Wie ontdekte elektromagnetische golven? Elektromagnetische golven - tafel. Soorten elektromagnetische golven

Elektromagnetische golven (tabel die hieronder wordt gegeven) vertegenwoordigen de storing van het magnetische en elektrische velden worden verdeeld in de ruimte. Hen zijn er verschillende soorten. De studie van deze verstoringen is betrokken bij de fysica. Elektromagnetische golven worden gegenereerd door het feit dat het magnetische veld elektrische wisselveld opwekt en dit op zijn beurt elektrisch.

geschiedenis onderzoek

De eerste theorie, die kan worden beschouwd als de oudste varianten van elektromagnetische golven hypothesen, ten minste in tijden van Huygens. Op het moment, speculatie bereikte gekwantificeerde ontwikkeling. Huygens in 1678, het jaar produceerde een soort van "outline" theorie - "Verhandeling over de hele wereld". In 1690 publiceerde hij ook nog een uitstekende werk. Het is verklaard de kwalitatieve theorie van reflectie, breking in de vorm waarin het nu is vertegenwoordigd in schoolboeken ( "Elektromagnetische golven", rang 9).

Samen met dit is principe Huygens' geformuleerd. Met het mogelijk werd om de beweging van het golffront te bestuderen. Dit principe later vond zijn ontwikkeling in de werken van Fresnel. Principe van Huygens-Fresnel hebben bijzondere betekenis in de theorie van diffractie en de golftheorie van licht.

In 1660-1670 jaren van de grote hoeveelheid experimentele en theoretische bijdragen werden gemaakt in het onderzoek Hooke en Newton. Wie ontdekte elektromagnetische golven? Wie experimenten werden uitgevoerd om in hun bestaan te bewijzen? Wat zijn de verschillende soorten van elektromagnetische golven? Op deze later.

rechtvaardiging Maxwell

Voordat we praten over die elektromagnetische golven ontdekte, het moet gezegd worden dat de eerste wetenschapper die hun bestaan in het algemeen voorspeld, is Faraday geworden. Zijn hypothese hij naar voren gebracht in 1832, het jaar. Bouw theorie vervolgens bezig met Maxwell. Door 1865, is het negende jaar dat de opdracht is voltooid. Als gevolg hiervan, Maxwell strikt geformaliseerd wiskundige theorie, rechtvaardigt het bestaan van de verschijnselen in kwestie. Hij is ook bepaald voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven, samen met de waarde geldt dan lichtsnelheid. Dit, op zijn beurt, kon hij de hypothese dat licht is een soort straling als staven.

experimentele detectie

Maxwell's theorie werd bevestigd in de experimenten van Hertz in 1888. Het moet gezegd worden dat de Duitse fysicus verrichtte zijn experimenten om de theorie te weerleggen, ondanks zijn wiskundige basis. Echter, dankzij zijn experimenten Hertz was de eerste die elektromagnetische golven in de praktijk ontdekt. Daarnaast is in de loop van hun experimenten, hebben wetenschappers de eigenschappen en kenmerken van de straling geïdentificeerd.

Elektromagnetische golven Hertz te wijten aan de excitatiepuls reeks snelle stroming in de vibrator middels hoogspanningsbron. Hoogfrequente stromen worden gedetecteerd door de schakeling. De oscillatiefrequentie op hetzelfde hoe hoger, des te hoger de capaciteit en inductie zijn. Maar deze hoge frequentie is geen garantie voor een hoge flow. Om hun experimenten, Hertz gebruikt een vrij eenvoudige inrichting, die nu heet - "dipool". De inrichting is een oscillatorketen open type.

Rijervaring Hertz

Registreer straling werd uitgevoerd door middel van de ontvangende vibrator uitgevoerd. Deze inrichting had dezelfde structuur als die van de inrichting. Onder invloed van elektromagnetische golven elektrisch wisselveld excitatie opgetreden huidige schommelingen in de opneeminrichting. Indien deze inrichting zijn natuurlijke frequentie en de frequentie van flux samenvallen, de resonantie weergegeven. Hierdoor storing opgetreden in een ontvangtoestel met een grotere amplitude. Onderzoeker ontdekt hen kijken naar de vonken tussen geleiders in een kleine ruimte.

Zo Hertz was de eerste die elektromagnetische golven ontdekt, bewezen hun vermogen om goed na te denken over de geleiders. Ze waren bijna gerechtvaardigd de vorming van een staande lamp. Bovendien Hertz bepaald voortplantingssnelheid van elektromagnetische golven in de lucht.

