Qui va descobrir les ones electromagnètiques? - Les ones electromagnètiques de taula. Tipus d'ones electromagnètiques

Les ones electromagnètiques (Taula que es donen a continuació) representen la pertorbació dels camps magnètics i elèctrics es distribueixen en l'espai. Ells hi ha diversos tipus. L'estudi d'aquestes pertorbacions es dedica a la física. Les ones electromagnètiques es generen a causa del fet que el camp magnètic elèctric altern genera, i això al seu torn genera elèctrica.

la investigació d'història

La primera teoria, que es pot considerar les variants més antigues de les ones electromagnètiques d'hipòtesis, són almenys en temps de Huygens. En aquest moment, l'especulació va aconseguir el desenvolupament quantificat. Huygens en 1678, l'any produeix una mena de teoria del "esquema" - "Tractat sobre el món". En 1690 també va publicar un altre excel·lent treball. S'ha indicat la teoria qualitativa de la reflexió, la refracció en la forma en què es representa avui en dia en els llibres de text ( "ones electromagnètiques", grau 9).

Juntament amb això s'ha formulat el principi de Huygens. Amb ell es va fer possible estudiar el moviment del front d'ona. Aquest principi troba el seu desenvolupament posterior en les obres de Fresnel. el principi de Huygens-Fresnel tenia un significat especial en la teoria de la difracció i la teoria ondulatòria de la llum.

En 1660-1670 anys de la gran quantitat d'aportacions teòrics i experimentals es van realitzar en l'estudi de Hooke i Newton. Qui va descobrir les ones electromagnètiques? Els quals es van dur a terme experiments per provar la seva existència? Quins són els diferents tipus d'ones electromagnètiques? En aquesta tarda.

justificació Maxwell

Abans de parlar de qui va descobrir les ones electromagnètiques, cal dir que el primer científic que va predir la seva existència en general, s'ha convertit en Faraday. La seva hipòtesi es va presentar en 1832, l'any. teoria de la construcció posteriorment dedica a Maxwell. Abans de 1865, els nou anys que ha completat la feina. Com a resultat, Maxwell formalitzat estrictament teoria matemàtica, el que justifica l'existència dels fenòmens considerats. També ha estat determinada velocitat de propagació de les ones electromagnètiques, coincideix amb el valor, llavors s'aplica la velocitat de la llum. Això, al seu torn, li va permetre corroborar la hipòtesi que la llum és un tipus de radiació considerats.

detecció experimental

La teoria de Maxwell es va confirmar en els experiments de Hertz a 1888. Cal dir que el físic alemany va dur a terme els seus experiments per refutar la teoria, malgrat la seva base matemàtica. No obstant això, gràcies als seus experiments de Hertz va ser el primer que va descobrir les ones electromagnètiques en la pràctica. A més, en el transcurs dels seus experiments, els científics han identificat les propietats i característiques de la radiació.

Ones electromagnètiques Hertz rebuts a causa de la sèrie d'impulsos d'excitació de fluir ràpidament en el vibrador per mitjà de font d'alta tensió. corrents d'alta freqüència poden ser detectats pel circuit. La freqüència d'oscil·lació al mateix serà el més alt, més gran és la capacitància i la inductància. No obstant això, aquesta alta freqüència es garanteix alt flux. Per dur a terme els seus experiments, Hertz va utilitzar un dispositiu bastant simple, que ara es diu - "antena dipol". El dispositiu és un circuit d'oscil·lació de tipus obert.

experiència de conducció Hertz

Register radiació es va dur a terme per mitjà del vibrador de recepció. Aquest dispositiu té la mateixa estructura que la del dispositiu emissor. Sota la influència de l'ona electromagnètica elèctric altern d'excitació de camp fluctuacions de corrent es va produir al dispositiu receptor. Si en aquest dispositiu de la seva freqüència natural i la freqüència de flux coincideixen, la ressonància que apareix. Com a resultat, es va produir la pertorbació en un aparell de recepció amb una amplitud més gran. Investigador els descobreix, observant les espurnes entre conductors en un petit espai.

