Презентация "Волновые явления. Электромагнитные волны"

Волновые явления. Электромагнитные волны. План урока

• Понятие волны, типы волн, характеристики волнового движения.
• Связь между переменным электрическим полем и переменным магнитным полем.
• Понятие электромагнитной волны. Условия возбуждения и распространения электромагнитных волн.
• Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн. Открытый колебательный контур. Свойства электромагнитных волн.

Понятие волны, типы волн, характеристики волнового движения Волной называется процесс распространения колебаний в пространстве с течением времени. Типы волн:

Поперечные волны – волны, в которых колебания частиц среды происходит перпендикулярно направлению распространения волны.

Они возникают в твердых телах и на поверхности воды.

Продольные волны - волны, колебания в которых происходят вдоль распространения волны.

Возникают в газах, жидкостях и твердых телах.

направление колебаний

направление

распространения

Характеристики волнового движения





Х0

х

t

Т

• Длина волны – это расстояние между ближайшими друг к другу точками, колеблющимися в одной фазе.

[] = м

2) Период - время одного полного колебания

[T] = с

3) Частота – число полных колебаний в единицу времени

[] = Гц

4) Скорость распространения волны [] = м/с

т.к.

, то

Решить задачу: На какой частоте работает передающая радиостанция, которая излучает волны длиной 50 м? Джеймс Максвелл

Английский физик, создатель классической электродинамики, один из основоположников статистической физики, организатор и первый директор (с 1871) Кавендишской лаборатории. Развивая идеи М. Фарадея, создал теорию электромагнитного поля (уравнения Максвелла); ввел понятие о токе смещения, предсказал существование электромагнитных волн, выдвинул идею электромагнитной природы света. Исследовал вязкость, диффузию и теплопроводность газов. Показал, что кольца Сатурна состоят из отдельных тел. Труды по цветному зрению и колориметрии (диск Максвелла), оптике (эффект Максвелла), теории упругости (теорема Максвелла, диаграмма Максвелла – Кремоны), термодинамике, истории физики и др.

Связь между переменным электрическим полем и переменным магнитным полем.

Переменное магнитное поле создает вихревое электрическое поле

Переменное электрическое поле создает вихревое магнитное поле

Понятие электромагнитной волны. Условия возбуждения и распространения электромагнитных волн.

• Электромагнитное поле - особая форма материи – совокупность электрического и магнитного полей
• Распространяющиеся в пространстве возмущения электромагнитного поля называют электромагнитными волнами.
• Скорость, с которой распространяется возмущение электромагнитного поля, называется скоростью электромагнитной волны:
, в вакууме скорость распространения С=310 8м/с
• Главное условие излучения электромагнитных волн – ускоренное движение электрических зарядов.

Векторы В и Е в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения. Векторы В и Е в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения. Электромагнитная волна поперечна. Генрих Герц (22.II.1857–1.I.1894)

Немецкий физик, один из основателей электродинамики. Исходя из уравнений Максвелла, Герц в 1886–89 экспериментально доказал существование электромагнитных волн и исследовал их свойства. Установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Работы Герца по электродинамике сыграли огромную роль в развитии науки и техники и обусловили возникновение беспроволочной телеграфии, радиосвязи, телевидения, радиолокации и т. д.

В 1886–87 Герц впервые наблюдал и дал описание внешнего фотоэффекта. Именем Герца названа единица частоты колебаний.

Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн. Открытый колебательный контур.

На рисунке представлен колебательный контур, который не излучает электромагнитные волны

Г. Герц для построения электромагнитных волн использовал устройство, которое сейчас называют вибратором Герца (он представляет собой открытый колебательный контур).

Свойства электромагнитных волн.

• Излучаются ускоренно движущимися зарядами
• Электромагнитные волны могут распространяться не только в различных средах, но и в вакууме.
• Скорость распространения в вакууме: вак=3108м/с – совпадает со скоростью света.
• Скорость электромагнитных волн в веществе ниже, чем скорость в вакууме.
• При переходе электромагнитной волны из одной среды в другую, частота волны не изменяется.
• Электромагнитные волны могут поглощаться веществом
• Преломляются и отражаются
• Электромагнитная волна поперечна.
• Интерференция
• Дифракция