T: Fale elektromagnetyczne. Teoria Maxwella.
Obwód drgający LC jest źródłem drgań elektromagnetycznych , czyli w tym obwodzie można wytwarzać fale elektromagnetyczne
Istnienie fal elektromagnetycznych przewidział angielski fizyk James Maxwell w drugiej połowie XIX w , a Hertzowi udało się te fale otrzymać w 1888 r.
Fale elektromagnetyczną stanowią przemieszczające się w przestrzeni zaburzenia pola elektromagnetycznego.
Fale elektromagnetyczne rozchodzą się z prędkością światła. Drgania pola elektrycznego i magnetycznego odbywają się z tą samą fazą. Wektory natężeń tych pól są wzajemnie prostopadłe, a jednocześnie obydwa są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali elektromagnetycznej. Prędkość światła w ośrodkach materialnych jest mniejsza od prędkości światła w próżni i wyraża się wzorem :
Na podstawie doświadczenia z otwartym obwodem drgań i dostrojonym do niego obwodem rezonansowym potwierdził założenia teori Maxwella i odkrył następujące właściwości fal elektromagnetycznych :
w próżni fale elektromagnetyczne rozchodzą się prostoliniowo, z prędkością c
fale elektromagnetyczne nie przechodzą przez przewodnik lecz zostają od nich odbita zgodnie z prawem odbicia ruchu falowego, natomiast przechodzą przez dielektryk i ulegają w nim zjawisku załamania.
Fale elektromagnetyczne padające i odbite interferują ze sobą tworząc fale stojące.
T: Przegląd fal elektromagnetycznych
FALE RADIOWE
To takie fale elektromagnetyczne o częstotliwości mniejszej od 3*1012 Hz i długości większej od 0,1 mm. Fale te powstają przez wypromieniowanie energi z anteny nadawczej. W zależności od długości fale te dzielimy na :
długie - od 800 do 2000 m, rozchodzą się nisko po powierzchni ziemi, są słabo pochłaniane przez ziemię i dają dobry odbiór nawet na odległości kilku tysięcy kilometrów
średnie - 200 do 600 m. Ulegają dużemu pochłanianiu przez ziemię, dają dobry odbiór do 400 m. Zasadniczy wpływ na rozchodzenie się fal ma atmosfera
krótki - od 10 do 100m. Mają własności odbijania się od górnych warst atmosfery i obejmują swoim zasięgiem całą kulę ziemską
ultrakrótkie - 10 cm do 10 m. Fale te rozchodzą się liniowo, dlatego ich zasięg ograniczony jest krzywizną kuli ziemskiej, mają zastosowanie w radiostacjach
Fale radiowe ulegają rozproszeniu i pochłanianiu, odbiciu i załamaniu
MIKROFALE
Mają długość od 1mm do 30 cm, o częstotliwości od 1 do 300 GHz
Zastosowanie : radar, urządzenia grzewcze, kuchenki mikrofalowe, łącza telekomunikacyjne, astrologia, radioteleskopy, fizyka doświadczalna.
Mikrofale są szkodliwe dla organizmu.
PODCZERWIEŃ
Żródłem jest każde rozgrzane ciało. Stosowana jest w noktowizorach, komunikacji, technice wojskowej, piloty RTY. Noktowizja to widzenie w podczerwieni.
ULTRAFIOLET
Fale mają długość od 10 do 400 nm. Nie wywołuje wrażeń wzrokowych. Promieniowanie to dzieli się na :
zakres a o długości 315 - 400 nm
zakres b o długości 280 - 315 nm
zakres c o długości 200 - 280 nm
nadfiolet próżniowy 10 - 200 nm
Najsilniejszym źródłem jest słońce i lampa kwarcowa.
Stosowane są w medycynie, przemyśle spożywczym, analiza luminezencyjna, świetlówka, sterylizacja pomieszczeń, biologia, badania mikroskopowe, kryminalistyka, muzeum.
W małych dawkach jest zdrowotne, w dużych szkodliwe
RENTGEN
1885 - odkrył Rentgen
Własności :
- długość 0,03 A do 200 A A = 1*10-10 m
Fale o dużej częstotliwości są niewidzialne dla oka, oddziaływują na kliszę fotograficzną, rozchodzą się prostoliniowo, podlegają interferencji i ugięciu, przenikają przez materiały przez które światło nie przejdzie np. drewno aluminium. Są pochłaniane przez materiały o dużym ciężaże właściwym np. ołów.
Zastosowanie : medycyna, technika
Źródło : lampa, korona słoneczna, ciało niebieskie.
GAMMA
Długość mniejsza od 10-10. Emitowana przez jądra atomowe, wzbudzone podczas przemian jądrowych naturalnych, sztucznych, a także powstające w wyniku zderzeń cząsteczek naładowanych czy też aninilacji