Fale elektromagnetyczne

advertisement
FIZYKA dla studentów
POLIGRAFII
Równania Maxwella
Fale elektromagnetyczne
,
Prawo Gaussa
dla pola elektrycznego…
…i magnetycznego
Pole elektryczne i magnetyczne
Powstanie siły
elektromotorycznej musi być
związane z powstaniem
wirowego pola elektrycznego.
Zmienne pole magnetyczne wywołuje w
każdym punkcie pola powstawanie
wirowego pola elektrycznego
Pole elektryczne i magnetyczne
Prawo Ampera
Pole magnetyczne wokół
przewodnika z prądem
Prąd przesunięcia
Pole elektryczne i magnetyczne
Prąd uogólniony:
Prąd elektryczny i/lub zmienne pole elektryczne
wytwarzają wirowe pole magnetyczne.
Równania Maxwella
Fale

1
 2 2
2
x
v t
2
wychylenie
2
 x, t   a cost  kx   
x
Równanie falowe
Przekształcając równania Maxwella otrzymujemy:
 E
1  E

2
2
t
ε0 μ0 x
2
2
 B
1  B

2
2
t
 0 0 x
2
2
15.1 Fale elektromagnetyczne
 E
1  E

2
t
ε0 μ0 x 2
2
2
W próżni:
2
2ξ

ξ
2
v
2
t
x 2
1
v
ε0 μ0
0 = 8.85·10-12 A2·s4·m-3·kg-1
0 =1.26·10-6 m·kg·A-2·s-2
W ośrodku materialnym: v 
v = 3·108 m/s = c
1
 0 0

c

c
Fale elektromagnetyczne
1
c
 0  0
Fale elektromagnetyczne

Częstotliwość  - liczba pełnych zmian pola magnetycznego i
elektrycznego w ciągu jednej sekundy, wyrażona w hercach.
Długość fali  - odległość między sąsiednimi punktami w
których pole magnetyczne i elektryczne jest takie samo
  c T 
c

Fale elektromagnetyczne
Częstotliwość dla danej fali jest stała i niezależna od ośrodka.
Natomiast długość fali zmienia się, bowiem prędkość fali
zależy od rodzaju ośrodka.
W ośrodkach materialnych prędkość fali elektromagnetycznej
jest zawsze mniejsza i zależna od rodzaju ośrodka oraz od
częstotliwości fali.
Widmo fal elektromagnetycznych
Widmo fal elektromagnetycznych
Zakres
widzialny
Promienio- Promieniowanie X UV
wanie 
Wysokość (w kilometrach)
200
100
50
25
12
6
3
Mikrofale
Fale radiowe
Promieniowanie gamma
Fale elektromagnetyczne o długości krótszej od 10-10 m
Źródła promieniowania gamma:
•procesy zachodzące w jądrze atomowym (np. rozpad
pierwiastków promieniotwórczych zawartych w
skorupie ziemskiej lub reakcje jądrowe)
•promieniowanie kosmiczne powstające podczas
procesów jądrowych zachodzących w gwiazdach i
galaktykach.
Błyski gamma
Promieniowanie rentgenowskie
Długości fali zawarta jest w przedziale
od 10-13 m do około 5x10-8 m
Promieniowanie rentgenowskie
Lampa rengenowska:
•Przyspieszone w polu elektrycznym elektrony
hamowane są przez materiał anody, tracąc swoją
energię, która zostaje wypromieniowana jako
promieniowanie hamowania (widmo ciągłe)
•Na skutek wybicia (jonizacji) przez przyspieszone
elektrony wewnętrznych elektronów w materiale
anody, następuje przeskok elektronu z powłoki
zewnętrznej na puste miejsce czemu towarzyszy
emisja promieniowania o ściśle określonej długości
fali (promieniowanie charakterystyczne).
Promieniowanie nadfioletowe (UV)
Długość fali od 4x10-7m do 10-8m (od 400 do 10 nm)
Naturalnymi źródłami są ciała o dostatecznie wysokiej
temperaturze. Znikome, ale zauważalne ilości tego
promieniowania wysyłają już ciała o temperaturze 3000K
i ze wzrostem temperatury natężenie wzrasta. Silnym
źródłem jest Słońce, którego temperatura powierzchni
wynosi 6000K.
Promieniowanie nadfioletowe ma silne działanie
fotochemiczne. Przy długości fali poniżej 300 nm
wywołuje już jonizację i jest zabójcze dla organizmów
żywych, wywołuje lub przyspiesza szereg reakcji
chemicznych.
Światło widzialne
Długość fali od około 4x10-7 m do około 7x10-7 m.
Naturalnymi źródłami są ciała ogrzane do temperatury
ponad 700°C. Na skutek ruchów cieplnych następuje
wtedy wzbudzenie elektronów wewnątrz substancji i
przy powrocie do niższych stanów energetycznych
następuje emisja światła (żarówka).
Promieniowanie podczerwone
Długość fali od 7x10-7 m do 2x10-3m
Emitowane jest przez rozgrzane
ciała w wyniku wzbudzeń
cieplnych elektronów wewnątrz
substancji. Im niższa temperatura
im mniejsze natężenie i dłuższe
fale. Ciała w temperaturze
pokojowej wysyłają długość 19
mm. Ciała o temperaturze do
około 400°C wysyłają praktycznie
tylko podczerwień.
Zdjęcie lotnicze w podczerwieni
Mikrofale
Długość fali od 10-4 m do 0,3 m
(0,1 mm do 30 cm).
Radar
Mikrofale z górnego zakresu mogą powstawać w
elektronicznych układach drgających podobnie jak
fale radiowe.
Lampy mikrofalowe - elektrony krążąc w polu
magnetycznym po spiralach emitują mikrofale.
Download
Random flashcards
ALICJA

4 Cards oauth2_google_3d22cb2e-d639-45de-a1f9-1584cfd7eea2

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

66+6+6+

2 Cards basiek49

Pomiary elektr

2 Cards m.duchnowski

Create flashcards