Elektromagnētiskie viļņi sauc mainīga elektromagnētiskā lauka izplatīšanās procesu telpā. Teorētiski elektromagnētisko viļņu eksistenci 1865. gadā paredzēja angļu zinātnieks Maksvels, un pirmo reizi tos eksperimentāli ieguva vācu zinātnieks Hercs 1888. gadā.
Maksvela teorija ietver formulas, kas apraksta vektoru svārstības un. Plaknes monohromatisks elektromagnētiskais vilnis, kas izplatās pa asi x, apraksta ar vienādojumiem
Šeit E un H - momentānās vērtības, a E m un H m - elektriskā un magnētiskā lauka stipruma amplitūdas vērtības, ω - apļveida frekvence, k ir viļņa skaitlis. Vektori un svārstās ar vienādu frekvenci un fāzi, savstarpēji perpendikulāri un turklāt perpendikulāri vektoram - viļņu izplatīšanās ātrumam (3.7. att.). Ti. elektromagnētiskie viļņišķērsvirziena.
Vakuumā elektromagnētiskie viļņi pārvietojas ar ātrumu. Vidē ar dielektrisko konstanti ε un magnētiskā caurlaidība µ elektromagnētiskā viļņa izplatīšanās ātrums ir:
Elektromagnētisko svārstību frekvence, kā arī viļņa garums principā var būt jebkurš. Viļņu klasifikāciju pēc frekvences (vai viļņa garuma) sauc par elektromagnētisko viļņu skalu. Elektromagnētiskie viļņi ir sadalīti vairākos veidos.
Radio viļņi ir viļņa garums no 10 3 līdz 10 -4 m.
Gaismas viļņi ietver:
Rentgena starojums - 
.
Gaismas viļņi ir elektromagnētiskie viļņi, kas ietver spektra infrasarkano, redzamo un ultravioleto daļu. Gaismas viļņu viļņu garumi vakuumā, kas atbilst redzamā spektra primārajām krāsām, ir parādīti tabulā zemāk. Viļņu garumi ir norādīti nanometros.
tabula
Gaismas viļņiem ir tādas pašas īpašības kā elektromagnētiskajiem viļņiem.
1. Gaismas viļņi ir šķērsvirziena.
2. Gaismas viļņā vektori un svārstās.
Pieredze rāda, ka visu veidu ietekmes (fizioloģiskas, fotoķīmiskas, fotoelektriskas utt.) izraisa svārstības. elektriskais vektors... Viņu sauc gaismas vektors .
Gaismas vektora amplitūda E m bieži tiek apzīmēts ar burtu A un vienādojuma (3.30) vietā izmantojiet vienādojumu (3.24).
3. Gaismas ātrums vakuumā.
Gaismas viļņa ātrumu vidē nosaka pēc formulas (3.29). Bet caurspīdīgiem materiāliem (stikls, ūdens) parasti.
Gaismas viļņiem tiek ieviests jēdziens - absolūtais refrakcijas indekss.
Absolūtais refrakcijas indekss ir gaismas ātruma attiecība vakuumā pret gaismas ātrumu noteiktā vidē
No (3.29), ņemot vērā to, ka caurspīdīgiem medijiem var rakstīt vienlīdzību.
Vakuumam ε = 1 un n= 1. Jebkurai fiziskai videi n> 1. Piemēram, ūdenim n= 1,33, stiklam. Vidi ar lielāku refrakcijas indeksu sauc par optiski blīvāku. Tiek saukta absolūto refrakcijas koeficientu attiecība relatīvais refrakcijas indekss:
4. Gaismas viļņu biežums ir ļoti augsts. Piemēram, sarkanai gaismai ar viļņa garumu.
Gaismai pārejot no vienas vides uz otru, gaismas frekvence nemainās, bet mainās ātrums un viļņa garums.
Vakuumam -; trešdienai - tad
.
Tādējādi gaismas viļņa garums vidē ir vienāds ar gaismas viļņa garuma vakuumā attiecību pret refrakcijas koeficientu
5. Tā kā gaismas viļņu frekvence ir ļoti augsta 
, tad novērotāja acs neatšķir atsevišķas svārstības, bet uztver vidējās enerģijas plūsmas. Tādējādi tiek ieviests intensitātes jēdziens.
Intensitāte ir viļņa pārnestās vidējās enerģijas attiecība pret laika intervālu un vietas laukumu, kas ir perpendikulārs viļņa izplatīšanās virzienam:
Tā kā viļņa enerģija ir proporcionāla amplitūdas kvadrātam (sk. formulu (3.25)), intensitāte ir proporcionāla amplitūdas kvadrāta vidējai vērtībai.
