Chi ha scoperto le onde elettromagnetiche? Le onde elettromagnetiche – Tavolo. Tipi di onde elettromagnetiche

onde elettromagnetiche (Tabella che saranno fornite sotto) rappresentano la perturbazione dei campi magnetici ed elettrici sono distribuiti nello spazio. Loro ci sono diversi tipi. Lo studio di questi disturbi è impegnata in fisica. Le onde elettromagnetiche sono generate a causa del fatto che il campo magnetico alternato elettrico genera, e questo a sua volta genera elettrico.

la ricerca storia

La prima teoria, che può essere considerata la più antica varianti di onde elettromagnetiche di ipotesi, sono almeno in tempi di Huygens. A quel tempo, la speculazione ha raggiunto lo sviluppo quantificato. Huygens nel 1678, l'anno ha prodotto una sorta di teoria del "contorno" – "Trattato sul mondo". Nel 1690 ha pubblicato anche un altro ottimo lavoro. E 'stato affermato la teoria qualitativa di riflessione, rifrazione nella forma in cui è oggi rappresentata nei libri di testo scolastici ( "onde elettromagnetiche", di grado 9).

Insieme a questo è stato formulato principio di Huygens. Con è stato possibile studiare il moto del fronte d'onda. Questo principio poi trovato il suo sviluppo nelle opere di Fresnel. principio di Huygens-Fresnel ha avuto un significato particolare nella teoria della diffrazione e la teoria ondulatoria della luce.

Nel 1660-1670 anni della grande quantità di contributi sperimentali e teorici sono state fatte nello studio Hooke e Newton. Chi ha scoperto le onde elettromagnetiche? A chi gli esperimenti sono stati condotti per dimostrare la loro esistenza? Quali sono i diversi tipi di onde elettromagnetiche? Su questo più tardi.

giustificazione Maxwell

Prima di parlare di che ha scoperto le onde elettromagnetiche, va detto che il primo scienziato che ha predetto la loro esistenza in generale, è diventata Faraday. La sua ipotesi ha messo in avanti nel 1832, l'anno. teoria della costruzione successivamente impegnato in Maxwell. Nel 1865, il nono anno ha completato il lavoro. Di conseguenza, Maxwell rigorosamente formalizzata teoria matematica, giustificare l'esistenza dei fenomeni in esame. E 'stato anche determinato velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche, coincide con il valore quindi applica velocità della luce. Questo, a sua volta, ha permesso di comprovare l'ipotesi che la luce è un tipo di radiazione considerata.

rilevazione sperimentale

teoria di Maxwell è stata confermata negli esperimenti di Hertz nel 1888. Va detto che il fisico tedesco ha condotto i suoi esperimenti di confutare la teoria, nonostante la sua base matematica. Tuttavia, grazie ai suoi esperimenti Hertz è stato il primo che ha scoperto le onde elettromagnetiche nella pratica. Inoltre, nel corso dei loro esperimenti, gli scienziati hanno identificato le proprietà e le caratteristiche della radiazione.

Le onde elettromagnetiche Hertz ricevuti causa della serie di impulsi di eccitazione di fluire rapidamente nel vibratore mediante sorgente di tensione elevata. correnti ad alta frequenza possono essere rilevati dal circuito. La frequenza di oscillazione Allo stesso sarà tanto più elevato quanto maggiore è la capacità e l'induttanza. Ma questo ad alta frequenza non è alto flusso garanzia. Per condurre i loro esperimenti, Hertz utilizzato un dispositivo relativamente semplice, che ora è chiamato – "dipolo". Il dispositivo è un circuito oscillante di tipo aperto.

Esperienza di guida Hertz

Registrati radiazioni è stata effettuata per mezzo del vibratore di ricezione. Questo dispositivo ha la stessa struttura di quella del dispositivo di emissione. Sotto l'influenza di un'onda elettromagnetica alternata campo elettrico di eccitazione fluttuazioni di corrente si è verificato nel dispositivo ricevente. Se in questo dispositivo sua frequenza naturale e la frequenza di flusso coincidono, la risonanza appare. Come risultato, disturbo si è verificato in un apparecchio di ricezione con una maggiore ampiezza. Ricercatore li scopre, guardando le scintille tra conduttori in un piccolo spazio.

