Aliyegundua mawimbi ya umeme? Mawimbi sumakuumeme - meza. Aina ya mawimbi ya umeme

mawimbi ya umeme (Meza utakaotolewa chini) kuwakilisha usumbufu ya mashamba magnetic na umeme ni kusambazwa katika nafasi. Them kuna aina kadhaa. utafiti wa misukosuko hizi ni kushiriki katika fizikia. mawimbi ya umeme huzalishwa kutokana na ukweli kwamba umeme alternating magnetic shamba inazalisha, na hii kwa upande inazalisha umeme.

utafiti historia

nadharia ya kwanza, ambayo inaweza kuchukuliwa variants kongwe ya mawimbi ya umeme ya nadharia, ni angalau katika nyakati za Huygens. Wakati huo, uvumi kufikiwa maendeleo ya kukaguliwa. Huygens katika 1678, mwaka zinazozalishwa aina ya "muhtasari" nadharia - "Treatise on dunia". Katika mwaka wa 1690 pia alichapisha kazi nyingine nzuri. Imekuwa alisema nadharia ya ubora wa kutafakari, refraction katika mfumo ambayo ni leo kuwakilishwa katika vitabu vya shule ( "Electromagnetic mawimbi", daraja 9).

Pamoja na hii imekuwa yaliyoandaliwa kanuni Huygens. Pamoja na ikawa inawezekana kuchunguza mwendo wa mbele ya wimbi. kanuni hii baadaye kupatikana maendeleo yake katika kazi za Fresnel. Huygens-Fresnel kanuni lilikuwa na umuhimu katika nadharia ya diffraction na nadharia wimbi la mwanga.

Katika miaka ya 1660-1670 ya kiasi kikubwa cha michango ya majaribio na nadharia yalifanywa katika utafiti Hooke na Newton. Aliyegundua mawimbi ya umeme? Nani majaribio zilifanyika kuthibitisha kuwepo kwake? aina tofauti ya mawimbi ya umeme ni nini? On hili baadaye.

haki Maxwell

Kabla ya kuzungumzia aliyegundua mawimbi ya umeme, ni lazima alisema kuwa mwanasayansi wa kwanza ambaye alitabiri kuwepo kwake kwa jumla, imekuwa Faraday. nadharia yake kuweka mbele katika 1832, mwaka huo. nadharia Construction hatimaye kushiriki katika Maxwell. By 1865, mwaka wa tisa ni imekamilisha kazi. Matokeo yake, Maxwell madhubuti rasmi nadharia hisabati, kuhalalisha kuwepo kwa matukio chini ya kuzingatia. Yeye pia imekuwa kuamua kasi ya uenezi wa mawimbi ya umeme, sambamba na thamani basi inatumika mwanga kasi. Hii, kwa upande wake, kuruhusiwa naye kuthibitisha nadharia tete kuwa mwanga ni aina ya mionzi kuzingatiwa.

kugundua majaribio

nadharia Maxwell umethibitishwa katika majaribio ya Hertz katika 1888. Ni lazima alisema kuwa mwanafizikia Ujerumani uliofanywa tafiti zake kukanusha nadharia, licha msingi wake hisabati. Hata hivyo, kutokana na tafiti zake Hertz alikuwa wa kwanza aliyegundua mawimbi ya umeme katika mazoezi. Aidha, katika kipindi cha majaribio yao, wanasayansi kutambuliwa mali na sifa za mionzi.

Mawimbi ya umeme Hertz kupokea kutokana na uchochezi kunde mfululizo wa haraka kati yake katika vibrator kwa njia ya chanzo high voltage. mikondo ya juu frequency inaweza kuwa wanaona na mzunguko. oscillation frequency wakati huo itakuwa kubwa, juu capacitance na inductance. Lakini hii frequency juu ni hakuna dhamana kubwa kati yake. Kwa kufanya majaribio yao, Hertz walitumia vifaa haki rahisi, ambayo sasa inaitwa - "dipole antenna". kifaa ni mzunguko oscillation ya aina ya wazi.