Gaismas intensitātes raksturlielums, ņemot vērā tās spēju izraisīt vizuālas sajūtas, ir gaismas plūsma - Ф .
6. Gaismas viļņveida daba izpaužas, piemēram, tādās parādībās kā interference un difrakcija.
Elektromagnētiskais starojums pastāv tieši tik ilgi, kamēr dzīvo mūsu Visums. Tam bija galvenā loma dzīvības evolūcijā uz Zemes. Faktiski tas ir telpā izplatošā elektromagnētiskā lauka stāvokļa traucējums.
Elektromagnētiskā starojuma raksturojums
Jebkurš elektromagnētiskais vilnis ir aprakstīts, izmantojot trīs raksturlielumus.
1. Biežums.
2. Polarizācija.
Polarizācija Ir viens no galvenajiem viļņu atribūtiem. Apraksta elektromagnētisko viļņu šķērsenisko anizotropiju. Starojums tiek uzskatīts par polarizētu, ja visas viļņu svārstības notiek vienā plaknē.
Šī parādība tiek aktīvi izmantota praksē. Piemēram, kinoteātrī, rādot 3D filmas.
Izmantojot polarizāciju, IMAX brilles atdala attēlu, kas paredzēts dažādām acīm. 
Biežums- viļņu virsotņu skaits, kas iet garām novērotājam (šajā gadījumā detektoram) vienā sekundē. Mērīts hercos.
Viļņa garums- īpatnējais attālums starp tuvākajiem elektromagnētiskā starojuma punktiem, kuru svārstības notiek vienā fāzē.
Elektromagnētiskais starojums var izplatīties gandrīz jebkurā vidē: no blīvas vielas līdz vakuumam.
Izplatīšanās ātrums vakuumā ir 300 tūkstoši km sekundē.
Interesants skats O Par EM viļņu būtību un īpašībām skatiet tālāk redzamo video:
Elektromagnētisko viļņu veidi
Viss elektromagnētiskais starojums tiek dalīts ar frekvenci. 
1. Radio viļņi. Tie ir īsi, īpaši īsi, īpaši gari, gari, vidēji.
Radioviļņu garums svārstās no 10 km līdz 1 mm un no 30 kHz līdz 300 GHz.
To avoti var būt gan cilvēka darbība, gan dažādas dabas atmosfēras parādības.
2. . Viļņa garums ir diapazonā no 1 mm līdz 780 nm un var sasniegt līdz 429 THz. Infrasarkano starojumu sauc arī par termisko starojumu. Visas dzīvības pamats uz mūsu planētas.
3. Redzamā gaisma. Garums 400 - 760 / 780nm. Attiecīgi tas svārstās 790-385 THz robežās. Tas ietver visu starojuma spektru, ko var redzēt ar cilvēka aci.
4. . Viļņa garums ir īsāks nekā infrasarkanā starojuma viļņa garums.
Var sasniegt līdz 10 nm. šādi viļņi ir ļoti lieli - apmēram 3x10 ^ 16 Hz.
5. Rentgenstari... viļņi 6x10 ^ 19 Hz un garums 10 nm - 5 pm.
6. Gamma viļņi. Tas ietver jebkuru starojumu, kas ir lielāks nekā rentgena staros, un garums ir mazāks. Šādu elektromagnētisko viļņu avots ir kosmiskie, kodolprocesi.
Piemērošanas joma
Kaut kur kopš 19. gadsimta beigām viss cilvēces progress ir saistīts ar praktisks pielietojums elektromagnētiskie viļņi.
Pirmā lieta, ko vērts pieminēt, ir radio sakari. Viņa ļāva cilvēkiem sazināties, pat ja viņi atradās tālu viens no otra.
Satelīta apraide, telekomunikācijas ir primitīvo radiosakaru tālāka attīstība.
Tieši šīs tehnoloģijas veidoja informācijas tēlu mūsdienu sabiedrība.
Par elektromagnētiskā starojuma avotiem jāuzskata gan lielas rūpniecības iekārtas, gan dažādas elektropārvades līnijas.
Elektromagnētiskos viļņus aktīvi izmanto militārajās lietās (radari, sarežģītas elektriskās ierīces). Arī medicīna nav iztikusi bez to izmantošanas. Infrasarkano starojumu var izmantot daudzu slimību ārstēšanai.
Rentgenstari var palīdzēt noteikt cilvēka iekšējo audu bojājumus.
Ar lāzeru palīdzību tiek veiktas vairākas operācijas, kas prasa rotaslietu precizitāti. 
Elektromagnētiskā starojuma nozīme praktiskā dzīve cilvēku ir grūti pārvērtēt.