Così, Hertz è stato il primo a scoprire le onde elettromagnetiche, dimostrato la loro capacità di riflettere bene sui conduttori. Erano quasi giustificati la formazione di una luce in piedi. Inoltre, Hertz determinata velocità di propagazione delle onde elettromagnetiche nell'aria.

Lo studio delle caratteristiche di

Le onde elettromagnetiche si propagano in quasi tutti gli ambienti. Nello spazio, che viene riempito con una sostanza di radiazione può in alcuni casi essere distribuiti abbastanza bene. Ma un po 'cambiare il loro comportamento.

Le onde elettromagnetiche in vacuo determinato senza attenuazione. Essi sono distribuiti a qualsiasi arbitrariamente grande distanza. Le caratteristiche principali includono onde polarizzazione, frequenza e lunghezza. Descrizione delle proprietà è effettuata nel quadro dell'elettrodinamica. Tuttavia, le caratteristiche di radiazione di alcune regioni dello spettro sono impegnati in più specifiche aree della fisica. Questi includono, per esempio, possono includere l'ottica.

Studiare la radiazione elettromagnetica disco di onde corte fine spettrale delle sezione tratta ad alta energia. Date le dinamiche di idee moderne cessa di essere auto-disciplina e combinato con le interazioni deboli in una singola teoria.

Teoria applicata nello studio delle proprietà

Oggi esistono vari metodi per facilitare la modellazione e studiare le proprietà di display e vibrazioni. Il più fondamentale della teoria comprovata e completa di elettrodinamica quantistica è considerato. Esso mediante uno o altre semplificazioni diventa possibile avere i seguenti metodi, che sono ampiamente utilizzati in vari campi.

Descrizione rispetto alla radiazione a bassa frequenza in ambiente macroscopico è effettuata mediante elettrodinamica classica. Si basa su equazioni di Maxwell. Nell'applicazione, ci sono applicazioni per semplificare. Quando si studiano i ottica ottico utilizzato. La teoria ondulatoria viene applicato nei casi in cui alcune parti del sistema ottico della dimensione vicino alla lunghezza d'onda. ottica quantistica viene utilizzato quando i processi di scattering sostanziali sono, assorbimento di fotoni.

teoria ottica geometrica – il caso limite in cui la lunghezza d'onda di abbandono consentito. Ci sono anche diverse sezioni applicative e fondamentali. Questi comprendono, ad esempio, includere l'astrofisica, la biologia della visione e la fotosintesi, la fotochimica. Come sono classificate le onde elettromagnetiche? La tabella mostra chiaramente la distribuzione per il gruppo è mostrato sotto.

classificazione

Ci sono gamme di frequenza di onde elettromagnetiche. Tra di loro, non ci sono transizioni brusche, a volte si sovrappongono. I confini tra di loro sono piuttosto relativa. A causa del fatto che il flusso è distribuito in modo continuo, la frequenza è solidale con la lunghezza. Questi sono gli intervalli di onde elettromagnetiche.

Ultrashort luce può essere diviso in micrometri (submillimetrica), millimetro, centimetro, decimetro, metro. Se la lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica di meno di un metro, quindi la sua chiamata oscillazione super high frequency (SHF).

Tipi di onde elettromagnetiche

Sopra, intervalli di onde elettromagnetiche. Quali sono i diversi tipi di flussi? Gruppo di radiazioni ionizzanti includono gamma e raggi-X. Va detto che è in grado di ionizzare atomi e luce ultravioletta, e anche la luce visibile. I margini che sono gamma e flusso di raggi X, definite molto condizionale. Come un orientamento generale accettato limiti di 20 eV – 0,1 MeV. Gamma-scorre in senso stretto emessa dal nucleo, X – shell e-atomico durante l'espulsione dalle orbite basse di elettroni. Tuttavia, questa classificazione non si applica alle radiazioni dure generato senza nuclei e atomi.

flusso di raggi X generati durante la decelerazione particelle veloce cariche (protoni, elettroni e altri) e quindi i processi che si verificano all'interno dei gusci di elettroni atomici. oscillazioni gamma si verificano a seguito dei processi all'interno dei nuclei atomici e la conversione di particelle elementari.

