Tani le të kalojmë në shqyrtimin e vetive dhe karakteristikave të valëve elektromagnetike. Një nga karakteristikat e valëve elektromagnetike është dendësia rrezatimi elektromagnetik.
Konsideroni një sipërfaqe me një sipërfaqe S përmes së cilës valët elektromagnetike bartin energji.
Dendësia e fluksit të rrezatimit elektromagnetik I është raporti i energjisë elektromagnetike që kalon në kohën t nëpër një sipërfaqe pingule me rrezet me sipërfaqe S, me produktin e zonës S dhe kohës t.
Dendësia e fluksit të rrezatimit, në SI, shprehet në vat për metër katror(W / m 2). Ndonjëherë kjo sasi quhet intensiteti i valës.
Pas një serie transformimesh, marrim se I = w c.
d.m.th., dendësia e fluksit të rrezatimit është e barabartë me produktin e densitetit të energjisë elektromagnetike dhe shpejtësisë së përhapjes së saj.
Ne jemi takuar vazhdimisht me idealizimin e burimeve reale të pranimit në fizikë: pika materiale, gaz ideal etj.Ketu do te takojme nje tjeter.
Një burim rrezatimi konsiderohet të jetë një burim pikësor nëse dimensionet e tij janë shumë më të vogla se distanca në të cilën vlerësohet efekti i tij. Përveç kësaj, supozohet se një burim i tillë dërgon valë elektromagnetike në të gjitha drejtimet me të njëjtin intensitet.
Le të shqyrtojmë varësinë e densitetit të fluksit të rrezatimit nga distanca në burim.
Energjia që mbartin me vete valët elektromagnetike shpërndahet në një sipërfaqe gjithnjë e më të madhe me kalimin e kohës. Prandaj, energjia e transferuar përmes një njësie sipërfaqe për njësi të kohës, d.m.th., densiteti i fluksit të rrezatimit, zvogëlohet me distancën nga burimi. Është e mundur të zbulohet varësia e densitetit të fluksit të rrezatimit nga distanca nga burimi duke vendosur një burim pikë në qendër të një sfere me një rreze R. sipërfaqja e sferës S= 4 n R^2. Nëse supozojmë se burimi në të gjitha drejtimet gjatë kohës t rrezaton energji W
Dendësia e fluksit të rrezatimit nga një burim pikësor zvogëlohet në proporcion të zhdrejtë me katrorin e distancës nga burimi.
Le të shqyrtojmë tani varësinë e frekuencës së densitetit të fluksit të rrezatimit. Siç e dini, rrezatimi i valëve elektromagnetike ndodh gjatë lëvizjes së përshpejtuar të grimcave të ngarkuara. tensioni fushe elektrike dhe induksioni magnetik valë elektromagnetike proporcionale me nxitimin a që lëshojnë grimca. Përshpejtimi në dridhjet harmonike proporcionale me katrorin e frekuencës. Prandaj, forca e fushës elektrike dhe induksioni magnetik janë proporcionale me katrorin e frekuencës
Dendësia e energjisë e fushës elektrike është proporcionale me katrorin e forcës së fushës. Energjisë fushë magnetike proporcionale me katrorin e induksionit magnetik. Dendësia totale e energjisë fushë elektromagnetikeështë e barabartë me shumën e densitetit të energjisë së fushave elektrike dhe magnetike. Prandaj, dendësia e fluksit të rrezatimit është proporcionale me: (E^2+B^2). Nga këtu marrim se I është proporcional me w^4.
Temat e kodifikuesit USE: vetitë e valëve elektromagnetike, lloje te ndryshme rrezatimi elektromagnetik dhe aplikimi i tyre.
Rezultati më i rëndësishëm i elektrodinamikës, që rrjedh nga ekuacionet e Maxwell-it (kjo nuk është hera e parë që po flasim për ekuacionet e Maxwell-it, por ne nuk i shkruajmë vetë ekuacionet. Nuk ka asgjë për të bërë - këto ekuacione janë ende shumë të komplikuara për ju Do të njiheni me to në vitin e dytë, kur të përvetësohen temat e nevojshme nga matematika e lartë), është se ndërveprimet elektromagnetike transmetohen nga një pikë e hapësirës në tjetrën jo në çast, por me një shpejtësi të kufizuar. Në vakum, shpejtësia e përhapjes së ndërveprimeve elektromagnetike përkon me shpejtësinë e dritës m/s.
Konsideroni, për shembull, dy ngarkesa në pushim, të vendosura në një distancë nga njëra-tjetra. Fuqia e ndërveprimit të tyre përcaktohet nga ligji i Kulombit. Zhvendos njërën nga ngarkesat; sipas ligjit të Kulombit, forca e ndërveprimit do të ndryshojë në çast - ngarkesa e dytë do të "ndiejë" menjëherë ndryshimin në pozicionin e ngarkesës së parë. Kjo u deklarua nga teoria e veprimit me rreze të gjatë (teoritë e veprimit me rreze të gjatë dhe të shkurtër u diskutuan në broshurën "Intensiteti i fushës elektrike").
