11кл_Электромагнитные волны (презентация к конспекту)

Механическая волна - процесс распространения колебаний в упругой среде, при котором энергия передается от одной частицы среды к другой.

Механические волны не могут распространяться в вакууме.

Электромагнитные волны и их свойства.

Шкала электромагнитных волн

Электромагнитная волна— это распространяющееся в пространстве возмущение электромагнитного поля, представляющее собой взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей.

При всяком изменении электромагнитного поля должны возникать взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей, т.е. электромагнитные волны.

Условия образования

интенсивных электромагнитных волн

• Высокая частота электрических колебаний;

2. …

Опыт Герца

Герц Генрих

Рудольф

(1857-1894),

немецкий физик,

экспериментально доказал

существование

электромагнитных волн и

заложил основы

для развития радиосвязи

Механизм возникновения и

распространения электромагнитной волны

Условия образования

интенсивных электромагнитных волн

• Высокая частота электрических колебаний;

2. Переменное электромагнитное поле, являющееся источником электромагнитных волн, должно занимать достаточно большую область пространства.

3

1

2

4

5

Наличие искры, появляющейся на концах совершенно изолированного проводника, явилось ярким свидетельством существования электромагнитных волн.  

https:// physics-engineers.ru/media-resources/22a457e5-5150-4582-befa-762a5a5500c7

  В действительности контур состоит из катушки, конденсатора и длинного провода — антенны. Один конец провода соединен с землей (заземлен), второй — поднят над поверхностью Земли . 

  В действительности контур состоит из катушки, конденсатора и длинного провода — антенны. Один конец провода соединен с землей (заземлен), второй — поднят над поверхностью Земли . 

Свойства электромагнитных волн

• Любой заряд, движущийся с ускорением,

является источником электромагнитных волн. Чем больше ускорение заряда, тем интенсивнее излучение.

2. Распространяются в различных средах и в вакууме;

• В вакууме скорость

распространения

электромагнитных волн

c = 3 · 10^8 м/с.

Свойства электромагнитных волн

4. Отражаются и преломляются на границах раздела сред;

• Электромагнитная волна переносит энергию, но не вещество.
• Электромагнитные волны – поперечные;

Векторы В и Е перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Виды электромагнитных волн

Шкала электромагнитных волн

1 мм) Источники - колебания зарядов в проводах, антеннах, колебательных контурах. Радиоволны излучаются также во время гроз. Сверхдлинные (СДВ, λ 10 км)— проникают в воду, используются для связи с подводными лодками. Длинные (ДВ, 1 км — хорошо огибают кривизну Земли, подходят для дальней связи: радиосвязь, радиовещание, радионавигация. Средние (СВ, 100 м — отражаются от ионосферы ночью. Радиовещание. Радиосвязь на расстоянии не более 1500 км. Короткие (КВ, 100 м — используют скачковое отражение от ионосферы и Земли для межконтинентальной связи. Ультракороткие (УКВ, 1 м —FM-радиовещание и аналоговое ТВ. Дециметровые (УКВ, 10 см – ТВ, GSM, СВЧ, Wi-Fi, Bluetooth. Сантиметровые (СВЧ, 1 см спутниковые каналы, радиолокация. Миллиметровые (КВЧ, 1 мм - радиолокация, космические линии связи. " width="640"

• Радиоволны (λ 1 мм)

Источники - колебания зарядов

в проводах, антеннах,

колебательных контурах.

Радиоволны излучаются также во время гроз.

• Сверхдлинные (СДВ, λ 10 км)— проникают в воду, используются для связи с подводными лодками.
• Длинные (ДВ, 1 км — хорошо огибают кривизну Земли, подходят для дальней связи: радиосвязь, радиовещание, радионавигация.
• Средние (СВ, 100 м — отражаются от ионосферы ночью. Радиовещание. Радиосвязь на расстоянии не более 1500 км.
• Короткие (КВ, 100 м — используют скачковое отражение от ионосферы и Земли для межконтинентальной связи.
• Ультракороткие (УКВ, 1 м —FM-радиовещание и аналоговое ТВ.
• Дециметровые (УКВ, 10 см – ТВ, GSM, СВЧ, Wi-Fi, Bluetooth.
• Сантиметровые (СВЧ, 1 см спутниковые каналы, радиолокация.
• Миллиметровые (КВЧ, 1 мм - радиолокация, космические линии связи.