flussi radio

A causa della grande valori delle lunghezze della considerazione di queste onde possono essere effettuate senza tener conto della struttura atomistica del mezzo. Come eccezione per pubblicare soltanto brevi flussi che sono adiacenti alla regione dell'infrarosso. Nelle proprietà Radio quantistiche oscillazioni verificano molto debole. Tuttavia, essi devono considerare, ad esempio, quando si analizza lo standard molecolare del tempo e della frequenza durante l'apparecchio di raffreddamento ad una temperatura di alcuni gradi Kelvin.

proprietà quantistiche sono presi in considerazione nella descrizione di oscillatori e amplificatori nelle gamme millimetri e centimetri. un vano per radio si forma durante il movimento dei conduttori della rete AC frequenza appropriata. Un passando onde elettromagnetiche nello spazio eccita una corrente alternata, ad essa corrispondente. Questa proprietà viene utilizzata nella progettazione di antenne in radio.

flussi visibili

Ultravioletta e radiazione infrarossa è visibile in senso lato del termine cosiddetto ottico regione spettrale. Evidenziare questa zona è causata non solo la vicinanza delle rispettive aree, ma sono simili ai dispositivi utilizzati nello studio e sviluppate principalmente nello studio della luce visibile. Questi comprendono, in particolare, gli specchi e lenti per focalizzare la radiazione, reticoli di diffrazione, prismi, e altri.

onde ottiche frequenza sono paragonabili a quelle delle molecole e gli atomi, e la loro lunghezza – con distanze intermolecolari e dimensioni molecolari. Pertanto essenziale in questo campo sono fenomeni che sono causati dalla struttura atomica della sostanza. Per lo stesso motivo, la luce con onda e ha una proprietà quantistiche.

La comparsa dei flussi ottici

La fonte più famosa è il sole. stella superficie (fotosfera) ha una temperatura di 6000 ° Kelvin, ed emettono luce bianca. Il valore più alto dello spettro continuo si trova nella zona "verde" – 550 nm. C'è anche una sensibilità visiva massima. Fluttuazioni nel campo ottico verificano corpi quando riscaldati. flussi infrarossi sono pertanto definiti anche come calore.

Il forte corpo scaldante avviene, maggiore è la frequenza in cui lo spettro è massima. incandescenza osservato ad una certa temperatura viene aumentata (bagliore nel visibile). Quando appare per la prima rosso, poi giallo e poi. Istituzione e registrazione di flusso ottico può verificarsi in reazioni chimiche e biologiche, uno dei quali è utilizzato nella foto. Per la maggior parte delle creature viventi sulla terra come fonte di energia svolge la fotosintesi. Questa reazione biologica avviene negli impianti sotto l'influenza della radiazione solare ottico.

Caratteristiche delle onde elettromagnetiche

Le proprietà del mezzo e la fonte influenzano le caratteristiche di flusso. Così montato, in particolare, la dipendenza dal tempo del campo, che specifica il tipo di flusso. Ad esempio, quando la distanza dal vibratore (crescente) il raggio di curvatura diventa maggiore. Il risultato è un'onda elettromagnetica aereo. Interazione con il materiale avviene come diverso. I flussi processi di assorbimento e di emissione possono essere generalmente descritti utilizzando rapporti elettrodinamici classici. Per le onde di portata ottica e le principali raggi più occorre tener conto della loro natura quantistica.

flussi di fonti

Nonostante le differenze fisiche, ovunque – in una sostanza radioattiva, un trasmettitore televisivo, la lampadina – onde elettromagnetiche sono eccitati da cariche elettriche che si muovono con accelerazione. Ci sono due tipi principali di fonti: microscopiche e macroscopiche. La prima si verifica brusco passaggio delle particelle cariche da uno ad un livello entro i molecole o atomi.

fonti microscopici emettono raggi X, raggi gamma, raggi ultravioletti, raggi infrarossi, visibile, e in alcuni casi, radiazione ad onda lunga. Come esempio di quest'ultimo è la linea spettrale idrogeno, che corrisponde ad un'onda di 21 cm. Questo fenomeno è particolarmente importante in radioastronomia.

Fonti di tipo macroscopico rappresentano emettitori in cui gli elettroni liberi conduttori sono realizzati sincrono oscillazione periodica. Nei sistemi di questa categoria sono generati dai flussi millimetro alla più lunga (in linee elettriche).

La struttura e la forza dei flussi

Una carica elettrica in movimento con accelerazione e cambiare periodicamente correnti influenzano reciprocamente con certe forze. La loro grandezza e la direzione dipendono da fattori come la dimensione e la configurazione del campo, che contiene le correnti e cariche, la loro ampiezza e relativa direzione. Sostanzialmente influenzato dalle caratteristiche elettriche e del mezzo particolare così come i cambiamenti nella concentrazione e la distribuzione delle correnti di carica di origine.

