Тема занятия: «Электромагнитные волны и их свойства». Электромагнитные волны Важнейшим результатом, который вытекает из сформулированной Максвеллом теории электромагнитного поля, стало предсказание возможности существования электромагнитных волн. Электромагнитная волна - распространение электромагнитных полей в пространстве и во времени. Источник электромагнитного поля являются электрические заряды, движущиеся с ускорением. Электромагнитные волны, в отличие от упругих (звуковых) волн, могут распространяться в вакууме или любом другом веществе. Электромагнитные волны в вакууме распространяются со скоростью c=299 792 км/с, то есть со скоростью света. В веществе скорость электромагнитной волны меньше, чем в вакууме. Соотношение между длиной волна, ее скоростью, периодом и частотой колебаний, полученные для механических волн выполняются и для электромагнитных волн: Колебания вектора напряженности E и вектора магнитной индукции B происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно направлению распространения волны (вектору скорости). Электромагнитная волна переносит энергию. 1. 2. 3. 4. 5. Свойства электромагнитных волн Отражение: волны хорошо отражаются от металлического листа, причем выполняется закон отражения (угол падения равен углу отражения). Поглощение: э-м волны частично поглощаются при переходе через диэлектрик Преломление: э-м волны меняют свое направление при переходе из воздуха в диэлектрик Интерференция - сложение волн от когерентных источников (подробнее изучим в оптике) Дифракция– огибание волнами препятствий. Диапазон электромагнитных волн Вокруг нас сложный мир электромагнитных волн различных частот: излучения мониторов компьютеров, сотовых телефонов, микроволновых печей, телевизоров и др. В настоящее время все электромагнитные волны разделены по длинам волн на шесть основных диапазонов. Радиоволны - это электромагнитные волны (с длиной волны от 10000 м до 0,005 м), служащие для передачи сигналов (информации) на расстояние без проводов. В радиосвязи радиоволны создаются высокочастотными токами, текущими в антенне. Свойства: радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами. проявляют свойства дифракции и интерференции. Применение: радиосвязь, телевидение, радиолокация. Электромагнитные излучения с длиной волны, от 0,005 м до 1 мкм, т.е. лежащие между диапазоном радиоволн и диапазоном видимого света, называются инфракрасным излучением. Инфракрасное излучение испускают любые нагретые тела. Источником инфракрасного излучения служат печи, батареи, электрические лампы накаливания. С помощью специальных приборов инфракрасное излучение можно преобразовать в видимый свет и получать изображения нагретых предметов в полной темноте. Свойства: проходит через некоторые непрозрачные тела, а также сквозь дождь, дымку, снег, туман; производит химическое действие (фотопластинки); поглощаясь веществом, нагревает его; способно к явлениям интерференции и дифракции; регистрируется тепловыми методами. Применение: приборы ночного видения, криминалистика, физиотерапия, в промышленности для сушки изделий, древесины, фруктов. К видимому свету относят излучения с длиной волны примерно 770 нм до 380 нм, от красного до фиолетового цвета. Значение этого участка спектра электромагнитных излучений в жизни человека исключительно велико, так как почти все сведения об окружающем мире человек получает с помощью зрения. Невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны меньше, чем у фиолетового цвета, называют ультрафиолетовым излучением. Источники: газоразрядные лампы с кварцевыми трубками. Излучается всеми твердыми телами, у которых t> 1000°С, а также светящимися парами ртути. Свойства: высокая химическая активность, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благоприятно влияет на организм человека (загар), но в больших дозах оказывает отрицательное воздействие, изменяет развитие клеток, обмен веществ. Применение: медицина, промышленность. Рентгеновское излучение невидимо глазом. Оно проходит без существенного поглощения через значительные слои вещества, непрозрачного для видимого света, что используют для диагностики заболеваний внутренних органов. Излучаются при больших ускорениях электронов. Свойства: интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке большая проникающая способность облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь. Применение: медицина (диагностика заболеваний внутренних органов), промышленность (контроль внутренней структуры различных изделий). Гамма-излучением называют электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными ядрами и возникающее при взаимодействии элементарных частиц (ядерные реакции). Свойства: имеет огромную проникающую способность, оказывает сильное биологическое воздействие. Применение: медицина, производство (γ -дефектоскопия). Влияние электромагнитных излучений на живые организмы Электромагнитное излучение частотой 50 Гц, которое создается проводами сети переменного тока, при длительном воздействии вызывает сонливость, признаки усталости, головные боли. Чтобы не усиливать действие бытовых электромагнитных излучений, специалисты рекомендуют не располагать близко друг к другу работающие в наших квартирах электроприборы — микроволновую печь, электроплиту, телевизор, стиральную машину, холодильник, утюг, электрический чайник. Расстояние между ними должно быть не менее 1,5—2 м. На такое же расстояние следует удалять от телевизора или от холодильника кровати.