Padomju video par elektromagnētisko lauku:
Iespējamā negatīvā ietekme uz cilvēkiem
Lai gan spēcīgi elektromagnētiskā starojuma avoti ir noderīgi, tie var izraisīt tādus simptomus kā:
Nogurums;
Galvassāpes;
Slikta dūša.
Pārmērīga dažu veidu viļņu iedarbība izraisa iekšējo orgānu, centrālās nervu sistēmas un smadzeņu bojājumus. Iespējamas izmaiņas cilvēka psihē.
Interesants skatījums uz EM viļņu ietekmi uz cilvēkiem:
Lai izvairītos no šādām sekām, praktiski visās pasaules valstīs ir standarti, kas regulē elektromagnētisko drošību. Katram starojuma veidam ir savi normatīvie dokumenti (higiēnas standarti, radiācijas drošības standarti). Elektromagnētisko viļņu ietekme uz cilvēkiem nav pilnībā izprotama, tāpēc PVO iesaka līdz minimumam samazināt to iedarbību.
Elektromagnētisko viļņu vispārīgie jēdzieni
Šodienas nodarbībā mēs apsvērsim tik nepieciešamo tēmu kā elektromagnētiskie viļņi. Un šī tēma ir svarīga vismaz tāpēc, ka visi mūsu mūsdienu dzīve saistīta ar televīziju, radio apraidi un mobilajiem sakariem. Tāpēc ir vērts uzsvērt, ka tas viss tiek veikts elektromagnētisko viļņu dēļ.
Tagad pāriesim pie jautājuma sīkāka izskatīšanas, kas saistīts ar elektromagnētiskajiem viļņiem, un, pirmkārt, mēs pateiksim šādu viļņu definīciju.
Kā jau jūs zināt, traucējumus, kas izplatās telpā, sauc par vilni, tas ir, ja kaut kur ir noticis kāds traucējums, un tas izplatās visos virzienos, tad mēs varam teikt, ka šī traucējuma izplatīšanās nav nekas vairāk kā viļņu parādība.
Elektromagnētiskie viļņi ir tādas elektromagnētiskas svārstības, kas izplatās telpā ar ierobežotu ātrumu, kas ir atkarīgs no vides īpašībām. Citiem vārdiem sakot, mēs varam teikt, ka elektromagnētiskais vilnis ir elektromagnētiskais lauks, kas izplatās telpā vai elektromagnētiskais traucējums.
Sāksim savu diskusiju ar faktu, ka elektromagnētisko viļņu teorija elektro magnētiskais lauks pirmo reizi radīja angļu zinātnieks Džeimss Maksvels. Pats interesantākais un ziņkārīgākais šajā darbā ir tas, ka tas, kā zināms, ir elektriskie un magnētiskie lauki, un kopš ir pierādīts, ka tie pastāv kopā. Bet izrādās, ka tie var pastāvēt pilnīgi bez jebkādas vielas. Šis ļoti svarīgais secinājums tika izdarīts Džeimsa Klerka Maksvela darbos.
Izrādās, ka elektromagnētiskais lauks var pastāvēt arī tur, kur vielas nav. Šeit mēs esam teikuši, ka skaņas viļņi ir tikai tur, kur ir vide. Tas ir, vibrācijas, kas rodas ar daļiņām, var tikt pārraidītas tikai tur, kur ir daļiņas, kas spēj pārraidīt šo traucējumu.
Bet, kas attiecas uz elektromagnētisko lauku, tas var pastāvēt tur, kur nav vielas un nav daļiņu. Un tātad elektromagnētiskais lauks eksistē vakuumā, kas nozīmē, ka no tā izriet, ka, ja mēs radām noteiktus apstākļus un varam it kā radīt vispārējus elektromagnētiskus traucējumus telpā, tad attiecīgi šim traucējumam ir spēja izplatīties. visos virzienos. Un tieši tas mums būs elektromagnētiskais vilnis.
Pirmais, kurš spēja izstarot elektromagnētisko viļņu un uztvert elektromagnētisko vilni, bija vācu zinātnieks Heinrihs Hercs. Viņš bija pirmais, kurš izveidoja šādu instalāciju elektromagnētiskā viļņa emisijai un uztveršanai.
Pirmkārt, mums šeit jāsaka, ka elektromagnētiskā viļņa emisijai mums, protams, ir nepieciešams pietiekami ātri kustīgs elektriskais lādiņš... Mums ir jāizveido tāda iekārta, kur būs ļoti ātri kustīgs vai paātrināti kustīgs elektriskais lādiņš.
