ელექტრომაგნიტური ტალღა არის ელექტრული და მაგნიტური ველის სიძლიერის ვექტორებში თანმიმდევრული, ურთიერთდაკავშირებული ცვლილებების პროცესი, რომელიც მიმართულია ტალღის გავრცელების სხივზე პერპენდიკულარულად, რომლის დროსაც ელექტრული ველის ცვლილება იწვევს მაგნიტურ ველში ცვლილებებს, რაც, თავის მხრივ, იწვევს ცვლილებებს. ელექტრული ველი.

ტალღა (ტალღის პროცესი) - რხევების გავრცელების პროცესი კონტინუუმი. როდესაც ტალღა გავრცელდება, საშუალო ნაწილაკები არ მოძრაობენ ტალღასთან ერთად, არამედ ირხევიან თავიანთი წონასწორობის პოზიციების გარშემო. ტალღასთან ერთად, მხოლოდ რხევითი მოძრაობის მდგომარეობა და მისი ენერგია გადადის საშუალო ნაწილაკიდან ნაწილაკზე. ამიტომ, ყველა ტალღის მთავარი თვისება, განურჩევლად მათი ბუნებისა, არის ენერგიის გადაცემა მატერიის გადაცემის გარეშე

ელექტრომაგნიტური ტალღები წარმოიქმნება, როდესაც სივრცეში იცვლება ელექტრული ველი. ასეთი ცვალებადი ელექტრული ველი, ყველაზე ხშირად, გამოწვეულია დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობით და, როგორც ასეთი მოძრაობის განსაკუთრებულ შემთხვევაში, ალტერნატიული ელექტრული დენით.

ელექტრომაგნიტური ველი არის ელექტრული (E) და მაგნიტური (B) ველების ურთიერთდაკავშირებული რხევა. სივრცეში ერთი ელექტრომაგნიტური ველის განაწილება ელექტრომაგნიტური ტალღების საშუალებით ხდება.

ელექტრომაგნიტური ტალღა - ელექტრომაგნიტური რხევები, რომლებიც ვრცელდება სივრცეში და ატარებენ ენერგიას

ელექტრომაგნიტური ტალღების თავისებურებები, მათი აგზნებისა და გავრცელების კანონები აღწერილია მაქსველის განტოლებებით (რაც ამ კურსში არ არის გათვალისწინებული). თუ სივრცის რომელიმე რეგიონში არის ელექტრული მუხტები და დენები, მაშინ მათი ცვლილება დროთა განმავლობაში იწვევს ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოყოფას. მათი გავრცელების აღწერა მექანიკური ტალღების აღწერილობის მსგავსია.

თუ გარემო ერთგვაროვანია და ტალღა ვრცელდება X ღერძის გასწვრივ v სიჩქარით, მაშინ ელექტრო (E) და მაგნიტური (B)ველის კომპონენტები გარემოს თითოეულ წერტილში იცვლება ჰარმონიული კანონის მიხედვით იგივე წრიული სიხშირით (ω) და იმავე ფაზაში (სიბრტყის ტალღის განტოლება):

სადაც x არის წერტილის კოორდინატი და t არის დრო.

ვექტორები B და E ერთმანეთის პერპენდიკულარულია და თითოეული მათგანი პერპენდიკულარულია ტალღის გავრცელების მიმართულების მიმართ (X ღერძი). ამიტომ ელექტრომაგნიტური ტალღები განივია

სინუსოიდური (ჰარმონიული) ელექტრომაგნიტური ტალღა. ვექტორები და ერთმანეთის პერპენდიკულურია

1) ელექტრომაგნიტური ტალღები ვრცელდება მატერიაში საბოლოო სიჩქარე

სიჩქარე გვაკუუმში ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელება ერთ-ერთი ფუნდამენტური ფიზიკური მუდმივია.

მაქსველის დასკვნა ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების სასრული სიჩქარის შესახებ ეწინააღმდეგებოდა იმ დროს მიღებულს. გრძელვადიანი თეორია , რომელშიც ელექტრული და მაგნიტური ველების გავრცელების სიჩქარე ითვლებოდა უსასრულოდ დიდი. ამიტომ მაქსველის თეორიას თეორია ეწოდება მოკლე დიაპაზონი.