A causa della complessità del problema economico complessivo di introdurre la legge della forza, sotto forma di una singola formula non può. Una struttura chiamata un campo elettromagnetico e considerato necessario come oggetto matematico, determinato dalla distribuzione di cariche e correnti. E, a sua volta, crea una determinata sorgente, tenendo conto delle condizioni al contorno. Termini definiti zone di interazione forma e le caratteristiche del materiale. Se viene effettuata su uno spazio senza limiti, queste circostanze sono completate. Come condizione particolare supplementare in questi casi è la condizione di radiazione. A causa di esso è garantito da un comportamento "corretto" del campo all'infinito.

Cronologia dello studio

Corpuscolare-cinetico teoria Lomonosov in alcune delle loro posizioni anticipando alcuni principi della teoria campo elettromagnetico .. "lobo" (rotazione) movimento di particelle, "zyblyuschayasya" (onda) teoria della luce, la comunione con la natura dell'elettricità, ecc flussi infrarossi sono stati rilevati nel 1800 da Herschel (scienziato britannico), e nella prossima, 1801 m, Ritter è stato descritto ultravioletta. Radiazioni più breve di ultravioletti, la gamma è stata aperta Roentgen nel 1895 di quest'anno, l'8 novembre. Successivamente, divenne noto come la radiografia.

Influenza delle onde elettromagnetiche è stato studiato da molti scienziati. Tuttavia, il primo a esplorare le possibilità di corsi d'acqua, la loro portata è diventato Narkevitch-Iodko (bielorusso figura scientifica). Ha studiato le proprietà dei flussi in relazione alla pratica della medicina. Le radiazioni gamma è stato scoperto da Paul Villard nel 1900. Nello stesso periodo di Planck condotto studi teorici delle proprietà di un corpo nero. Durante lo studio sono stati processi quantistici aperti. Il suo lavoro è stato l'inizio dello sviluppo della fisica quantistica. Successivamente, diversi Planck e Einstein è stato pubblicato. La loro ricerca ha portato alla formazione di una cosa come un fotone. Questo, a sua volta, segna l'inizio della creazione della teoria dei quanti di flusso elettromagnetico. Il suo sviluppo ha proseguito nelle opere dei maggiori personalità scientifiche del ventesimo secolo.

Ulteriori ricerche e lavoro sulla teoria quantistica della radiazione elettromagnetica e la sua interazione con la materia ha portato infine alla formazione di elettrodinamica quantistica nella forma in cui esiste oggi. Tra gli eminenti scienziati che hanno studiato questo problema, dobbiamo menzionare, oltre ad Einstein e Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

conclusione

Il valore nel mondo moderno della fisica è sufficientemente grande. Quasi tutto ciò che viene utilizzato oggi nella vita umana, è apparso grazie all'utilizzo pratico della ricerca di grandi scienziati. La scoperta delle onde elettromagnetiche e il loro studio, in particolare, ha portato allo sviluppo di cellulari, trasmettitori radio convenzionali e più tardi di telefonia mobile. Di particolare importanza applicazione pratica di una tale conoscenza teorica nel campo della medicina, dell'industria e della tecnologia.

Ciò è dovuto alla diffusione della scienza quantitativa. Tutti gli esperimenti fisici basati sulla misurazione, confronto delle proprietà dei fenomeni oggetto di studio con gli standard esistenti. E 'per questo scopo all'interno degli strumenti di misura complessi disciplina sviluppata e unità. Diversi modelli è comune a tutti i sistemi di materiali esistenti. Ad esempio, le leggi di conservazione dell'energia sono considerati leggi fisiche comuni.

La scienza nel suo complesso è chiamato in molti casi fondamentali. Ciò è dovuto principalmente al fatto che le altre discipline forniscono descrizioni, che, a sua volta, obbediscono alle leggi della fisica. Così, in Chimica studiato atomi, una sostanza derivata da loro, e trasformazione. Ma le proprietà chimiche del corpo dipendono dalle caratteristiche fisiche delle molecole e atomi. Queste proprietà descrivono tali sezioni della fisica, come elettromagnetismo, termodinamica, e altri.