Heinrihs Hercs ar savu eksperimentu palīdzību pierādīja, ka, lai iegūtu spēcīgu un pietiekami uztveramu elektromagnētisko vilni, kustīgam elektriskā lādiņam ir jāsvārstās ļoti augstā frekvencē, tas ir, vairāku desmitu tūkstošu hercu lielumā. Jāuzsver arī tas, ka, ja šādas svārstības notiek pie lādiņa, tad ap to tiks ģenerēts mainīgs elektromagnētiskais lauks, kas izplatīsies visos virzienos. Tas ir, tas būs elektromagnētiskais vilnis.
Elektromagnētisko viļņu īpašības
Jāatzīmē arī fakts, ka elektromagnētiskajam vilnim, protams, ir noteiktas īpašības, un šīs īpašības bija tieši tas, kas bija precīzi norādīts Maksvela darbos.
Jāņem vērā arī tas, ka elektromagnētisko viļņu īpašībām ir zināmas atšķirības, un tās arī ļoti lielā mērā ir atkarīgas no tā garuma. Atkarībā no īpašībām un viļņu garumiem elektromagnētiskos viļņus iedala diapazonos. Tiem ir diezgan ierasts mērogs, jo blakus esošajiem diapazoniem ir īpašības, kas pārklājas.
Nebūs lieki zināt, ka dažās jomās ir vispārīgas īpašības... Šīs īpašības ietver:
Iespiešanās spēja;
liels izplatīšanās ātrums vielā;
ietekme uz cilvēka ķermeni, gan pozitīva, gan negatīva utt.
Elektromagnētisko viļņu veidi ietver radioviļņus, ultravioleto un infrasarkano staru diapazonu, redzamo gaismu, kā arī rentgenstarus, gamma starus un citus.
Un tagad rūpīgi apsvērsim zemāk esošo tabulu un sīkāk izpētīsim, kā klasificēt elektromagnētiskos viļņus, kādi ir starojuma veidi, starojuma avoti, kā arī to biežums:
Interesanti fakti par elektromagnētiskajiem viļņiem
Iespējams, nevienam nebūs noslēpums, ka telpa, kas mūs ieskauj, ir elektromagnētiskā starojuma caurstrāvota. Šāds starojums ir saistīts ne tikai ar telefona un radio antenām, bet arī ar mums apkārt esošajiem ķermeņiem, Zemi, Sauli un zvaigznēm. Atkarībā no vibrācijas frekvences var būt elektromagnētiskie viļņi dažādi nosaukumi, taču to būtība ir līdzīga. Pie šādiem elektromagnētiskajiem viļņiem pieder gan radioviļņi un infrasarkanais starojums, gan redzamā gaisma, un rentgenstari, kā arī biolauka stari.
Šāds neierobežots enerģijas avots kā elektromagnētiskais lauks izraisa atomu un molekulu elektrisko lādiņu svārstības. No tā izriet, ka svārstoties, lādiņš pārvietojas ar paātrinājumu un tajā pašā laikā izstaro elektromagnētiskos viļņus.
Elektromagnētisko viļņu ietekme uz cilvēka veselību
Zinātniekus daudzus gadus satrauc problēma, kas saistīta ar elektromagnētisko lauku ietekmi uz cilvēku, dzīvnieku un augu veselību, un tāpēc viņi velta daudz laika šīs problēmas izpētei un izpētei.
Iespējams, katrs no jums ir bijis diskotēkās un pievērsis uzmanību tam, ka ultravioleto spuldžu ietekmē sāka mirdzēt gaišas drēbes. Šis starojuma veids nerada briesmas dzīviem organismiem.
Bet apmeklējot solāriju vai izmantojot in medicīniskiem nolūkiem ultravioletās lampas ir jāvalkā acu aizsargi, jo iedarbība var izraisīt īslaicīgu redzes zudumu.
Arī lietojot ultravioleto staru baktericīdas lampas kuras tiek izmantotas telpu dezinfekcijai, jābūt īpaši uzmanīgam un tās lietojot, jāiziet no telpas, jo tās nelabvēlīgi ietekmē cilvēka ādu, kā arī augus, izraisot lapu apdegumus.
Bet bez starojuma avotiem un dažādām ierīcēm, kas mūs ieskauj, cilvēka ķermenim ir arī savs elektriskais un magnētiskais lauks. Bet jums tas arī jāzina cilvēka ķermenis visa mūža garumā elektromagnētiskie lauki mēdz pastāvīgi mainīties.