Megjithatë, në realitet situata është ndryshe. Kur ngarkesa lëviz fushe elektrike pranë tij ndryshon dhe gjeneron një fushë magnetike. Kjo fushë magnetike është gjithashtu e ndryshueshme, nga ana tjetër, gjeneron një fushë elektrike alternative, e cila përsëri gjeneron një fushë magnetike alternative, etj. Në hapësirë, procesi i luhatjeve në fuqinë e fushës elektrike dhe induksioni i fushës magnetike fillon të përhapet - një valë elektromagnetike. Pas ca kohësh, kjo valë elektromagnetike do të arrijë ngarkesën e dytë; vetëm atëherë - dhe jo menjëherë! - ai do të "ndiejë" se pozicioni i akuzës së parë ka ndryshuar.
Ekzistenca e valëve elektromagnetike u parashikua nga Maxwell dhe mori një konfirmim të shkëlqyer në eksperimentin e Hertz.
Eksperimenti i Hercit: qark i hapur oscilues
Valët elektromagnetike duhet të jenë mjaft të forta për t'u vëzhguar eksperimentalisht.
Është e lehtë të kuptohet se valët elektromagnetike do të jenë më intensive, aq më shpejt do të ndryshojë pozicioni i ngarkesave që lëshojnë këto valë. Në të vërtetë, në këtë rast, fusha elektrike pranë ngarkesave ndryshon me një ritëm më të shpejtë dhe gjeneron një fushë magnetike më të madhe; ai, nga ana tjetër, ndryshon po aq shpejt dhe gjeneron një fushë elektrike më të madhe, e kështu me radhë.
Veçanërisht, valët intensive elektromagnetike gjenerohen nga lëkundjet elektromagnetike me frekuencë të lartë.
Lëkundjet elektromagnetike krijohen në një qark oscilues që është i njohur për ne.
Frekuenca e ngarkesës dhe luhatjeve të rrymës në qark është e barabartë me:
(1)
Vektorët lëkunden me të njëjtën frekuencë në një pikë të caktuar të hapësirës. Kështu, vlera e llogaritur me formulën (1) do të jetë gjithashtu .
Për të rritur frekuencën e lëkundjeve në qark, është e nevojshme të zvogëlohet kapaciteti i kondensatorit dhe induktiviteti i spirales.
Por eksperimentet kanë treguar se çështja nuk kufizohet vetëm në lëkundjet me frekuencë të lartë. Për formimin e valëve elektromagnetike intensive, një faktor tjetër është thelbësor: një fushë elektromagnetike alternative, e cila është një burim i valëve elektromagnetike, duhet të zërë një zonë mjaft të madhe të hapësirës.
Ndërkohë, në një qark të zakonshëm oscilues të përbërë nga një kondensator dhe një spirale, fusha elektrike alternative është pothuajse tërësisht e përqendruar në një zonë të vogël brenda kondensatorit, dhe fusha magnetike alternative është e përqendruar në një zonë të vogël brenda spirales. Prandaj, edhe në një frekuencë mjaft të lartë lëkundjeje, një qark i tillë oscilues doli të ishte i papërshtatshëm për emetimin e valëve elektromagnetike.
Si të arrihet një rritje në zonën e zënë nga një fushë elektromagnetike me frekuencë të lartë? Hertz gjeti një zgjidhje të bukur dhe të thjeshtë - qark i hapur oscilues.
Le të marrim një qark të zakonshëm oscilues (Fig. 1, majtas). Le të fillojmë të zvogëlojmë numrin e kthesave të spirales - nga kjo induktiviteti i saj do të ulet. Në të njëjtën kohë, ne zvogëlojmë sipërfaqen e pllakave të kondensatorit dhe i largojmë ato - kjo çon në një ulje të kapacitetit të kondensatorit dhe në një rritje të zonës hapësinore të zënë nga fusha elektrike. Kjo situatë e ndërmjetme është paraqitur në Fig. 1 në mes.
Oriz. 1. Shndërrimi i një qarku oscilues konvencional në një qark të hapur
Çfarë do të arrijmë duke vazhduar këtë proces? Spiralja eliminohet plotësisht, duke u kthyer në një copë përcjellësi. Pllakat e kondensatorit lëvizin sa më shumë dhe përfundojnë në skajet e këtij përcjellësi (Fig. 1, djathtas). Mbetet për të zvogëluar dimensionet e pllakave në kufi - dhe ju merrni shufrën më të zakonshme të drejtë! Ky është një qark i hapur oscilues (Fig. 2).
Oriz. 2. Qarku i hapur oscilues
Siç mund ta shihni, ideja e Hertz-it për një qark të hapur oscilues bëri të mundur "vrasjen e dy zogjve me një gur":
1) kapaciteti dhe induktiviteti i shufrës janë shumë të vogla, prandaj, lëkundjet me një frekuencë shumë të lartë ngacmohen në të; 2) një fushë elektromagnetike alternative zë një zonë mjaft të madhe të hapësirës rreth shufrës.
Prandaj, një shufër e tillë mund të shërbejë si një burim i valëve elektromagnetike mjaft intensive.