Kuendesha uzoefu Hertz

Register mionzi ulifanyika kwa njia ya vibrator kupokea. Kifaa hiki ilikuwa na muundo sawa na ile ya kifaa kutotoa moshi. Chini ya ushawishi wa electromagnetic wimbi umeme alternating shamba uchochezi kushuka sasa ilitokea katika kifaa kinachopokea. Kama kwenye kifaa hiki frequency yake ya asili na marudio ya sanjari flux, resonance kuonekana. Kwa sababu hiyo, usumbufu ilitokea katika mapokezi vifaa na amplitude kubwa zaidi. Mtafiti anatambua yao, kuangalia cheche kati ya makondakta pengo ndogo.

Hivyo, Hertz alikuwa wa kwanza aliyegundua mawimbi ya umeme, imeonekana uwezo wao wa kutafakari vizuri kwenye makondakta. Walikuwa karibu haki ya malezi ya mwanga amesimama. Zaidi ya hayo, Hertz kuamua kasi ya uenezi wa mawimbi ya umeme katika hewa.

utafiti wa tabia ya

mawimbi ya umeme kupanda karibu katika kila mazingira. Katika nafasi, ambayo ni kujazwa na kiini cha mionzi inaweza wakati mwingine kusambazwa vizuri. Lakini kidogo kubadilisha tabia yao.

mawimbi ya umeme katika vacuo kuamua bila attenuation. Wao ni kusambazwa kwa umbali wowote kiholela kubwa. tabia kuu ni pamoja na mawimbi ubaguzi, marudio na urefu. Maelezo ya mali unafanywa katika mfumo wa electrodynamics. Hata hivyo, tabia ya mionzi ya baadhi ya mikoa ya wigo wanajihusisha na maalum zaidi maeneo ya fizikia. Hizi ni pamoja na, kwa mfano, ni pamoja na optics.

Kusoma kwa bidii sumakuumeme mionzi ya muda wimbi spectral mwa mikataba sehemu yenye nguvu ya juu. Kutokana mienendo ya mawazo ya kisasa haachi kuwa nidhamu na pamoja na mwingiliano dhaifu katika nadharia moja.

Theory kutumika katika kusoma mali

Leo kuna njia mbalimbali kwa ajili ya kuwezesha uumbaji na kusoma tabia za maonyesho na vibrations. msingi zaidi ya nadharia kuthibitika na kamili ya electrodynamics quantum ni kuchukuliwa. Humo na moja au kurahisisha nyingine inakuwa inawezekana kupata mbinu zifuatazo, ambayo ni sana kutumika katika nyanja mbalimbali.

Maelezo kuhusiana na mionzi ya masafa ya chini katika mazingira yenye kuonekana unafanywa kwa njia ya electrodynamics classical. Ni kutokana na milinganyo Maxwell. Katika maombi, kuna maombi kurahisisha. Wakati wa kufanyia utafiti optics macho kutumika. nadharia wimbi inatumika katika hali ambapo baadhi ya maeneo ya mfumo wa macho ya ukubwa karibu na wavelength. Quantum optics hutumika wakati kikubwa michakato kutawanyika ni, ngozi ya fotoni.

Kijiometri macho nadharia - kikwazo kesi ambayo wavelength ya kutelekezwa kuruhusiwa. Pia kuna sehemu kadhaa ya matumizi na ya msingi. Hizi ni pamoja na, kwa mfano, ni pamoja na fizikia ya anga, biolojia wa maono na usanisinuru, kemia. Vipi kundi mawimbi ya umeme? meza inaonyesha wazi usambazaji kwa ajili ya kundi ni hapa chini.

uainishaji

Kuna mzunguko ni kati ya mawimbi ya umeme. Kati yao, hakuna mabadiliko ya ghafla, wakati mwingine kuingiliana. mipaka baina yao ni badala ya jamaa. Kutokana na ukweli kuwa kati yake inasambazwa kuendelea, marudio ni rigidly kuhusishwa na urefu. Chini ni kati ya mawimbi ya umeme.