Lai noteiktu cilvēka elektromagnētisko lauku, viņi izmanto tik precīzu ierīci kā encefalogrāfu. Ar šīs ierīces palīdzību ir iespējams ar augstu precizitāti izmērīt cilvēka elektromagnētisko lauku un noteikt tā aktivitāti smadzeņu garozā. Pateicoties tādas ierīces kā encefalogrāfa parādīšanās, kļuva iespējams diagnosticēt dažādas slimības pat agrīnā stadijā.
1860.-1865.gadā. viens no izcilākie fiziķi 19. gadsimts Džeimss Klerks Maksvels radīja teoriju elektromagnētiskais lauks. Pēc Maksvela domām, elektromagnētiskās indukcijas parādība ir izskaidrota šādi. Ja kādā telpas punktā magnētiskais lauks mainās laikā, tad veidojas un elektriskais lauks... Ja laukā ir slēgts vadītājs, tad tajā izraisa elektriskais lauks indukcijas strāva... No Maksvela teorijas izriet, ka ir iespējams arī apgrieztais process. Ja noteiktā telpas reģionā elektriskais lauks mainās laikā, tad arī šeit veidojas magnētiskais lauks.
Tādējādi jebkuras izmaiņas magnētiskajā laukā ar laiku noved pie mainīga elektriskā lauka rašanās, un jebkura elektriskā lauka izmaiņas laika gaitā rada mainīgu magnētisko lauku. Šie mainīgie elektriskie un magnētiskie lauki, kas rada viens otru, veido vienu elektromagnētisko lauku.
Elektromagnētisko viļņu īpašības
Vissvarīgākais rezultāts, kas izriet no Maksvela formulētās elektromagnētiskā lauka teorijas, ir elektromagnētisko viļņu pastāvēšanas iespējamības prognozēšana. Elektromagnētiskais vilnis- elektromagnētisko lauku izplatīšanās telpā un laikā.
Elektromagnētiskie viļņi, atšķirībā no elastīgajiem (skaņas) viļņiem, var izplatīties vakuumā vai jebkurā citā vielā.
Elektromagnētiskie viļņi vakuumā izplatās ar ātrumu c = 299 792 km/s, tas ir, ar gaismas ātrumu.
Vielā elektromagnētiskā viļņa ātrums ir mazāks nekā vakuumā. Mehāniskajiem viļņiem iegūtā saistība starp viļņa garumu, tā ātrumu, periodu un svārstību frekvenci ir spēkā arī elektromagnētiskajiem viļņiem:
Sprieguma vektora svārstības E un magnētiskās indukcijas vektors B rodas savstarpēji perpendikulārās plaknēs un perpendikulāri viļņu izplatīšanās virzienam (ātruma vektoram).
Elektromagnētiskais vilnis nes enerģiju.
Elektromagnētisko viļņu diapazons
Ap mums sarežģīta pasaule dažādu frekvenču elektromagnētiskie viļņi: starojums no datoru monitoriem, mobilajiem tālruņiem, mikroviļņu krāsnis, televizori utt. Pašlaik visi elektromagnētiskie viļņi ir sadalīti pēc viļņa garuma sešos galvenajos diapazonos.
Radio viļņi- tie ir elektromagnētiskie viļņi (ar viļņa garumu no 10 000 m līdz 0,005 m), ko izmanto signālu (informācijas) pārraidīšanai attālumā bez vadiem. Radiosakaros radioviļņus rada augstfrekvences strāvas, kas plūst caur antenu.
Elektromagnētiskais starojums ar viļņa garumu no 0,005 m līdz 1 μm, t.i. kas atrodas starp radioviļņu diapazonu un redzamās gaismas diapazonu, sauc infrasarkanais starojums... Infrasarkano starojumu izstaro jebkurš sakarsis ķermenis. Krāsnis, baterijas, elektriskās lampas kvēlspuldze. Ar speciālu ierīču palīdzību infrasarkano starojumu var pārvērst redzamā gaismā un iegūt apsildāmu objektu attēlus pilnīgā tumsā.
UZ redzamā gaisma ietver starojumu ar viļņa garumu aptuveni no 770 nm līdz 380 nm, no sarkanā līdz violets... Šīs spektra daļas vērtība elektromagnētiskā radiācija cilvēka dzīvē ir ārkārtīgi liels, jo cilvēks gandrīz visu informāciju par apkārtējo pasauli saņem ar redzes palīdzību.
Tiek saukts par acij neredzamu elektromagnētisko starojumu, kura viļņa garums ir mazāks par violeto ultravioletais starojums. Tas spēj iznīcināt slimības izraisošās baktērijas.
Rentgena starojums acij neredzams. Tas bez būtiskas absorbcijas iziet cauri ievērojamiem redzamai gaismai necaurredzamas vielas slāņiem, ko izmanto iekšējo orgānu slimību diagnosticēšanai.