Por si të ngacmoni lëkundjet elektromagnetike në shufër? Hertz e preu shufrën në mes, i shtyu gjysmat larg njëra-tjetrës (duke krijuar të ashtuquajturin boshllëk shkarkimi) dhe i lidhi me një burim të tensionit të lartë. Doli Vibrator rrezatues Hertz(Fig. 3; skajet e telit në hendekun e shkarkimit furnizoheshin me topa të vegjël).
Oriz. 3. Vibrator rrezatues Hertz
Kur voltazhi midis topave tejkaloi tensionin e prishjes, një shkëndijë kërceu në hendekun e shkarkimit. Gjatë ekzistencës së një shkëndije, qarku u mbyll, dhe lëkundjet elektromagnetike u shfaqën në shufër - vibratori lëshoi valë elektromagnetike.
Hertz regjistroi këto valë duke përdorur vibrator marrës- një përcjellës me topa në skajet e hendekut të shkarkimit (Fig. 4). Vibratori marrës ishte në një distancë nga vibratori që lëshonte.
Oriz. 4. Vibrator marrës Hertz
Fusha elektrike e alternuar e valës elektromagnetike e ngacmuar në vibratorin marrës rrymë alternative. Nëse frekuenca e kësaj rryme përkonte me frekuencën natyrore të vibratorit marrës, atëherë lindi një rezonancë dhe një shkëndijë kërceu në hendekun e shkarkimit!
Prania e kësaj shkëndije, e shfaqur në skajet e një përcjellësi plotësisht të izoluar, ishte një tregues i qartë i ekzistencës së valëve elektromagnetike.
Vetitë e valëve elektromagnetike
Për emetimin e valëve elektromagnetike, ngarkesa nuk duhet të jetë lëvizje lëkundëse; kryesorja është që ngarkesa të ketë përshpejtim. Çdo ngarkesë që lëviz me nxitim është burim i valëve elektromagnetike. Në këtë rast, rrezatimi do të jetë sa më intensiv, aq më i madh do të jetë moduli i përshpejtimit të ngarkesës.
Po, në lëvizje uniforme rreth një rrethi (të themi, në një fushë magnetike) ngarkesa ka përshpejtim centripetal dhe, për rrjedhojë, rrezaton valë elektromagnetike. Elektronet e shpejta në tubat e shkarkimit të gazit, kur godasin muret, ngadalësohen me një nxitim shumë të madh në vlerë absolute; prandaj pranë mureve është regjistruar rrezet x energji të lartë (të ashtuquajturat bremsstrahlung).
Valët elektromagnetike kanë qenë tërthore- Lëkundjet e vektorëve të forcës së fushës elektrike dhe induksionit të fushës magnetike ndodhin në një rrafsh pingul me drejtimin e përhapjes së valës.
Konsideroni, për shembull, rrezatimin e një ngarkese që kryen lëkundje harmonike me një frekuencë përgjatë boshtit rreth origjinës. Valët elektromagnetike drejtohen në të gjitha drejtimet prej saj - në veçanti, përgjatë boshtit. Në fig. 5 tregon strukturën e valës elektromagnetike të emetuar në një distancë të madhe nga ngarkesa në një pikë fikse në kohë.
Oriz. 5. Vala elektromagnetike sinusoidale
Shpejtësia e valës drejtohet përgjatë boshtit. Vektorët dhe në secilën pikë të boshtit kryejnë lëkundje sinusoidale përgjatë boshteve dhe, përkatësisht, ndërsa ndryshojnë në fazë.
Rrotullimi më i shkurtër nga vektori në vektor është gjithmonë në drejtim të kundërt të akrepave të orës kur shikohet nga fundi i vektorit.
Në çdo moment të caktuar kohe, shpërndarja përgjatë boshtit të vlerave të modulit të vektorëve dhe ka formën e dy sinusoideve në fazë të vendosur pingul me njëri-tjetrin në dhe rrafshe, përkatësisht. Gjatësia e valësështë distanca midis dy pikave më të afërta të boshtit në të cilat vlerat e fushës luhaten në të njëjtën fazë (në veçanti, midis dy maksimumeve të fushës më të afërt, si në Fig. 5).
Frekuenca me të cilën vlerat dhe ndryshojnë në një pikë të caktuar të hapësirës quhet frekuenca e valëve elektromagnetike; ajo përkon me frekuencën e lëkundjes së ngarkesës rrezatuese. Gjatësia e një valë elektromagnetike, frekuenca e saj dhe shpejtësia e përhapjes c lidhen me relacionin standard për të gjitha valët:
(2)
Eksperimentet kanë treguar se valët elektromagnetike kanë të njëjtat veti themelore si llojet e tjera të proceseve valore.
1. reflektimi i valës. Valët elektromagnetike reflektohen nga një fletë metalike - kjo u zbulua nga Hertz. Këndi i reflektimit është i barabartë me këndin e rënies.
2. Thithja e valëve. Valët elektromagnetike thithen pjesërisht kur kalojnë nëpër një dielektrik.
3. Përthyerja e valëve. Valët elektromagnetike ndryshojnë drejtimin e tyre të përhapjes kur kalojnë nga ajri në një dielektrik (dhe përgjithësisht në ndërfaqen midis dy dielektrikëve të ndryshëm).