Ultrashort mwanga unaweza kugawanywa katika micrometer (ndogo millimeter), milimita, sentimita, decimeter, mita. Kama wavelength ya mionzi ya umeme wa chini ya mita, basi yake aitwaye oscillation ya mzunguko super juu (SHF).

Aina ya mawimbi ya umeme

Hapo juu, ni kati ya mawimbi ya umeme. aina tofauti za mtiririko nini? Group ya mionzi ionizing ni pamoja gamma na X-rays. Ni lazima alisema kuwa anaweza ionize atomi na mwanga ultraviolet, na hata kuonekana mwanga. pembezoni ambayo ni gamma na X-ray flux, hufafanuliwa masharti sana. Kama mwelekeo wa jumla kukubalika mipaka 20 eV - 0.1 Mev. Gamma-mtiririko katika maana finyu unaotolewa na kiini, X - e-atomiki shell wakati damu kwa nguvu kutoka mizunguko za chini ya elektroni. Hata hivyo, uainishaji hii haina yanahusu mionzi ngumu yanayotokana bila viini na atomi.

X-ray flux yanayotokana wakati decelerating chembe haraka kushtakiwa (protoni, elektroni, na wengine) na kwa hiyo taratibu kutokea ndani ya maganda ya atomiki elektroni. Gamma oscillations kutokea kutokana na mchakato wa ndani ya viini atomia na kubadilishwa kwa chembe ya msingi.

mito redio

Kutokana na maadili kubwa ya urefu wa kuzingatia mawimbi haya inaweza kutekelezwa bila kuzingatia muundo atomistic ya kati. Kama ukiondoa kutumika tu mito short walio karibu na mkoa infrared. Katika mali radio quantum oscillations kutokea dhaifu kabisa. Hata hivyo, wanahitaji kuzingatia, kwa mfano, wakati kuchambua kiwango molekuli ya muda na frequency wakati vifaa baridi na joto la nyuzi chache Kelvin.

mali Quantum ni kuchukuliwa katika akaunti katika maelezo ya oscillators na amplifiers katika milimita na sentimita kati. Radio yanayopangwa ni sumu wakati harakati ya AC makondakta sahihi frequency. kupita mawimbi ya umeme katika nafasi anawatia alternating sasa, sambamba na hilo. Mali hii ni kutumika katika kubuni Antena katika redio.

mtiririko inayoonekana

Ultraviolet na mionzi infrared ni wazi katika maana pana ya neno kinachojulikana macho spectral kanda. Kuonyesha eneo hili husababishwa si tu ukaribu wa maeneo husika, lakini ni sawa na vifaa kutumika katika utafiti na maendeleo hasa katika utafiti wa mwanga inayoonekana. Hizi ni pamoja na, hasa, vioo na lenses kwa kuelekeza nguvu mionzi, diffraction gratings, Miche, na wengine.

Frequency mawimbi macho ni kulinganishwa na wale wa molekuli na atomi, na urefu wake - na umbali intermolecular na vipimo Masi. Kwa hiyo muhimu katika uwanja huu ni matukio ambayo husababishwa na muundo atomiki ya dutu. Kwa sababu hiyo hiyo, mwanga kwa wimbi na ina mali quantum.

kuibuka kwa mtiririko macho

chanzo maarufu ni jua. Star sehemu ya juu (la picha) ina joto la 6000 ° Kelvin, na emit mwanga mkali nyeupe. thamani ya juu ya wigo wa kuendelea iko katika ukanda wa "kijani" - 550 nm. Pia kuna kiwango cha juu ya kuona umuhimu. Kushuka kwa thamani ya mbalimbali macho kutokea miili inapokanzwa. mtiririko Infrared kwa hiyo pia inajulikana kama joto.