Gamma starojums sauc par elektromagnētisko starojumu, ko izstaro ierosinātie kodoli un kas rodas elementārdaļiņu mijiedarbības rezultātā.
Radiosakaru princips
Kā elektromagnētisko viļņu avots tiek izmantota svārstību ķēde. Efektīvam starojumam ķēde tiek "atvērta", t.i., E. radīt apstākļus, lai lauks "izietu" kosmosā. Šo ierīci sauc par atvērtu svārstību ķēdi - antena.
Radio sakari sauc par informācijas pārraidi, izmantojot elektromagnētiskos viļņus, kuru frekvences ir diapazonā no līdz Hz.
Radars (radars)
Ierīce, kas pārraida īpaši īsos viļņus un saņem tos nekavējoties. Radiācija tiek veikta īsos impulsos. Impulsi tiek atstaroti no objektiem, ļaujot pēc signāla saņemšanas un apstrādes noteikt attālumu līdz objektam.
Ātruma radars darbojas līdzīgi. Padomājiet par to, kā radars nosaka braucošas automašīnas ātrumu.
Elektromagnētisko viļņu starojums, mainot lādiņu svārstību biežumu, maina viļņa garumu un iegūst dažādas īpašības. Cilvēku burtiski ieskauj ierīces, kas izstaro un uztver elektromagnētiskos viļņus. Tie ir mobilie telefoni, radio, televīzijas apraide, rentgena aparāti medicīnas iestādēs u.c. Pat cilvēka ķermenī ir elektromagnētiskais lauks, un, kas ir ļoti interesanti, katram orgānam ir sava starojuma frekvence. Izplatītās izstarotās lādētās daļiņas mijiedarbojas viena ar otru, izraisot izmaiņas vibrāciju frekvencē un enerģijas ģenerēšanā, ko var izmantot gan konstruktīviem, gan destruktīviem mērķiem.
Elektromagnētiskā radiācija. Galvenā informācija
Elektromagnētiskais starojums ir elektromagnētisko viļņu izplatīšanās stāvokļa un intensitātes izmaiņas, ko izraisa elektrisko un magnētisko lauku mijiedarbība.
Elektromagnētiskajam starojumam raksturīgo īpašību padziļināta izpēte tiek veikta:
- elektrodinamika;
- optika;
- radiofizika.
Elektromagnētisko viļņu starojums rodas un izplatās lādiņu svārstību dēļ, kuru laikā tiek atbrīvota enerģija. Viņiem ir līdzīgs izplatīšanas modelis mehāniskie viļņi... Paātrinājums ir raksturīgs lādiņu kustībai - laika gaitā mainās to ātrums, kas ir elektromagnētisko viļņu emisijas pamatnosacījums. Viļņa spēks ir tieši saistīts ar paātrinājuma spēku un ir tieši proporcionāls tam.
Indikatori, kas nosaka īpašības elektromagnētiskā radiācija:
- uzlādēto daļiņu vibrācijas frekvence;
- izstarotās plūsmas viļņa garums;
- polarizācija.
Tiek mainīts elektriskais lauks, kas ir vistuvāk svārstīgajam lādiņam. Laiks, kas pavadīts šīm izmaiņām, būs vienāds ar lādiņa svārstību laika posmu. Lādiņa kustību var salīdzināt ar uz atsperes piekārta ķermeņa vibrācijām, atšķirība ir tikai kustības biežumā.
Jēdziens "starojums" ietver elektromagnētiskos laukus, kas steidzas pēc iespējas tālāk no izcelsmes avota un zaudē savu intensitāti, palielinoties attālumam, veidojot vilni.
Elektromagnētisko viļņu izplatīšanās
Maksvela darbi un viņa atklātie elektromagnētisma likumi ļauj iegūt daudz vairāk informācijas, nekā spēj sniegt fakti, uz kuriem balstās pētījums. Piemēram, viens no secinājumiem, kas balstās uz elektromagnētisma likumiem, ir secinājums, ka elektromagnētiskajai mijiedarbībai ir ierobežots izplatīšanās ātrums.
Ja sekojam tāldarbības teorijai, tad atklājam, ka spēks, kas ietekmē elektrisko lādiņu stacionārā stāvoklī, maina savus rādītājus, mainoties blakus esošā lādiņa atrašanās vietai. Saskaņā ar šo teoriju lādiņš caur vakuumu burtiski "sajūt" sava veida klātbūtni un uzreiz pārņem darbību.
