Презентация по физике на тему Электромагнитные волны

Электромагнитные волны. Вибратор Герца. Подготовил учитель физики КГУ «Урицкая средняя школа №1» Иванов Ю.Д.

Максвелл Джеймс Клерк (1831 – 1879) – английский физик, член Эдинбургского (1855) и Лондонского (1861) королевских обществ, первый профессор экспериментальной физики в Кембридже. Под его руководством создана известная Кавендишская лаборатория, которую он возглавлял до конца своей жизни. Самым большим научным достижением Максвелла является созданная им теория электромагнитного поля, которую он сформулировал в виде системы нескольких уравнений (уравнения Максвелла), выражающих все основные закономерности электромагнитных явлений. В своей теории Максвелл дал определение электромагнитного поля и предсказал новый важный эффект: существование в свободном пространстве электромагнитных волн и их распространение в пространстве со скоростью света. Последнее дало ему основание считать свет одним из видов электромагнитного излучения.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Существование электромагнитных волн было теоретически предсказано великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1864 году. Максвелл проанализировал все известные к тому времени законы электродинамики и сделал попытку применить их к изменяющимся во времени электрическому и магнитному полям. Он обратил внимание на ассиметрию взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями. Джеймс Клерк Максвелл

Максвелл ввел в физику понятие вихревого электрического поля и предложил новую трактовку закона электромагнитной индукции, открытой Фарадеем в 1831 г.: Всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты. Максвелл высказал гипотезу о существовании и обратного процесса: Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле. Теория Максвелла

Электромагнитные волны поперечны – векторы индукции, напряжённости, скорости распространения перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны. Теория Максвелла

Процесс распространения переменных магнитного и электрического полей и есть электромагнитная волна. Электромагнитные волны могут существовать и распространятся в вакууме. Условие возникновения электромагнитных волн. Для образования интенсивных электромагнитных волн необходимо создать электромагнитные колебания достаточно высокой частоты. Изменения электромагнитного поля происходят при изменении силы тока в проводнике, а сила тока в проводнике изменяется при изменении скорости движения электрических зарядов в нём, т.е. при движении зарядов с ускорением. Следовательно, электромагнитные волны должны возникать при ускоренном движении электромагнитных зарядов.

Для возбуждения колебаний в контуре во времена Герца поступали так. Провод разрезали посредине так, чтобы оставался небольшой воздушный промежуток, называемый искровым. Обе части проводника заряжали до высокой разности потенциалов. Когда разность потенциалов превышала некоторое предельное значение, проскакивала искра, цепь замыкалась, и в открытом контуре возникали колебания. 2 причины затухания колебаний в открытом контуре: Вследствие наличия у контура активного сопротивления - Вибратор излучает электромагнитные волны и теряет при этом энергию. Генрих Герц

К открытому контуру можно перейти от закрытого, если постепенно раздвигать пластины конденсатора, уменьшая их площадь и одновременно уменьшая число витков в катушке. В конце получится просто прямой провод. В открытом контуре заряды не сосредоточены на концах , а распределены по всему проводнику.

Опыт Герца по обнаружению электромагнитных волн ( 1887 год )

Электромагнитная волна – непрерывная система переменных и магнитных полей распространяющихся в вакууме со скоростью света. Свойства эл. волн 1 колебания Е и В в любой точке совпадают по фазе. 2 расстояние между двумя ближайшими точками в которых колебания происходят в одинаковой фазе называется длинной волны. 3 наличие ускорения – главное условие излучения эл. волны.

По известной частоте электромагнитных колебаний в контуре и измеренному значению длины электромагнитной волны Герц определил скорость распространения электромагнитной волны: она равна произведению частоты колебаний на длину волны. До этого Максвелл рассчитал что скорость распространения волны в вакууме должна быть равной примерно 300 000 км/с. Число, полученное Герцем, оказалось примерно равным 300 000 км/с, как и предсказывал Максвелл. Таким образом, опыты Герца явились экспериментальным подтверждением гипотезы Максвелла о существовании электромагнитных волн. Структура электромагнитной волны