ელექტრული და მაგნიტური ველების ურთიერთ გარდაქმნა ხდება ელექტრომაგნიტურ ტალღაში. ეს პროცესები ერთდროულად მიმდინარეობს და ელექტრული და მაგნიტური ველები თანაბარ „პარტნიორებად“ მოქმედებენ. ამრიგად, ელექტრული და მაგნიტური ენერგიის მოცულობის სიმკვრივეები ერთმანეთის ტოლია: ვ e = ვმ.

4. ელექტრომაგნიტური ტალღები ატარებენ ენერგიას. როდესაც ტალღები ვრცელდება, წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტური ენერგიის ნაკადი. თუ ირჩევთ საიტს ს(ნახ. 2.6.3), ორიენტირებული ტალღის გავრცელების მიმართულებაზე პერპენდიკულურად, შემდეგ მოკლე დროში Δ. ტენერგია Δ მოედინება პლატფორმაზე ვუჰ, თანაბარი

აქ გამონათქვამების ჩანაცვლება ვუჰ, ვ m და υ, შეგიძლიათ მიიღოთ:

სადაც ე 0 არის ელექტრული ველის სიძლიერის რხევების ამპლიტუდა.

ენერგიის ნაკადის სიმკვრივე SI-ში იზომება ვატი კვადრატულ მეტრზე(W / m 2).

5. მაქსველის თეორიიდან გამომდინარეობს, რომ ელექტრომაგნიტურმა ტალღებმა უნდა მოახდინოს ზეწოლა შთამნთქმელ ან ამრეკლავ სხეულზე. ელექტრომაგნიტური გამოსხივების წნევა აიხსნება იმით, რომ ტალღის ელექტრული ველის მოქმედებით სუბსტანციაში წარმოიქმნება სუსტი დენები, ანუ დამუხტული ნაწილაკების მოწესრიგებული მოძრაობა. ამ დენებზე გავლენას ახდენს ამპერის ძალა ტალღის მაგნიტური ველის მხრიდან, მიმართული ნივთიერების სისქეში. ეს ძალა ქმნის შედეგად წნევას. ელექტრომაგნიტური გამოსხივების წნევა ჩვეულებრივ უმნიშვნელოა. ასე რომ, მაგალითად, მზის რადიაციის წნევა, რომელიც დედამიწაზე მოდის აბსოლუტურად შთანთქმის ზედაპირზე, არის დაახლოებით 5 μPa. პირველი ექსპერიმენტები ამრეკლავ და შთანთქმელ სხეულებზე რადიაციული წნევის დასადგენად, რამაც დაადასტურა მაქსველის თეორიის დასკვნა, ჩაატარა პ.ნ. ლებედევმა 1900 წელს. ლებედევის ექსპერიმენტებს დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა მაქსველის ელექტრომაგნიტური თეორიის დასამტკიცებლად.

ელექტრომაგნიტური ტალღების წნევის არსებობა საშუალებას გვაძლევს დავასკვნათ, რომ ელექტრომაგნიტური ველი თანდაყოლილია მექანიკური იმპულსი. ელექტრომაგნიტური ველის იმპულსი ერთეულ მოცულობაში გამოიხატება მიმართებით

ეს გულისხმობს:

ეს კავშირი ელექტრომაგნიტური ველის მასასა და ენერგიას შორის ერთეული მოცულობით არის ბუნების უნივერსალური კანონი. ფარდობითობის სპეციალური თეორიის მიხედვით, ეს მართალია ნებისმიერი სხეულისთვის, მიუხედავად მათი ბუნებისა და შინაგანი სტრუქტურისა.

ამრიგად, ელექტრომაგნიტურ ველს აქვს მატერიალური სხეულების ყველა მახასიათებელი - ენერგია, გავრცელების სასრული სიჩქარე, იმპულსი, მასა. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ ელექტრომაგნიტური ველი მატერიის არსებობის ერთ-ერთი ფორმაა.