De studie van de kenmerken van

Elektromagnetische golven voortplanten in bijna alle omgevingen. In de ruimte die is gevuld met een substantie straling kan in sommige gevallen worden gedistribueerd goed genoeg. Maar ze iets van hun gedrag te veranderen.

Elektromagnetische golven in vacuo bepaald zonder verzwakking. Ze worden verspreid aan een willekeurig grote afstand. De belangrijkste kenmerken behoren polarisatie golven, frequentie en duur. Beschrijving van de eigenschappen wordt uitgevoerd in het kader van de elektrodynamica uitgevoerd. De straling kenmerken van bepaalde gebieden van het spectrum zijn bij meer specifieke gebied van de fysica. Deze omvatten, bijvoorbeeld, kunnen omvatten optica.

Studie harde elektromagnetische straling van kortgolvige spectrale uiteinde van het deel gaat met hoge energie. Gezien de dynamiek van de moderne ideeën niet meer zelfdiscipline en in combinatie met de zwakke interacties in een enkele theorie.

Theorie toegepast in het bestuderen van de eigenschappen

Vandaag bestaan er verschillende methoden voor het vergemakkelijken van het modelleren en het bestuderen van de eigenschappen van de displays en trillingen. De meest fundamentele van bewezen en complete theorie van kwantumelektrodynamica wordt beschouwd. Daarvan gescheiden door een of andere vereenvoudigingen mogelijk de volgende methoden, die op grote schaal worden gebruikt in verschillende gebieden te verkrijgen.

Beschrijving met betrekking tot laagfrequente straling in de macroscopische milieu door middel van klassieke elektrodynamica uitgevoerd. Het is gebaseerd op vergelijkingen van Maxwell. In de toepassing, zijn er toepassingen te vereenvoudigen. Bij het bestuderen van de optica optisch gebruikt. De golftheorie wordt toegepast wanneer sommige delen van het optische systeem van de grootte nabij de golflengte. Kwantumoptica wordt gebruikt wanneer aanzienlijke verstrooiing processen, absorptie van fotonen.

Geometrisch optische theorie - het grensgeval waarin de golflengte van verwaarlozing toegestaan. Er zijn ook verschillende toegepaste en fundamentele secties. Deze omvatten, bijvoorbeeld, onder andere astrofysica, biologie van visie en fotosynthese, fotochemie. Hoe worden geclassificeerd elektromagnetische golven? De tabel toont duidelijk de verdeling van de groep wordt hieronder weergegeven.

classificatie

Er zijn frequenties van elektromagnetische golven. Daartussen is er geen abrupte overgangen, soms overlappen ze. De grenzen ertussen nogal relatief. Vanwege het feit dat de stroming continu wordt verdeeld, wordt de frequentie vast verbonden met de lengte. Hieronder zijn de bereiken van elektromagnetische golven.

Ultrakorte licht kan worden onderverdeeld in micrometer (submillimeter), millimeter, centimeter, decimeter, meter. Wanneer de golflengte van elektromagnetische straling van minder dan een meter, dan zijn genoemd oscillatie van superhoge frequentie (SHF).

Soorten elektromagnetische golven

Hierboven varieert van elektromagnetische golven. Wat zijn de verschillende soorten van stromen? Groep van ioniserende straling onder gamma- en röntgenstraling. Het moet gezegd worden dat in staat is om atomen en ultraviolet licht en zichtbaar licht zelfs ioniseren. De marges gamma- en röntgenstraling flux, gedefinieerd zeer voorwaardelijk. Als algemene oriëntatie aanvaardbare grenzen 20 eV - 0,1 MeV. Gamma-stromen in enge zin de kern, X geëmitteerde - e-atoomhulsel tijdens ejectie van het laaggelegen banen van elektronen. Echter, deze classificatie niet van toepassing op de harde straling gegenereerd zonder kernen en atomen.

X-ray flux gegenereerd tijdens het afremmen snel geladen deeltjes (protonen, elektronen en andere) en daarmee de processen die zich binnen de atomaire elektronenschillen. Gamma oscillaties optreden als gevolg van processen binnen de atoomkernen en de omzetting van elementaire deeltjes.

streams

Vanwege de grote waarden van de lengten van de behandeling van deze golven kunnen zonder rekening te houden met de atomaire structuur van het medium worden uitgevoerd. In afwijking van slechts korte stromen die nabij het infrarode gebied zijn dienen. In de radio quantum eigenschappen oscillaties optreden vrij zwak. Niettemin moeten ze overwegen, bijvoorbeeld, bij het analyseren van de moleculaire tijdstandaard en frequentie gedurende de koelinrichting op een temperatuur van enkele graden Kelvin.