Per tant, Hertz va ser el primer que va descobrir les ones electromagnètiques, va demostrar la seva capacitat per reflectir bé en els conductors. Gairebé es justificaven la formació d'una llum de peu. A més, Hertz va determinar la velocitat de propagació d'ones electromagnètiques en l'aire.

L'estudi de les característiques de

Les ones electromagnètiques es propaguen en gairebé tots els ambients. A l'espai, que està ple d'una substància de la radiació en alguns casos pot ser distribuït prou bé. Però canvien lleugerament el seu comportament.

Les ones electromagnètiques en buit determinar sense atenuació. Es distribueixen a qualsevol distància arbitràriament gran. Les característiques principals inclouen ones de polarització, la freqüència i longitud. Descripció de les propietats es porta a terme en el marc de l'electrodinàmica. No obstant això, les característiques de radiació d'algunes regions de l'espectre estan compromesos en més específiques àrees de la física. Aquests inclouen, per exemple, poden incloure l'òptica.

Estudiar la radiació electromagnètica dura d'ona curta final espectral de la secció s'ocupa d'alta energia. Tenint en compte la dinàmica de les idees modernes deixa de ser auto-disciplina i combinat amb les interaccions febles en una sola teoria.

Teoria aplicada en l'estudi de les propietats

Avui dia existeixen diversos mètodes per facilitar el modelatge i l'estudi de les propietats de les pantalles i les vibracions. El més fonamental de la teoria provada i completa de l'electrodinàmica quàntica es considera. De la mateixa per una o les altres simplificacions fa possible obtenir els mètodes següents, que són àmpliament utilitzats en diversos camps.

Descripció respecte a la radiació de baixa freqüència en l'entorn macroscòpic es porta a terme per mitjà de l'electrodinàmica clàssica. Es basa en les equacions de Maxwell. En l'aplicació, hi ha aplicacions per simplificar. Quan s'estudia l'òptica òptics utilitzats. La teoria de l'ona s'aplica en casos en què algunes parts del sistema òptic de la mida prop de la longitud d'ona. òptica quàntica s'utilitza quan els processos de dispersió substancials són, l'absorció de fotons.

teoria òptica geomètrica - el cas límit en què la longitud d'ona d'abandonament permès. També hi ha diverses seccions bàsica i aplicada. Aquests inclouen, per exemple, incloure l'astrofísica, la biologia de la visió i la fotosíntesi, la fotoquímica. Com es classifiquen les ones electromagnètiques? La taula mostra clarament la distribució per al grup es mostra a continuació.

classificació

Hi ha gammes de freqüències de les ones electromagnètiques. Entre ells, no hi ha transicions abruptes, de vegades se superposen. Els límits entre ells són bastant relativa. A causa del fet que el flux es distribueix de forma contínua, la freqüència està associat de forma rígida amb la longitud. A continuació es presenten les gammes d'ones electromagnètiques.

llum Ultrashort es pot dividir en micròmetres (sub-mil·límetre), mil·límetres, centímetres, decímetre, metro. Si la longitud d'ona de la radiació electromagnètica de menys d'un metre, llavors la seva crida oscil·lació de super alta freqüència (SHF).

Tipus d'ones electromagnètiques

Per sobre, els rangs de les ones electromagnètiques. Quins són els diferents tipus de fluxos? Grup de radiació ionitzant inclouen gamma i raigs-X. Cal dir que és capaç d'ionitzar els àtoms i llum ultraviolada, i fins i tot la llum visible. Els marges que són gamma i flux de raigs X, que es defineix molt condicional. Com a orientació general acceptat límits 20 eV - 0,1 MeV. Gamma-flueix en el sentit estricte emesa pel nucli, X - shell e-atòmic durant l'ejecció de les òrbites baixes d'electrons. No obstant això, aquesta classificació no s'aplica a la radiació generada dura i sense nuclis i àtoms.

flux de raigs X generada en desaccelerar partícules carregades ràpid (protons, electrons, i altres) i per tant els processos que ocorren dins de les capes d'electrons atòmics. oscil·lacions gamma es produeixen com a resultat dels processos dins dels nuclis atòmics i la conversió de les partícules elementals.

fluxos de ràdio

A causa dels grans valors de les longituds de la consideració d'aquestes ones poden dur-se a terme sense tenir en compte l'estructura atomista del medi. Com una excepció a servir només els fluxos curts que són adjacents a la regió infraroja. En les propietats quàntiques de ràdio oscil·lacions es produeixen amb força feble. No obstant això, s'han de considerar, per exemple, en analitzar l'estàndard molecular de temps i freqüència durant l'aparell de refredament a una temperatura d'uns pocs graus Kelvin.