6. მაქსველის ელექტრომაგნიტური თეორიის პირველი ექსპერიმენტული დადასტურება მიეცა თეორიის შექმნიდან დაახლოებით 15 წლის შემდეგ გ.ჰერცის ექსპერიმენტებში (1888 წ.). ჰერცმა არა მხოლოდ ექსპერიმენტულად დაამტკიცა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა, არამედ პირველად დაიწყო მათი თვისებების შესწავლა - შთანთქმა და გარდატეხა სხვადასხვა გარემოში, ასახვა ლითონის ზედაპირებიდან და ა.შ. მან მოახერხა ელექტრომაგნიტური ტალღების ტალღის სიგრძის და გავრცელების სიჩქარის გაზომვა. სინათლის სიჩქარის ტოლი აღმოჩნდა .

ჰერცის ექსპერიმენტებმა გადამწყვეტი როლი ითამაშა მაქსველის ელექტრომაგნიტური თეორიის დადასტურებასა და აღიარებაში. ამ ექსპერიმენტებიდან შვიდი წლის შემდეგ, ელექტრომაგნიტურმა ტალღებმა იპოვეს გამოყენება უსადენო კომუნიკაციებში (A. S. Popov, 1895).

7. ელექტრომაგნიტური ტალღების მხოლოდ აღგზნება შეიძლება სწრაფად მოძრავი მუხტები. DC სქემები, რომლებშიც მუხტის მატარებლები მოძრაობენ მუდმივი სიჩქარით, არ არის ელექტრომაგნიტური ტალღების წყარო. თანამედროვე რადიოინჟინერიაში ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივება წარმოიქმნება სხვადასხვა დიზაინის ანტენების გამოყენებით, რომლებშიც აღფრთოვანებულია სწრაფი ალტერნატიული დენები.

უმარტივესი სისტემა, რომელიც ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს, არის პატარა ელექტრული დიპოლი, დიპოლური მომენტი გვ (ტ) რომელიც დროთა განმავლობაში სწრაფად იცვლება.

ასეთ ელემენტარულ დიპოლს ე.წ ჰერცის დიპოლი . რადიოინჟინერიაში ჰერცის დიპოლი უდრის პატარა ანტენას, რომლის ზომა გაცილებით მცირეა λ ტალღის სიგრძეზე (ნახ. 2.6.4).

ბრინჯი. 2.6.5 იძლევა წარმოდგენას ელექტრომაგნიტური ტალღის სტრუქტურის შესახებ, რომელიც გამოსხივებულია ასეთი დიპოლისგან.

უნდა აღინიშნოს, რომ მაქსიმალური ელექტრომაგნიტური ენერგიის ნაკადი გამოიყოფა დიპოლური ღერძის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში. დიპოლი არ ასხივებს ენერგიას თავისი ღერძის გასწვრივ. ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობის ექსპერიმენტულ დადასტურებაში ჰერცმა გამოიყენა ელემენტარული დიპოლი, როგორც გადამცემი და მიმღები ანტენა.

მ.ფარადეიმ შემოიტანა ველის კონცეფცია:

ელექტროსტატიკური ველი მუხტის გარშემო დასვენების დროს

მოძრავი მუხტების (დენის) გარშემო არის მაგნიტური ველი.

1830 წელს მ.ფარადეიმ აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური ინდუქციის ფენომენი: როდესაც მაგნიტური ველი იცვლება, წარმოიქმნება მორევის ელექტრული ველი.

სურათი 2.7 - მორევის ელექტრული ველი

სად,
- ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორი,
- მაგნიტური ინდუქციის ვექტორი.

ალტერნატიული მაგნიტური ველი ქმნის მორევის ელექტრულ ველს.

1862 წელს დ.კ. მაქსველმა წამოაყენა ჰიპოთეზა: როდესაც ელექტრული ველი იცვლება, წარმოიქმნება მორევის მაგნიტური ველი.

გაჩნდა ერთიანი ელექტრომაგნიტური ველის იდეა.

სურათი 2.8 - ერთიანი ელექტრომაგნიტური ველი.

ალტერნატიული ელექტრული ველი ქმნის მორევის მაგნიტურ ველს.