Quantumeigenschappen rekening gehouden bij de keuze van oscillatoren en versterkers in de millimeter en centimeter bereiken. Radio opening wordt gevormd tijdens de beweging van AC geleiders geschikte frequentie. Een passerende elektromagnetische golven in de ruimte wekt een wisselstroom, die hiervoor geschikt is. Deze eigenschap wordt gebruikt in het ontwerp van antennes in de radio.

zichtbare flows

Ultraviolette en infrarode straling zichtbaar in de brede zin des woords zogenaamde optische spectraalgebied. Benadrukken dit gebied wordt veroorzaakt niet alleen de aanwezigheid van de respectieve gebieden, maar zijn vergelijkbaar met de inrichtingen gebruikt in de studie en vooral ontwikkeld in de studie van zichtbaar licht. Hiertoe behoren in het bijzonder, de spiegels en lenzen voor het focusseren van de straling, diffractieroosters, prisma's en anderen.

Frequentie optische golven zijn vergelijkbaar met die van de moleculen en de atomen, en hun lengte - met intermoleculaire afstanden en moleculaire afmetingen. Daarom essentieel gebied zijn verschijnselen die worden veroorzaakt door de atoomstructuur van de stof. Om dezelfde reden, het licht met golf- en een quantumeigenschappen.

De opkomst van optische flows

De meest bekende bron is de zon. Star oppervlak (fotosfeer) een temperatuur van 6000 ° Kelvin en zenden helder wit licht. De hoogste waarde van het continue spectrum bevindt zich in de "groene" zone - 550 nm. Er is ook een maximale visuele gevoeligheid. Schommelingen in het optische traject bij verhitting organen. Infrarood stromen worden dan ook aangeduid als warmte.

Hoe sterker het verwarmingslichaam plaatsvindt, hoe hoger de frequentie waarbij de maximale spectrum. gloed waargenomen bij een bepaalde temperatuur wordt verhoogd (glow in het zichtbare gebied). Wanneer het eerste gezicht lijkt rood, dan geel en daarna. Vaststelling en registratie van optische stroom kan in biologische en chemische reacties, waarvan er één wordt gebruikt in de foto. Voor de meeste wezens die op aarde als energiebron voert fotosynthese. Deze biologische reactie in de planten onder invloed van de optische zonnestraling.

Gebruik van elektromagnetische golven

De eigenschappen van het medium en de bron van invloed op de vloei-eigenschappen. Zo gemonteerd, met name de tijdsafhankelijkheid van het veld, dat de stroming aangeeft. Wanneer bijvoorbeeld de afstand van de vibrator (toenemende) de krommingsstraal groter. Het resultaat is een vlakke elektromagnetische golf. Interactie met het materiaal optreedt als verschillend. De absorptie en emissie processen fluxen kunnen in het algemeen worden beschreven met behulp van klassieke elektrodynamische verhoudingen. Voor golven van optische bereik en de hardere straling rekening moet worden gehouden met de kwantumnatuur.

bronnen streams

Ondanks de fysieke verschillen, overal - een radioactieve stof, een televisiezender, de lamp - elektromagnetische golven worden opgewekt door elektrische ladingen die bewegen versnelling. Er zijn twee hoofdtypen van bronnen: microscopische en macroscopische. De eerste treedt abrupte overgang van de geladen deeltjes van het ene naar een ander niveau binnen de moleculen of atomen.

Microscopische bronnen zenden röntgenstralen, gamma, ultraviolet, infrarode, zichtbare, en in sommige gevallen, langgolvige straling. Als voorbeeld van het laatste is de waterstof spectraallijn die overeenstemt met een golf van 21 cm. Dit verschijnsel is bijzonder belangrijk in radio-astronomie.

Bronnen macroscopische type representatieve emitters waarin vrije elektronen geleiders zijn gemaakt synchrone periodieke oscillatie. Bij volgens deze categorie zijn gegenereerd stroomt van mm tot de langste (in hoogspanningsleidingen).

De structuur en de sterkte van stromen

Een elektrische lading bewegen met versnelling en periodiek wisselende stromingen elkaar beïnvloeden bepaalde krachten. De grootte en richting zijn afhankelijk van factoren zoals de grootte en de configuratie van het veld, dat de stromen en kosten, hun grootte en relatieve richting bevat. Hoofdzakelijk beïnvloed door de elektrische eigenschappen en het specifieke medium en veranderingen verantwoordelijk concentratie en verdeling van de bronstromen.