• Инфракрасное излучение (780 нм

Источники- молекулы и атомы нагретых тел. Человеческим глазом не воспринимается, телом воспринимается как тепло.

Применение:

• отопление и обогрев: теплый пол, обогреватели.
• медицина и физиотерапия: лампы для прогревания, снятия мышечных и суставных болей, улучшения кровотока и ускорения регенерации тканей, пирометры.
• тепловизионное наблюдение и ночное видение: приборы ночного видения, тепловизоры.
• промышленность и технологии: с ушка лакокрасочных покрытий, древесины, бумаги и пищевых продуктов. Лазерная резка, сварка и обработка материалов с помощью промышленных лазеров.
• связь и электроника: передача данных на короткие расстояния (пульты дистанционного управления, устаревшие порты IrDA в телефонах и ноутбуках, оптоволокно).

А так же датчики движения, системы охраны, проверка банкнот в детекторах валют (по ИК-меткам)

• Видимый свет (380 нм

Излучение в этом промежутке длин волн воспринимается человеческим глазом.

4. Ультрафиолетовое излучение (10 нм Источники – Солнце, лампы, лазеры.

Применение:

• медицина и физиотерапия: УФ-облучение для оказания противовоспалительного и бактерицидного действия на раны, язвы и ЛОР-органы; синтез витамина D; Лечение хронических кожных заболеваний (псориаз, витилиго, экзема).

• санитария и дезинфекция: обеззараживание питьевой воды, сточных вод, воздуха и поверхностей в медицинских учреждениях.

• промышленность и технологии: ультрафиолетовая полимеризация (быстрое затвердевание клеев, красок, лаков и зубных пломб под действием УФ-света). Люминесцентный анализ (проверка подлинности купюр, поиск минералов, криминалистика).

• косметология: солярий, лампа для сушки гель-лака.

Опасно для сетчатки глаза!

5. Рентгеновское излучение (5 пм

Источники – рентгеновская трубка, радиоактивные изотопы, ускорители заряженных частиц, космические объекты (звезды, черные дыры, галактики).

Применение:

• медицина: рентгенография, флюорография, компьютерная томография (КТ), стоматологические снимки, лучевая терапия.
• промышленность и дефектоскопия: проверка сварных швов, корпусов, трубопроводов и строительных конструкций на скрытые трещины и дефекты без их разрушения
• безопасность и досмотр: сканеры в аэропортах и на вокзалах для проверки багажа и грузов.
• судебно-медицинская экспертиза: анализ повреждений, поиск инородных тел или скрытых улик.
• научные исследования, астрофизика

В больших дозах опасно!

Может вызывать раковые заболевания и лучевую болезнь.

6. Гамма-излучение (λ

Источники –радиоактивные изотопы, ускорители заряженных частиц, ядерные реакции, космические источники..

Применение:

• медицина: целенаправленное уничтожение раковых опухолей (гамма-нож, гамма-терапия)
• промышленность и дефектоскопия: проверка сварных швов, корпусов, трубопроводов и строительных конструкций на скрытые трещины и дефекты без их разрушения (просвечивание), приборы контроля уровня жидкости, плотности и толщины листовых материалов.
• пищевая промышленность: гамма-стерилизация - обработка продуктов питания для уничтожения бактерий, плесени и продления срока их хранения.
• сельское хозяйство и наука: мутагенез: стимуляция селекции растений (облучение семян для получения новых полезных свойств). радиационная химия.

В больших дозах опасно!

Может вызывать раковые заболевания и лучевую болезнь.

От теории к практике

1.Что является источником вихревого электрического поля? 2. Чем отличается вихревое электрическое поле от: а) магнитного; б) электростатического? 3. Что называется электромагнитной волной? 4. Перечислите основные интервалы частот (длин волн), соответствующие различным типам электромагнитных волн. 5. Чем электромагнитные волны отличаются от механических? 6. Приведите примеры применения электромагнитных волн различных частот.

Тест по ссылке https://physics-engineers.ru/media-resources/ca11356d-d667-446c-ba13-53998c1fb491

От теории к практике

Радиоприемник настроен на радиостанцию, работающую на длине волны λ 1 = 25 м. Во сколько раз n необходимо изменить емкость приемного колебательного контура радиоприемника, чтобы настроить его на длину волны λ 2 = 31 м?