4. Ndërhyrja në valë. Hertz vëzhgoi ndërhyrjen e dy valëve: e para erdhi në vibratorin marrës direkt nga vibratori rrezatues, i dyti - pas reflektimit paraprak nga fleta metalike.
Duke ndryshuar pozicionin e vibratorit marrës dhe duke rregulluar pozicionet e maksimumit të interferencës, Hertz mati gjatësinë e valës. Frekuenca e lëkundjeve natyrore në vibratorin marrës ishte e njohur për Hertz. Sipas formulës (2), Herci llogariti shpejtësinë e përhapjes së valëve elektromagnetike dhe përftoi afërsisht m/s. Ky është pikërisht rezultati i parashikuar nga teoria e ndërtuar nga Maxwell!
5. Difraksioni i valës. Valët elektromagnetike shkojnë rreth pengesave, dimensionet e të cilave janë proporcionale me gjatësinë e valës. Për shembull, valët e radios me një gjatësi vale prej disa dhjetëra ose qindra metrash shkojnë rreth shtëpive ose maleve që janë në rrugën e tyre të përhapjes.
Dendësia e fluksit të rrezatimit
Valët elektromagnetike bartin energji nga një pjesë e hapësirës në tjetrën. Transferimi i energjisë kryhet së bashku rrezet- linja imagjinare që tregojnë drejtimin e përhapjes së valës (ne nuk japim një përkufizim të rreptë të konceptit të një rrezeje dhe shpresojmë për kuptimin tuaj intuitiv, i cili do të jetë mjaft i mjaftueshëm për momentin).
Karakteristika më e rëndësishme e energjisë e valëve elektromagnetike është dendësia e fluksit të rrezatimit.
Imagjinoni një platformë me një zonë të vendosur pingul me rrezet. Le të supozojmë se gjatë kohës që vala transferon energji përmes kësaj zone. Pastaj dendësia e fluksit të rrezatimit përcaktohet me formulën:
(3)
Me fjalë të tjera, dendësia e fluksit të rrezatimit është energjia e transferuar përmes një njësie sipërfaqeje (pingule me rrezet) për njësi të kohës; ose, e cila është e njëjtë, është fuqia e rrezatimit e transferuar përmes një zone të vetme. Njësia për matjen e densitetit të fluksit të rrezatimit është W/m2.
Dendësia e fluksit të rrezatimit lidhet me një lidhje të thjeshtë me densitetin e energjisë të fushës elektromagnetike.
Ne rregullojmë zonën pingul me rrezet, dhe një periudhë të vogël kohore . Energjia do të kalojë përmes platformës:
(4)
Kjo energji do të përqendrohet në një cilindër me sipërfaqe bazë dhe lartësi (Fig. 6), ku është shpejtësia e valës elektromagnetike.
Oriz. 6. Për nxjerrjen e formulës (6)
Vëllimi i këtij cilindri është: Prandaj, nëse është dendësia e energjisë e fushës elektromagnetike, atëherë për energjinë marrim gjithashtu:
(5)
Duke barazuar pjesët e duhura të formulave (4) dhe (5) dhe duke reduktuar me , marrim relacionin:
(6)
Dendësia e fluksit të rrezatimit karakterizon, në veçanti, shkallën e ndikimit të rrezatimit elektromagnetik në marrësit e tij; kur flasim për intensiteti valët elektromagnetike, nënkuptojnë pikërisht densitetin e fluksit të rrezatimit.
Një pyetje interesante është se si varet intensiteti i rrezatimit nga frekuenca e tij.
Le të lëshohet një valë elektromagnetike nga një ngarkesë që kryen lëkundje harmonike përgjatë boshtit sipas ligjit. Frekuenca ciklike e lëkundjeve të ngarkesës do të jetë në të njëjtën kohë frekuenca ciklike e valës elektromagnetike të emetuar.
Për shpejtësinë dhe nxitimin e karikimit kemi: dhe . Siç e shohim,. Forca e fushës elektrike dhe induksioni i fushës magnetike në një valë elektromagnetike janë proporcionale me nxitimin e ngarkesës: dhe . Pra, dhe.
Dendësia e energjisë e fushës elektromagnetike është shuma e densitetit të energjisë së fushës elektrike dhe densitetit të energjisë së fushës magnetike: . Dendësia e energjisë e fushës elektrike, siç e dimë, është proporcionale me katrorin e fuqisë së fushës: . Në mënyrë të ngjashme, mund të tregohet se. Prandaj, dhe, kështu.
Sipas formulës (6), dendësia e fluksit të rrezatimit është proporcionale me densitetin e energjisë: . Kjo është arsyeja pse. Ne morëm një rezultat të rëndësishëm: intensiteti i rrezatimit elektromagnetik është proporcional me fuqinë e katërt të frekuencës së tij.