nguvu joto mwili unafanyika, juu ya mzunguko ambapo wigo ni kiwango cha juu. incandescence aliona katika joto fulani kukulia (mwanga katika aina mbalimbali inayoonekana). Wakati kwanza inaonekana nyekundu, kisha njano kwa mara. Uanzishwaji na usajili wa mtiririko wa macho inaweza kutokea katika mmenyuko wa kibaiolojia na kemikali, moja ambayo ni kutumika katika picha. Kwa viumbe wengi wanaoishi duniani kama chanzo cha nishati hufanya photosynthesis. Hii majibu ya kibaiolojia unafanyika katika mimea chini ya ushawishi wa macho mionzi ya jua.

Makala ya mawimbi ya umeme

tabia za kati na chanzo kuathiri tabia mtiririko. Hivyo vyema, hasa, muda utegemezi cha mashamba bayana aina ya mtiririko. Kwa mfano, wakati umbali kutoka vibrator (kuongeza) radius ya curvature inakuwa kubwa zaidi. Matokeo yake ni ndege electromagnetic wimbi. Mwingiliano na vifaa hutokea kama tofauti. ngozi na chafu michakato fluxes unaweza ujumla ilivyoelezwa kutumia classical electrodynamic uwiano. Kwa mawimbi ya masafa macho na zaidi kwa bidii-rays lazima kuzingatiwa asili yake quantum.

vyanzo mito

Licha ya tofauti kimwili, kila mahali - katika Dutu mionzi, televisheni transmitter, bulb - mawimbi ya umeme wanafurahishwa na mashtaka umeme ambayo hoja kwa kuongeza kasi. Kuna aina mbili kuu ya vyanzo: microscopic na macroscopic. kwanza hutokea ghafla mpito wa chembechembe kushtakiwa kutoka kwa mmoja wa ngazi nyingine ndani ya molekuli au atomi.

vyanzo vidogo emit X-ray, gamma, ultraviolet, infrared, inayoonekana, na katika baadhi ya kesi, muda wimbi mionzi. Kama mfano wa mwisho ni hidrojeni spectral line ambazo zinahusiana na wimbi la cm 21. Jambo hili ni muhimu sana katika redio unajimu.

Vyanzo yenye kuonekana ya aina kuwakilisha emitters ambao bure elektroni makondakta ni alifanya synchronous ya muda oscillation. Katika mifumo ya jamii hii ni yanayotokana mtiririko kutoka milimita kwa muda mrefu zaidi (katika nyaya za umeme).

muundo na nguvu ya mtiririko

malipo ya umeme kuhama kwa kuongeza kasi na kubadilisha mara kwa mara mikondo kuathiri kila mmoja na vikosi fulani. ukubwa wao na mwelekeo ni tegemezi na sababu kama vile ukubwa na muundo wa uwanja, ambayo ina mikondo na mashtaka, ukubwa wao na mwelekeo wa jamaa. Kikubwa kuathiriwa na sifa umeme na wa kati hasa pamoja na mabadiliko katika malipo umakini na usambazaji wa mikondo chanzo.

Kutokana na utata wa taarifa ya tatizo kwa ujumla kuanzisha sheria ya nguvu katika mfumo wa formula moja hawawezi. muundo liitwalo eneo sumakuumeme na kuchukuliwa kama muhimu kama kitu hisabati, kuamua na usambazaji wa mashtaka na mikondo. Ni, kwa hiyo, inajenga asili fulani, kwa kuzingatia hali ya akaunti ya mipaka. Masharti defined kanda aina mwingiliano na sifa ya nyenzo. Kama ni kufanyika juu ya nafasi isiyo na kifani, hali hii ni kompletteras. Kama sharti maalumu ya ziada katika kesi kama hizo ni hali ya mionzi. Kutokana na hilo ni uhakika na "sahihi" tabia za shamba katika isiyo na kikomo.