Les propietats quàntiques es tenen en compte en la descripció dels oscil·ladors i amplificadors en els rangs de mil·límetre i centímetre. ranura Ràdio es forma durant el moviment dels conductors de CA de freqüència apropiada. A que passa ones electromagnètiques en l'espai excita un corrent altern, corresponent a la mateixa. Aquesta propietat s'utilitza en el disseny d'antenes a la ràdio.

fluxos visibles

Radiació ultraviolada i infraroja és visible en el sentit ampli de la paraula anomenada regió espectral òptic. Ressaltar aquesta àrea és causada no només la proximitat de les àrees respectives, però són similars als dispositius utilitzats en l'estudi i desenvolupat principalment en l'estudi de la llum visible. Aquests inclouen, en particular, els miralls i lents per enfocar la radiació, reixetes de difracció, prismes, i altres.

ones òptiques de freqüència són comparables a les de les molècules i els àtoms, i la seva longitud - amb distàncies intermoleculars i dimensions moleculars. Per tant essencial en aquest camp són fenòmens que són causades per l'estructura atòmica de la substància. Per la mateixa raó, la llum amb l'ona i té unes propietats quàntiques.

L'aparició de flux òptic

La font més famós és el sol. superfície Star (fotosfera) té una temperatura de 6.000 ° Kelvin, i emeten llum blanca brillant. El valor més alt de l'espectre continu es troba a la zona de "verd" - 550 nm. També hi ha una sensibilitat visual màxima. Les fluctuacions en el rang òptic es produeixen cossos quan s'escalfa. fluxos d'infrarojos es per tant també es fa referència com a calor.

Com més fort sigui el cos d'escalfament es porta a terme, més gran és la freqüència en la que l'espectre és màxima. incandescència observat a certa temperatura s'eleva (resplendor en el rang visible). Quan apareix per primera vegada vermell, després groc i després. Establiment i registre de flux òptic poden ocórrer en les reaccions biològiques i químiques, una de les quals s'utilitza a la foto. Per a la majoria dels éssers vius a la terra com a font d'energia porta a terme la fotosíntesi. Aquesta reacció biològica es porta a terme a les plantes sota la influència de la radiació solar òptic.

Característiques de les ones electromagnètiques

Les propietats del medi i la font afecten les característiques de flux. Així muntat, en particular, la dependència del temps del camp, que especifica el tipus de flux. Per exemple, quan la distància des del vibrador (augmentant) el radi de curvatura es fa gran. El resultat és una ona electromagnètica plana. La interacció amb el material es produeix com a diferent. Els fluxos processos d'absorció i d'emissió en general es poden descriure utilitzant relacions electrodinàmics clàssics. Per a les ones de rang òptic i els raigs durs més s'ha de tenir en compte la seva naturalesa quàntica.

fonts de corrents

Tot i les diferències físiques, tot arreu - en una substància radioactiva, un transmissor de televisió, la bombeta - ones electromagnètiques són excitats per les càrregues elèctriques que es mouen amb acceleració. Hi ha dos tipus principals de fonts: microscòpica i macroscòpica. La primera es produeix transició brusca de les partícules carregades d'un a un altre nivell dins de les molècules o àtoms.

fonts microscòpiques emeten de raigs X, gamma, ultraviolada, infraroig, visible, i en alguns casos, la radiació d'ona llarga. Com un exemple d'això últim és la línia espectral d'hidrogen que correspon a una ona de 21 cm. Aquest fenomen és particularment important en la radioastronomia.

Fonts de tipus macroscòpic representen emissors en els quals els conductors d'electrons lliures es fan oscil·lació periòdica síncrona. En els sistemes d'aquesta categoria es generen fluxos de mil·límetre a les (en línies d'energia) més llargues.