Një tjetër rezultat i rëndësishëm është ai intensiteti i rrezatimit zvogëlohet me rritjen e distancës nga burimi. Kjo është e kuptueshme: në fund të fundit, burimi rrezaton në drejtime të ndryshme dhe ndërsa largohet nga burimi, energjia e rrezatuar shpërndahet në një zonë gjithnjë e më të madhe.
Varësia sasiore e densitetit të fluksit të rrezatimit nga distanca nga burimi është e lehtë të merret për të ashtuquajturin burim pikësor të rrezatimit.
Burimi pikësor i rrezatimitështë një burim, madhësia e të cilit mund të neglizhohet në kushtet e kësaj situate. Për më tepër, një burim pikësor konsiderohet se rrezaton në mënyrë të barabartë në të gjitha drejtimet.
Sigurisht, një burim pikë është një idealizim, por në disa probleme ky idealizim funksionon shumë. Për shembull, kur studiojmë rrezatimin e yjeve, ato mund të konsiderohen si burime pikash - në fund të fundit, distancat nga yjet janë aq të mëdha saqë madhësitë e tyre mund të injorohen.
Në një distancë nga burimi, energjia e rrezatuar shpërndahet në mënyrë uniforme mbi sipërfaqen e një sfere me rreze. Sipërfaqja e një sfere, kujtojmë, . Nëse fuqia e rrezatimit të burimit tonë është , atëherë energjia kalon nëpër sipërfaqen e sferës në kohë. Duke përdorur formulën (3), marrim:
Në këtë mënyrë, intensiteti i rrezatimit të një burimi pikësor është në përpjesëtim të zhdrejtë me distancën prej tij.
Llojet e rrezatimit elektromagnetik
Spektri i valëve elektromagnetike është jashtëzakonisht i gjerë: gjatësia e valës mund të matet në mijëra kilometra, ose mund të jetë më pak se një pikometër. Megjithatë, i gjithë ky spektër mund të ndahet në disa vargje karakteristike të gjatësisë valore; brenda çdo diapazoni, valët elektromagnetike kanë pak a shumë veti dhe metoda të ngjashme të rrezatimit.
Ne do t'i konsiderojmë këto vargje në rendin zbritës të gjatësisë së valës. Vargjet kalojnë pa probleme në njëra-tjetrën, nuk ka asnjë kufi të qartë midis tyre. Prandaj, vlerat kufitare të gjatësive të valëve ndonjëherë janë shumë arbitrare.
1. valët e radios(> 1 mm).
Burimet e valëve të radios janë lëkundjet e ngarkesës në tela, antena dhe qarqe lëkundëse. Valët e radios lëshohen gjithashtu gjatë stuhive.
Valë ultra të gjata (> 10 km). Ato përhapen mirë në ujë, kështu që përdoren për të komunikuar me nëndetëset.
Valë të gjata(1 km Valë mesatare (100 m Valë të shkurtra (10 m) Valë metër (1 m Valë decimetër (10 cm Mikrovalë(Valët milimetra 1 mm (1 mm rrezatim infra të kuq (780 nm termik - kur godet trupin tonë, ne ndjejmë nxehtësi. Rrezatimi infra të kuq nuk perceptohet nga syri i njeriut (disa gjarpërinj shohin në rrezen infra të kuqe).
Dielli është burimi më i fuqishëm i rrezatimit infra të kuq. Llambat inkandeshente lëshojnë sasinë më të madhe të energjisë (deri në 80%) vetëm në rajonin infra të kuqe të spektrit.
Rrezatimi infra i kuq ka një gamë të gjerë aplikimesh: ngrohje infra të kuqe, konsolat telekomandë, aparate për shikim natën, tharje veshjet edhe me shume.
Ndërsa temperatura e trupit rritet, gjatësia e valës së rrezatimit infra të kuqe zvogëlohet, duke u zhvendosur drejt dritës së dukshme. Duke vendosur një gozhdë në flakën e një djegësi, ne mund ta vëzhgojmë atë me sytë tanë: në një moment, gozhda "është e kuqe e nxehtë", duke filluar të rrezatojë në diapazonin e dukshëm.
3. dritë e dukshme(Ngjyra spektrale 380 nm.
E kuqe: 625 nm - 780 nm;
Portokalli: 590 nm - 625 nm;
E verdhë: 565 nm - 590 nm;
E gjelbër: 500 nm - 565 nm;
Cyan: 485 nm - 500 nm;
Blu: 440 nm - 485 nm;
Vjollca: 380 nm - 440 nm.
Syri ka ndjeshmëri maksimale ndaj dritës në pjesën e gjelbër të spektrit. Kjo është arsyeja pse bordet e shkollave sipas GOST duhet të jenë të gjelbra: duke i parë ato, syri përjeton më pak stres.
4. Rrezatimi ultravjollcë (Rrezatimi me rreze X 10 nm (5 pasdite bremsstrahlung), si dhe gjatë disa kalimeve të elektroneve brenda atomeve nga një nivel në tjetrin ( rrezatimi karakteristik).
Rrezatimi me rreze X depërton lehtësisht në indet e buta të trupit të njeriut, por absorbohet nga kalciumi, i cili është pjesë e kockave. Kjo ju mundëson rrezet e njohura X.