Chronology ya utafiti

Corpuscular-kinetic nadharia Lomonosov katika baadhi ya nafasi yao unatarajia malengo fulani ya sumakuumeme nadharia shamba .. "Lobe" (rotational) mwendo wa chembe, "zyblyuschayasya" (wimbi) nadharia ya mwanga, ushirika wake na hali ya umeme, nk mtiririko Infrared uligunduliwa 1800 na Herschel (British mwanasayansi), na katika kipindi cha, 1801-m, Ritter ulielezewa ultraviolet. Mionzi mfupi kuliko ultraviolet, mbalimbali ilifunguliwa Roentgen katika mwaka 1895, Novemba 8. Hatimaye, kujulikana kama X-ray.

Ushawishi wa mawimbi ya umeme umechunguzwa na wanasayansi wengi. Hata hivyo, kwanza ya kuchunguza uwezekano wa mito, upeo wao imekuwa Narkevitch-Iodko (Kibelarusi kisayansi takwimu). Alisoma tabia za mtiririko kuhusiana na mazoezi ya dawa. mionzi ya gamma iligunduliwa na Paul Villard mwaka 1900. Katika kipindi hicho Planck uliofanywa masomo ya kinadharia ya mali ya mwili nyeusi. Wakati wa utafiti walikuwa wazi quantum mchakato. Kazi yake ilikuwa ni mwanzo wa maendeleo ya quantum fizikia. Hatimaye, Planck kadhaa na Einstein kuchapishwa. Utafiti wao lilisababisha kuundwa kwa kitu kama photon. Hii, kwa upande wake, ilikuwa mwanzo wa kuundwa kwa nadharia quantum wa mtiririko umeme. maendeleo yake iliendelea katika kazi ya kuongoza takwimu za kisayansi ya karne ya ishirini.

Utafiti zaidi na kazi ya nadharia quantum ya mionzi ya umeme na mahusiano yake na jambo imesababisha hatimaye kuundwa kwa electrodynamics quantum katika aina ambayo ipo leo. Kati ya wanasayansi bora ambaye alisoma suala hili, sisi kutaja, kwa kuongeza Einstein na Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

hitimisho

thamani katika dunia ya kisasa za fizikia ni kubwa ya kutosha. Karibu kila kitu kwamba ni kutumika leo katika maisha ya binadamu, alionekana shukrani kwa matumizi halisi ya utafiti wa wanasayansi kubwa. ugunduzi wa mawimbi ya umeme na utafiti wao, hasa, wakiongozwa na maendeleo ya simu za kawaida na baadaye simu, transmita ya redio. Jambo la umuhimu wa vitendo matumizi ya maarifa hayo ya nadharia katika uwanja wa dawa, viwanda, na teknolojia.

Hii ni kutokana na kuenea kwa matumizi ya sayansi upimaji. Majaribio yote ya kimwili kulingana na kipimo, kulinganisha tabia za matukio wanaofanyiwa utafiti na viwango zilizopo. Ni kwa lengo hili ndani ya nidhamu ya maendeleo Vyombo tata kupima na vitengo. chati kadhaa ni ya kawaida na mifumo yote iliyopo nyenzo. Kwa mfano, sheria ya uhifadhi wa nishati wanaochukuliwa sheria ya kawaida ya kimwili.

Sayansi kwa ujumla inaitwa mara nyingi msingi. Hii ni kutokana hasa na ukweli kwamba taaluma nyingine kutoa maelezo ambayo, kwa upande wake, kutii sheria za fizikia. Kwa hiyo, katika Kemia alisoma atomi, dutu inayotokana na wao, na mabadiliko. Lakini kemikali mali ya mwili kuamua na sifa za kimwili ya molekuli na atomi. Hizi mali kuelezea sehemu kama za fizikia, kama sumaku-umeme, thermodynamics, na wengine.