Vanwege de complexiteit van het algemene probleem verklaring aan de wet van kracht in te voeren in de vorm van een enkele formule kan niet. Een structuur genoemd elektromagnetisch veld en als een wiskundig object, bepaald door de verdeling van ladingen en stromen noodzakelijk geacht. It, op zijn beurt, zorgt voor een bepaalde bron, rekening houdend met randvoorwaarden. Gedefinieerde begrippen vorm drie noodzakelijk de eigenschappen van het materiaal. Als het uit op een oneindige ruimte wordt uitgevoerd, worden deze omstandigheden aangevuld. Als speciale aanvullende voorwaarde in dergelijke gevallen de bestralingstoestand. Vanwege het wordt gegarandeerd door "correct" gedrag van het veld op oneindig.

Chronologie van de studie

Corpusculaire kinetische Lomonosov theorie in sommige van hun posities anticiperen bepaalde leerstellingen van het elektromagnetische veld theorie .. "Lobe" (roterende) beweging van deeltjes, "zyblyuschayasya" (golf) lichttheorie haar gemeenschap met de kenmerken van elektriciteit, enz Infrarood stromen werden gedetecteerd in 1800 Herschel (Britse wetenschapper), en in de volgende, 1801-m werd Ritter beschreven ultraviolet. Straling korter dan ultraviolet, gamma werd geopend Röntgen in 1895 jaar, op 8 november. Vervolgens werd bekend als de röntgenbron.

Invloed van elektromagnetische golven is bestudeerd door vele wetenschappers. Echter, de eerste om de mogelijkheden van beken te ontdekken, hun omvang is geworden Narkevitch-Iodko (Wit-Russische wetenschappelijke figuur). Hij bestudeerde de eigenschappen van de stromen in verband met de uitoefening van de geneeskunde. Gamma straling werd ontdekt door Paul Villard in 1900. In dezelfde periode uitgevoerd Planck theoretische studie van de eigenschappen van een zwart lichaam. Tijdens de studie werden ze geopend quantum proces. Zijn werk was het begin van de ontwikkeling van de kwantumfysica. Vervolgens verschillende Planck en Einstein werd gepubliceerd. Hun onderzoek leidde tot de vorming van zoiets als een foton. Dit, op zijn beurt, markeerde het begin van de oprichting van de kwantumtheorie van elektromagnetische flow. De ontwikkeling ervan voortgezet in de werken van de toonaangevende wetenschappelijke cijfers van de twintigste eeuw.

Verder onderzoek en werken aan de quantumtheorie van elektromagnetische straling en de interactie met de materie heeft uiteindelijk geleid tot de vorming van kwantumelektrodynamica in de vorm waarin het vandaag bestaat. Onder de uitstaande wetenschappers die met dit onderwerp bezig, we moeten vermelden, in aanvulling op Einstein en Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

conclusie

De waarde in de moderne wereld van de natuurkunde voldoende groot is. Bijna alles wat vandaag de dag wordt gebruikt in het menselijk leven, leek dankzij het praktische gebruik van het onderzoek van de grote wetenschappers. De ontdekking van elektromagnetische golven en de studie met name geleid tot de ontwikkeling van conventionele en later mobiele telefoons, radiozenders. Van bijzonder belang praktische toepassing van een dergelijke theoretische kennis op het gebied van geneeskunde, de industrie en technologie.

Dit is het gevolg van het wijdverbreide gebruik van kwantitatieve wetenschap. Alle fysieke experimenten gebaseerd op metingen, vergelijking van de eigenschappen van de onderzochte verschijnselen met de bestaande normen. Het is voor dit doel binnen het vakgebied ontwikkeld complex meetinstrumenten en eenheden. Verschillende patronen is het gebruikelijk om alle bestaande materiële systemen. Zo zijn de wetten van behoud van energie als gemeenschappelijke fysische wetten.

Wetenschap als geheel wordt genoemd in veel gevallen fundamenteel. Dit is vooral te wijten aan het feit dat andere disciplines geven beschrijvingen die op zijn beurt de wetten van de fysica. Aldus scheikunde gestudeerd atomen, een stof daarvan afgeleide, en transformatie. Maar chemische eigenschappen van het lichaam bepaald door de fysische eigenschappen van moleculen en atomen. Deze eigenschappen beschrijven dergelijke secties van de natuurkunde, zoals elektromagnetisme, thermodynamica, en anderen.