Izveidotajiem tuvās darbības jēdzieniem ir pilnīgi atšķirīgs skatījums uz notiekošo. Maksai, kustībai, ir mainīgs lielums elektriskais lauks, kas, savukārt, veicina mainīga magnētiskā lauka rašanos apkārtējā telpā. Pēc tam mainīgais magnētiskais lauks provocē elektriskā lauka parādīšanos un tā tālāk ķēdē.
Tādējādi notiek elektromagnētiskā lauka "traucējums", ko izraisa lādiņa vietas maiņa telpā. Tas izplatās un, kā rezultātā, ietekmē esošais lauks mainot to. Sasniedzis blakus esošo lādiņu, "sašutums" veic izmaiņas uz to iedarbojošā spēka rādītājos. Tas notiek kādu laiku pēc pirmās uzlādes pārvietošanas.
Maksvels bija sajūsmā par elektromagnētisko viļņu izplatīšanās principu. Iztērētais laiks un pūles galu galā vainagojās panākumiem. Viņš pierādīja šī procesa ierobežota ātruma esamību un sniedza tam matemātisku pamatojumu.
Elektromagnētiskā lauka pastāvēšanas realitāti apstiprina ierobežota "traucējuma" ātruma klātbūtne un atbilst gaismas ātruma indikatoriem telpā, kurā nav atomu (vakuums).
Elektromagnētiskā starojuma mērogs
Visums ir piepildīts ar elektromagnētiskiem laukiem ar dažādiem starojuma diapazoniem un radikāli atšķirīgiem viļņu garumiem, kas var atšķirties no vairākiem desmitiem kilometru līdz niecīgai centimetra daļai. Tie ļauj iegūt informāciju par objektiem, kas atrodas lielos attālumos no Zemes.
Pamatojoties uz Džeimsa Maksvela teikto par elektromagnētisko viļņu garuma atšķirību, tika izstrādāta speciāla skala, kas satur esošo frekvenču un starojuma garumu diapazonu klasifikāciju, kas veido mainīgu magnētisko lauku telpā.
G. Hercs un PN Ļebedevs savās izstrādēs eksperimentāli pierādīja Maksvela apgalvojumu pareizību un pamatoja faktu, ka gaismas starojums ir elektromagnētiskā lauka viļņi, kam raksturīgs īss garums un kurus veido atomu un molekulu dabiskā vibrācija. .
Starp diapazoniem nav asu pāreju, taču tiem arī nav skaidru robežu. Neatkarīgi no starojuma frekvences visi skalas punkti apraksta elektromagnētiskos viļņus, kas parādās lādētu daļiņu stāvokļa maiņas dēļ. Lādiņu īpašības ietekmē viļņa garums. Mainoties tās rādītājiem, mainās atstarojošā, caurlaidības spēja, redzamības līmenis utt.
Elektromagnētiskajiem viļņiem raksturīgās iezīmes ļauj tiem brīvi izplatīties gan vakuumā, gan ar vielu piepildītā telpā. Jāatzīmē, ka, pārvietojoties telpā, starojums maina savu uzvedību. Tukšumā starojuma izplatīšanās ātrums nemainās, tāpēc svārstību frekvence ir cieši saistīta ar viļņa garumu.
Dažādu diapazonu elektromagnētiskie viļņi un to īpašības
Elektromagnētiskie viļņi ietver:
- Zemas frekvences viļņi. Tos raksturo svārstību frekvence, kas nepārsniedz 100 KHz. Šis diapazons attiecas uz darbu elektriskās ierīces un motori, piemēram, mikrofons vai skaļrunis, telefonu tīkli, kā arī radio apraides jomā, filmu industrijā uc Zemfrekvences viļņi atšķiras no tiem, kuriem ir augstāka vibrācijas frekvence, faktiskais izplatīšanās ātruma kritums ir proporcionāls kvadrātsakne to frekvences. Lodge un Tesla sniedza nozīmīgu ieguldījumu zemas frekvences viļņu atklāšanā un izpētē.
- Radio viļņi. Herca radioviļņu atklājums 1886. gadā deva pasaulei iespēju pārraidīt informāciju, neizmantojot vadus. Radioviļņu garums ietekmē tā izplatīšanos. Tās, tāpat kā skaņas viļņu frekvences, rodas maiņstrāvas dēļ (radio sakaru procesā maiņstrāva ieplūst uztvērējā - antenā). Augstas frekvences radioviļņi izstaro ievērojamus radioviļņus apkārtējā teritorijā, kā rezultātā unikāla iespēja pārraidīt informāciju lielos attālumos (radio, televīzija). Šāda veida mikroviļņu starojumu izmanto saziņai kosmosā, kā arī ikdienas dzīvē. Piemēram, mikroviļņu mikroviļņu krāsns, kas izstaro radioviļņus, ir kļuvusi par labu palīgu mājsaimniecēm.