Duhet ta keni parë aksionin në aeroporte Introskopët televizivë me rreze X- këto pajisje shkëlqejnë përmes rrezeve X në bagazhin e dorës dhe bagazhin.
Gjatësia e valës së rrezatimit me rreze X është e krahasueshme me madhësitë e atomeve dhe distancat ndëratomike në kristale; prandaj, kristalet janë grila natyrale të difraksionit për rrezet x. Duke vëzhguar modelet e difraksionit të marra kur rrezet X kalojnë nëpër kristale të ndryshme, mund të studiohet rregullimi i atomeve në rrjetat kristalore dhe molekulat komplekse.
Po, me ndihmën e analiza e difraksionit me rreze x u përcaktua struktura e një numri molekulash organike komplekse - për shembull, ADN dhe hemoglobina.
Në doza të larta, rrezatimi me rreze X është i rrezikshëm për njerëzit - mund të shkaktojë kancer dhe sëmundje nga rrezatimi.
6. Rrezatimi gama(rrezatimi sinkrotron).
Në doza të mëdha, rrezatimi gama është shumë i rrezikshëm për njerëzit: shkakton sëmundje nga rrezatimi dhe sëmundjet onkologjike. Por në doza të vogla, mund të shtypë rritjen e tumoreve kancerogjene dhe për këtë arsye përdoret në radioterapi.
Efekti baktericid i rrezatimit gama përdoret në bujqësia(gama sterilizimi i produkteve bujqësore më parë ruajtje afatgjatë), në Industria ushqimore(ruajtja e produkteve), si dhe në mjekësi (sterilizimi i materialeve).
"Teoria e rrezatimit" - Rrezatimi i një trupi plotësisht të zi. Kështu, Përkatësisht dhe. 1.6. teoria e Plankut. Emisioni spektral i një trupi të zi. X. 1.5. Formula Rayleigh-Jeans. 3) Gjithashtu nga formula e Planck-ut, mund të merrni ligjin Stefan-Boltzmann: Figura 1.2. 1.1. Lumineshenca dhe rrezatimi termik.
"Shkalla e rrezatimit elektromagnetik" - Dallimet: Vetitë e përgjithshme: Cili është burimi i valëve elektromagnetike? Çfarë është një valë elektromagnetike? Cili është ndryshimi valët mekanike nga elektromagnetike? Cili nga dy llojet e valëve është? Shkalla e rrezatimit elektromagnetik. A ka fenomen polarizimi për valët e zërit në ajër?
"Llojet e rrezatimit" - kuantet gama janë fotone me energji të lartë. Llojet e rrezatimit. Dozat e rrezatimit. Akti i kalbjes. Takimi i parë. Sot ne dimë për tre lloje të rrezatimit: alfa, beta dhe gama. Sasia e energjisë së tillë që transferohet në trup quhet dozë. Kura beta. Rrezatimi alfa. Rrezatimi gama.
"Vendndodhja dhe dendësia e popullsisë" - Dendësia mesatare e popullsisë sipas rajonit. Tema: Vendndodhja dhe dendësia e popullsisë. Dendësia më e lartë e popullsisë vërehet në zonat natyrore…., …. Vendndodhja dhe dendësia e popullsisë: një pamje nga hapësira. Harta e dendësisë së popullsisë së Austrisë. Natyrore. Llogaritja e dendësisë së popullsisë botërore duke përdorur një tabelë. Vendndodhja dhe dendësia e popullsisë së botës.
Detyrat: Në klasën e 8-të u njohëm shkurtimisht me burimet e dritës. atom i ngacmuar. Planifikoni. Shkalla e rrezatimit elektromagnetik. Çmimi Nobël 1901 Rrezatimi infra i kuq. Gjatësia e valës 10-8 cm.Qëllimi. Energjisë. Energjisë reaksion kimik. Tani duhet të njihemi me rrezatimin e dritës nga trupat. Wilhelm Conrad Roentgen.
"Rrezatimi dhe spektrat" - Kimilumineshenca. Fotolumineshencë. Rrezatimi i një atomi hidrogjeni. Në natyrë, ne mund të vëzhgojmë spektrin kur një ylber shfaqet në qiell. Spektri me vija përbëhet nga breza individualë të ndarë nga boshllëqe të errëta. Spektra, Rrezatimi termik. Për shembull, një llambë e ditës. Kthehu te diagrami. Burimet e nxehtësisë janë: Dielli, një flakë zjarri ose një llambë inkandeshente.
Tani le të kalojmë në shqyrtimin e vetive dhe karakteristikave të valëve elektromagnetike. Një nga karakteristikat e valëve elektromagnetike është dendësia e rrezatimit elektromagnetik.
Konsideroni një sipërfaqe me një sipërfaqe S përmes së cilës valët elektromagnetike bartin energji.
Dendësia e fluksit të rrezatimit elektromagnetik I i referohet raportit të energjisë elektromagnetike që kalon në kohën t nëpër një sipërfaqe të zonës S pingul me rrezet, me produktin e zonës S dhe kohës t.
