "zyblyuschayasya" va hokazo (to'lqin) nur nazariyasi, elektr tabiati bilan uning umumiylik, infraqizil oqimi 1800 yilda aniqlangan edi Herschel (ingliz olimi), va keyingi, 1801-m tomonidan, Ritter ipie tasvirlangan edi. ultrabinafsha ko'ra qisqa radiatsiya, qator 8 noyabr kuni, 1895 yilda rentgen ochildi. Keyinchalik, u X-ray deb ma'lum bo'ldi.

elektromagnit to'lqinlarning ta'sirini ko'p olimlar tomonidan o'rganib chiqildi. Biroq, oqimlar imkoniyatlarini kashf birinchi, ularning ko'lami Narkevitch-Iodko (Belarus ilmiy ko'rsatkich) aylandi. U tibbiyot amaliyotida nisbatan oqimlari xususiyatlarini o'rganib. Gamma nurlanish 1900 yilda Pol Villard tomonidan kashf etildi. Shu davrda Plank qora tana xususiyatlari nazariy tadqiqotlar olib borilmoqda. o'rganish davomida ular ochiq kvant jarayon edi. Uning ish rivojlanishining boshlanishi edi kvant fizikasi. Keyinchalik, bir necha Plank va Eynshteyn chop etilgan. Ularning tadqiqot foton kabi bir narsa shakllanishiga olib keldi. Bu esa, o'z navbatida, elektromagnit oqimi kvant nazariyasi yaratish boshlanishi belgilangan. Uning rivojlanishi XX asr yetakchi ilmiy arboblari asarlarida davom etdi.

kvant elektromagnit nurlanish nazariyasi va materiya bilan o'zaro bog'liq boshqa tadqiqotlar va ish bu bugun mavjud bo'lgan shaklda kvant elektrodinamik shakllantirish uchun oxir-oqibat olib keldi. Bu masalani o'rganib mashhur olimlar orasida, biz Eynshteyn va Plank, Bohr, Bose, Dirac, ham Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman'a tashqari, zikr kerak.

xulosa

fizika zamonaviy dunyoda qiymati etarlicha katta. Inson hayotida bugun ishlatiladi Deyarli hamma narsa, buyuk olimlar tadqiqotlar amaliy foydalanish tufayli paydo bo'ldi. elektromagnit to'lqinlar va ularning o'rganish kashfiyot, xususan, an'anaviy va keyinchalik mobil telefonlar, radio etadi rivojlanishiga olib keldi. tibbiyot, sanoat va texnologiya sohasida bunday nazariy bilim alohida ahamiyati amaliy qo'llash.

Bu miqdoriy fan keng foydalanish bilan bog'liq. o'lchov asosida barcha jismoniy tajribalar, hodisalar xususiyatlari taqqoslash mavjud standartlarga o'rganilmoqda. Bu o'qish ishlab murakkab o'lchash asboblari va birliklar doirasida shu maqsadda uchun. Bir necha naqsh barcha mavjud moddiy tizimlarga keng tarqalgan. Misol uchun, energiya saqlash qonunlari umumiy jismoniy qonunlari hisoblanadi.

bir butun sifatida ilm-fan fundamental ko'p hollarda deyiladi. Bu, birinchi navbatda, boshqa fanlar esa, o'z navbatida, fizika qonunlariga itoat, tushuntirishlar berish, deb aslida tufaylidir. Shunday qilib, kimyo atom, bir ulardan olingan modda va o'zgartirish o'rganib. Lekin tananing kimyoviy xususiyatlari molekulalar va atomlarning fizik xususiyatlari bilan belgilanadi. Bu xususiyatlar elektromagnetizm, termodinamik va boshqalar kabi, fizika kabi bo'limlari bayon.