- Infrasarkanais starojums (saukts arī par "termisko"). Saskaņā ar elektromagnētiskā starojuma skalas klasifikāciju infrasarkanā starojuma izplatīšanās zona atrodas aiz radioviļņiem un redzamās gaismas priekšā. Infrasarkanos viļņus izstaro visi ķermeņi, kas izstaro siltumu. Šāda starojuma avotu piemēri ir krāsnis, apkurei izmantotās baterijas, kuru pamatā ir ūdens siltuma pārnese, kvēlspuldzes. Līdz šim ir izstrādātas īpašas ierīces, kas ļauj pilnīgā tumsā redzēt objektus, no kuriem izdalās siltums. Čūskām ir tādi dabiski sensori siltuma noteikšanai acu zonā. Tas viņiem ļauj izsekot upurim un medīt naktī. Infrasarkano starojumu cilvēks izmanto, piemēram, ēku apsildīšanai, dārzeņu, kā arī koksnes žāvēšanai militārajā jomā (piemēram, nakts redzamības ierīces vai termovizori), audio centra vai televizora un citu ierīču bezvadu vadīšanai, izmantojot tālvadības pults.
- Redzamā gaisma. Tam ir gaismas spektrs no sarkanas līdz violetai, un to uztver cilvēka acs, kas ir galvenais pazīšanas zīme... Dažādu viļņu garumu izstarotā krāsa elektroķīmiski iedarbojas uz cilvēka vizuālās uztveres sistēmu, taču nav iekļauta šī diapazona elektromagnētisko viļņu īpašību sadaļā.
- Ultravioletais starojums... Cilvēka acs to nenostiprina, un tā viļņa garums ir mazāks nekā violetajai gaismai. Nelielās devās ultravioletie stari rada ārstniecisku efektu, veicina D vitamīna veidošanos, veic baktericīdu iedarbību un pozitīvi ietekmē centrālo. nervu sistēma... Pārmērīga vides piesātinājums ultravioletie stari noved pie bojājumiem āda un tīklenes bojājumiem, tāpēc oftalmologi iesaka vasaras mēnešos lietot saulesbrilles. Ultravioleto starojumu izmanto medicīnā (ultravioletos starus izmanto kvarca lampām), banknošu autentiskuma pārbaudei, izklaides nolūkos diskotēkās (šāds apgaismojums liek gaismas materiāliem mirdzēt), pārtikas piemērotības noteikšanai.
- Rentgena starojums. Šādi viļņi cilvēka acij nav redzami. Viņiem pieder pārsteidzošs īpašums iekļūt caur matērijas slāņiem, izvairoties no spēcīgas absorbcijas, kas nav pieejama redzamās gaismas stariem. Radiācija veicina noteiktu kristālu veidu luminiscenci un ietekmē fotofilmu. To izmanto medicīnas jomā, lai diagnosticētu iekšējo orgānu slimības un ārstētu noteiktu slimību sarakstu, pārbaudītu iekšējā ierīce izstrādājumi defektiem, kā arī metināšanas šuves tehnoloģijā.
- Gamma starojums. Īsākais elektromagnētiskā starojuma viļņa garums, kas izstaro atoma kodolus. Viļņa garuma samazināšana noved pie veiktspējas izmaiņām. Gamma starojuma caurlaidības spēja ir daudzkārt lielāka nekā rentgena stariem. Var iziet cauri betona siena vienu metru biezas un pat caur svina barjerām vairākus centimetrus biezas. Vielu vai vienotības sadalīšanās laikā notiek izdalīšanās veidojošie elementi atoms, ko sauc par starojumu. Šādi viļņi ir iekļauti radioaktīvo emisiju sarakstā. Kad uzsprāgst kodolgalviņa īsu laiku veidojas elektromagnētiskais lauks, kas ir reakcijas produkts starp gamma spektra stariem un neitroniem. Tas darbojas arī kā kodolieroču galvenais elements, kam ir postoša iedarbība, pilnībā bloķē vai traucē radioelektronikas, vadu sakaru un sistēmu darbību, kas nodrošina barošanu. Arī kodolieročam sprāgstot, izdalās daudz enerģijas.
secinājumus
Elektromagnētiskā lauka viļņiem, kuriem ir noteikts garums un kas atrodas noteiktā svārstību diapazonā, var būt gan pozitīva ietekme par cilvēka ķermeni un tā pielāgošanās līmeni vide, pateicoties palīgierīču attīstībai elektroierīces un negatīva un pat destruktīva ietekme uz cilvēku veselību un vidi.