Dendësia e fluksit të rrezatimit, në SI, shprehet në vat për metër katror (W / m 2). Ndonjëherë kjo sasi quhet intensiteti i valës.
Pas një serie transformimesh, marrim se I = w c.
d.m.th., dendësia e fluksit të rrezatimit është e barabartë me produktin e densitetit të energjisë elektromagnetike dhe shpejtësisë së përhapjes së saj.
Ne jemi takuar më shumë se një herë me idealizimin e burimeve reale të pranimit në fizikë: një pikë materiale, një gaz ideal etj. Këtu do të takohemi me një tjetër.
Një burim rrezatimi konsiderohet të jetë një burim pikësor nëse dimensionet e tij janë shumë më të vogla se distanca në të cilën vlerësohet efekti i tij. Përveç kësaj, supozohet se një burim i tillë dërgon valë elektromagnetike në të gjitha drejtimet me të njëjtin intensitet.
Le të shqyrtojmë varësinë e densitetit të fluksit të rrezatimit nga distanca në burim.
Energjia që mbartin me vete valët elektromagnetike shpërndahet në një sipërfaqe gjithnjë e më të madhe me kalimin e kohës. Prandaj, energjia e transferuar përmes një njësie sipërfaqe për njësi të kohës, d.m.th., densiteti i fluksit të rrezatimit, zvogëlohet me distancën nga burimi. Është e mundur të zbulohet varësia e densitetit të fluksit të rrezatimit nga distanca nga burimi duke vendosur një burim pikë në qendër të një sfere me një rreze R. sipërfaqja e sferës S= 4 n R^2. Nëse supozojmë se burimi në të gjitha drejtimet gjatë kohës t rrezaton energji W
Dendësia e fluksit të rrezatimit nga një burim pikësor zvogëlohet në proporcion të zhdrejtë me katrorin e distancës nga burimi.
Le të shqyrtojmë tani varësinë e frekuencës së densitetit të fluksit të rrezatimit. Siç e dini, rrezatimi i valëve elektromagnetike ndodh gjatë lëvizjes së përshpejtuar të grimcave të ngarkuara. Fuqia e fushës elektrike dhe induksioni magnetik i një vale elektromagnetike janë proporcionale me nxitimin a që lëshojnë grimca. Nxitimi harmonik është proporcional me katrorin e frekuencës. Prandaj, forca e fushës elektrike dhe induksioni magnetik janë proporcionale me katrorin e frekuencës
Dendësia e energjisë e fushës elektrike është proporcionale me katrorin e forcës së fushës. Energjia e fushës magnetike është proporcionale me katrorin e induksionit magnetik. Dendësia totale e energjisë e fushës elektromagnetike është e barabartë me shumën e densitetit të energjisë së fushave elektrike dhe magnetike. Prandaj, dendësia e fluksit të rrezatimit është proporcionale me: (E^2+B^2). Nga këtu marrim se I është proporcional me w^4.
Dendësia e fluksit të rrezatimit është proporcionale me fuqinë e katërt të frekuencës.
Detyra në Elektrodinamikë (VALËT ELEKTROMAGNETIKE), me temë
Valët elektromagnetike dhe shpejtësia e përhapjes së tyre. Energjia e një valë elektromagnetike. Dendësia e fluksit të rrezatimit. Radari
Nga manuali: GDZ tek libri problematik Rymkevich për klasat 10-11 në fizikë, botimi i 10-të, 2006
A është e mundur të zgjidhet një kornizë e tillë referimi në të cilën induksioni i fushës magnetike të rrezes elektronike do të ishte i barabartë me zero
ZGJIDHJE
Kuadri i referencës (shih gjendjen e problemit të mëparshëm) lëviz me një shpejtësi më të madhe se shpejtësia e elektroneve në rreze. Çfarë mund të thuhet për drejtimin e linjave të induksionit të fushës
ZGJIDHJE
A është e mundur të zgjidhet një kornizë e tillë referimi në të cilën induksioni magnetik i fushës së një përcjellësi të drejtpërdrejtë me rrymë do të ishte i barabartë me zero? Çfarë mund të thuhet për drejtimin e linjave të induksionit nëse korniza e referencës lëviz me një shpejtësi më të madhe se shpejtësia e lëvizjes së urdhëruar të elektroneve në përcjellës
ZGJIDHJE
Pse shfaqet interferenca kur merrni transmetime radio në valë të mesme dhe të gjata me afrimin e një stuhie
ZGJIDHJE
Cila është periudha e lëkundjes në një qark të hapur oscilues që lëshon valë radio me një gjatësi vale 300 m
ZGJIDHJE
Stacioni radio transmeton në një frekuencë prej 75 MHz (VHF). Gjeni gjatësinë e valës
ZGJIDHJE
Në një marrës radio, një nga intervalet e valëve të shkurtra mund të marrë transmetime, gjatësia e valës së të cilit është 24 26 m. Gjeni diapazonin e frekuencës