L'estructura i la força dels fluxos

Una càrrega elèctrica es mou amb acceleració i canviar periòdicament els corrents afecten uns als altres amb certes forces. La seva magnitud i direcció depenen de factors com ara la mida i la configuració del camp, que conté els corrents i càrregues, la seva magnitud i direcció relativa. Substancialment influenciat per les característiques elèctriques i el medi en particular, així com canvis en la concentració i la distribució de les corrents de font de càrrega.

A causa de la complexitat de la declaració general un problema d'introduir la llei de la força en forma d'una única fórmula no pot. Una estructura anomenada un camp electromagnètic i es considera tan necessari com un objecte matemàtic, determinat per la distribució de càrregues i corrents. Que, al seu torn, crea una font determinada, tenint en compte les condicions de contorn. Els termes definits constitueixen zones d'interacció i les característiques del material. Si es porta a terme en un espai sense límits, aquestes circumstàncies es complementen. Com a condició addicional especial en aquests casos és la condició de radiació. A causa de que està garantit pel comportament "correcte" del camp a l'infinit.

Cronologia de l'estudi

teoria Lomonosov Corpuscular-cinètica en algunes de les seves posicions impacients certs principis de la teoria de camp electromagnètic .. (rotacional) moviment de les partícules "Lobe", "zyblyuschayasya" (ona) teoria de la llum, la seva comunió amb la naturalesa de l'electricitat, etc., es van detectar fluxos d'infrarojos en 1800 per Herschel (científic britànic), i en el següent, 1801-m, Ritter va ser descrit ultraviolada. La radiació ultraviolada més curt que, rang es va obrir Roentgen en 1895 any, el 8 de novembre. Posteriorment, es va fer coneguda com la radiografia.

Influència de les ones electromagnètiques s'ha estudiat per molts científics. No obstant això, els primers a explorar les possibilitats de corrents, el seu abast s'ha convertit en Narkevitch-Iodko (figura científica bielorussa). Va estudiar les propietats dels fluxos en relació amb la pràctica de la medicina. La radiació gamma va ser descobert per Paul Villard en 1900. En el mateix període Planck a terme estudis teòrics de les propietats d'un cos negre. Durant l'estudi eren procés quàntic oberta. El seu treball va ser el començament del desenvolupament de la física quàntica. Posteriorment, diversos de Planck i Einstein va ser publicat. La seva investigació va conduir a la formació d'una cosa com ara un fotó. Això, al seu torn, va marcar el començament de la creació de la teoria quàntica de flux electromagnètic. El seu desenvolupament va continuar en les obres de les figures científiques principals del segle XX.

La investigació i el treball sobre la teoria quàntica de la radiació electromagnètica i la seva interacció amb la matèria ha portat finalment a la formació de l'electrodinàmica quàntica en la forma en la que existeix avui en dia. Entre els destacats científics que han estudiat aquest tema, cal esmentar, a més d'Einstein i Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

conclusió

El valor en el món modern de la física és prou gran. Gairebé tot el que s'utilitza avui en dia en la vida humana, va aparèixer gràcies a la utilització pràctica de la investigació de grans científics. El descobriment de les ones electromagnètiques i el seu estudi, en particular, va conduir al desenvolupament de telèfons, transmissors de ràdio convencionals i posteriorment mòbils. De particular importància l'aplicació pràctica de tal coneixement teòric en el camp de la medicina, la indústria i la tecnologia.

Això és causa de l'ús generalitzat de la ciència quantitativa. Tots els experiments físics basats en el mesurament, la comparació de les propietats dels fenòmens que s'estudien amb les normes existents. És amb aquesta finalitat dins dels instruments de mesura complexes disciplina desenvolupada i unitats. Diversos patrons és comú a tots els sistemes de materials existents. Per exemple, les lleis de la conservació de l'energia es consideren lleis físiques comuns.

La ciència en el seu conjunt es diu en molts casos fonamentals. Això es deu principalment al fet que altres disciplines donen descripcions que, al seu torn, obeeixen a les lleis de la física. Per tant, en Química estudiat àtoms, una substància derivada d'ells, i de transformació. Però les propietats químiques del cos determinades per les característiques físiques de les molècules i els àtoms. Aquestes propietats descriuen aquestes seccions de la física, com la termodinàmica, electromagnetisme, i altres.