ZGJIDHJE
Vendosja manuale marrës radio, ne ndryshojmë zonën e punës të pllakave të një kondensatori ajri me kapacitet të ndryshueshëm në qarkun oscilues marrës. Si ndryshon zona e punës e pllakave kur kaloni në pritjen e një stacioni që transmeton në gjatësi vale më të gjata
ZGJIDHJE
Spiralja e qarkut marrës të radiomarrësit ka një induktivitet prej 1 μH. Sa është kapaciteti i kondensatorit nëse merret një stacion që funksionon në një gjatësi vale prej 1000 m
ZGJIDHJE
Marrësi i radios është sintonizuar me një stacion radio që funksionon në një gjatësi vale prej 25 m. Sa herë ju duhet të ndryshoni kapacitetin e qarkut oscilues marrës të radiomarrësit për t'u sintonizuar në një gjatësi vale prej 31 m
ZGJIDHJE
Kur forca aktuale në induktor ndryshon me ΔI \u003d 1 A për kohën Δt \u003d 0,6 s, në të induktohet një EMF e barabartë me £ \u003d 0,2 mV. Sa është gjatësia e valës së radios të emetuar nga gjeneratori, qarku oscilues i të cilit përbëhet nga kjo spirale dhe një kondensator me një kapacitet C \u003d 14.1 nF
ZGJIDHJE
Në çfarë gamë të gjatësive valore funksionon marrësi nëse kapaciteti i kondensatorit në qarkun e tij oscilues mund të ndryshohet pa probleme nga 200 në 1800 pF, dhe induktiviteti i spirales është konstant dhe i barabartë me 60 μH
ZGJIDHJE
Forca e rrymës në një qark të hapur lëkundës ndryshon në varësi të kohës sipas ligjit: i = 0,1 cos 6 105 t. Gjeni gjatësinë e valës së emetuar
ZGJIDHJE
Përcaktoni gjatësinë e valës elektromagnetike në vakum, në të cilën është akorduar qarku oscilues, nëse ngarkesa maksimale e kondensatorit është 20 nC, dhe rryma maksimale në qark është 1 A
ZGJIDHJE
Sa lëkundje ndodhin në një valë elektromagnetike me një gjatësi vale 300 m në një kohë të barabartë me periudhën dridhjet e zërit me një frekuencë prej 2000 Hz
ZGJIDHJE
Distanca më e shkurtër nga Toka në Saturn është 1.2 km. Pas asaj periudhe minimale kohore mund të merret informacioni i përgjigjes nga një anije kozmike e vendosur në rajonin e Saturnit ndaj një sinjali radio të dërguar nga Toka
ZGJIDHJE
Përsëritësi i programit televiziv Orbita është instaluar në satelitin e komunikimit Raduga, i cili lëviz në një orbitë rrethore në një lartësi prej 36,000 km mbi sipërfaqen e Tokës, duke zënë një pozicion konstant në raport me Tokën. Sa kohë përhapet sinjali nga stacioni transmetues në televizorët e sistemit Orbita
ZGJIDHJE
Në çfarë largësie nga antena e radarit ndodhet objekti nëse sinjali i radios i reflektuar prej saj kthehet pas 200 µs
ZGJIDHJE
Në një distancë prej 300 m nga kulla televizive Ostankino, densiteti i fluksit të rrezatimit është maksimal dhe i barabartë me 40 mW/m2. Sa është dendësia e fluksit të rrezatimit në një distancë të besueshme të pritjes prej 120 km
ZGJIDHJE
Dendësia e energjisë e një vale elektromagnetike është 4 10-11 J/m3. Gjeni densitetin e fluksit të rrezatimit
ZGJIDHJE
Dendësia e fluksit të rrezatimit është 6 mW/m2. Gjeni densitetin e energjisë së një valë elektromagnetike
ZGJIDHJE
Forca maksimale e fushës elektrike të një vale elektromagnetike sipas standardet sanitare nuk duhet të kalojë 5 V/m. Gjeni densitetin e lejuar të fluksit të rrezatimit elektromagnetik
ZGJIDHJE
Fuqia e impulsit të stacionit të radarit është 100 kW. Gjeni forcën maksimale të fushës elektrike të valës në pikën ku zona e prerjes tërthore të konit të rrezatimit është 2.3 km2
ZGJIDHJE
Sa mund të jetë numri maksimal i pulseve të dërguara nga radari në 1 s kur zbulohet një objektiv i vendosur në një distancë prej 30 km prej tij
ZGJIDHJE
Radari funksionon në një gjatësi vale prej 15 cm dhe jep 4000 impulse për 1 s. Kohëzgjatja e çdo pulsi është 2 μs. Sa lëkundje përmban çdo puls dhe sa është thellësia e eksplorimit të lokalizuesit
ZGJIDHJE
Koha horizontale e fshirjes së tubit të rrezeve katodë të radarit është 2 ms. Gjeni thellësinë më të madhe të eksplorimit
ZGJIDHJE
Radari funksionon në një regjim pulsi. Frekuenca e përsëritjes së pulsit është 1700 Hz, dhe kohëzgjatja e pulsit është 0,8 μs. Gjeni gamën më të madhe dhe më të vogël të zbulimit të objektivit të një radari të caktuar