ელექტრომაგნიტური ველი- ეს არის მატერიის განსაკუთრებული ფორმა - ელექტრული და მაგნიტური ველების ერთობლიობა. ცვალებადი ელექტრული და მაგნიტური ველები ერთდროულად არსებობს და ქმნიან ერთ ელექტრომაგნიტურ ველს. ეს არის მასალა:

იგი ვლინდება მოქმედებაში როგორც მოსვენებულ, ასევე მოძრავ მუხტებზე;

ის ვრცელდება მაღალი, მაგრამ სასრული სიჩქარით;

ის ჩვენი ნებისა და სურვილებისგან დამოუკიდებლად არსებობს.

დატენვის სიჩქარით ნულოვანი, არის მხოლოდ ელექტრული ველი. მუდმივი დატენვის სიჩქარით წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტური ველი.

მუხტის აჩქარებული მოძრაობით გამოიყოფა ელექტრომაგნიტური ტალღა, რომელიც ვრცელდება სივრცეში სასრული სიჩქარით. .

ელექტრომაგნიტური ტალღების იდეის განვითარება მაქსველს ეკუთვნის, მაგრამ ფარადეიმ უკვე იცოდა მათი არსებობის შესახებ, თუმცა ნაწარმოების გამოქვეყნების ეშინოდა (ის გარდაცვალებიდან 100 წელზე მეტი ხნის შემდეგ წაიკითხეს).

ელექტრომაგნიტური ტალღის გაჩენის მთავარი პირობა არის ელექტრული მუხტების აჩქარებული მოძრაობა.

რა არის ელექტრომაგნიტური ტალღა, ადვილი წარმოსადგენია შემდეგი მაგალითი. თუ კენჭს გადააგდებთ წყლის ზედაპირზე, მაშინ ზედაპირზე წრეებში განსხვავებული ტალღები წარმოიქმნება. ისინი მოძრაობენ გავრცელების გარკვეული სიჩქარით წარმოქმნის წყაროდან (პერტურბაცია). ელექტრომაგნიტური ტალღებისთვის, დარღვევები არის ელექტრული და მაგნიტური ველები, რომლებიც მოძრაობენ სივრცეში. დროში ცვალებადი ელექტრომაგნიტური ველი აუცილებლად იწვევს ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს და პირიქით. ეს ველები ურთიერთდაკავშირებულია.

ელექტრომაგნიტური ტალღების სპექტრის მთავარი წყარო მზის ვარსკვლავია. ელექტრომაგნიტური ტალღების სპექტრის ნაწილი ხედავს ადამიანის თვალს. ეს სპექტრი 380...780 ნმ-ის ფარგლებშია (ნახ. 2.1). ხილულ სპექტრში თვალი განსხვავებულად აღიქვამს სინათლეს. სხვადასხვა ტალღის სიგრძის ელექტრომაგნიტური რხევები იწვევს სხვადასხვა ფერის სინათლის შეგრძნებას.

სურათი 2.9 - ელექტრომაგნიტური ტალღების სპექტრი

ელექტრომაგნიტური ტალღების სპექტრის ნაწილი გამოიყენება რადიო და სატელევიზიო მაუწყებლობისა და კომუნიკაციებისთვის. ელექტრომაგნიტური ტალღების წყარო არის მავთული (ანტენა), რომელშიც ელექტრული მუხტები მერყეობენ. ველების ფორმირების პროცესი, რომელიც დაიწყო მავთულის მახლობლად, თანდათან, წერტილი-პუნქტით, იპყრობს მთელ სივრცეს. რაც უფრო მაღალია ალტერნატიული დენის სიხშირე, რომელიც გადის მავთულში და წარმოქმნის ელექტრო ან მაგნიტურ ველს, მით უფრო ინტენსიურია მავთულის მიერ შექმნილი მოცემული სიგრძის რადიოტალღები.

რადიო(ლათ. რადიო - ასხივებს, ასხივებს სხივებს ← რადიუსი - სხივი) - უკაბელო კავშირის სახეობა, რომლის დროსაც სივრცეში თავისუფლად გავრცელებული რადიოტალღები გამოიყენება სიგნალის გადამტანად.

რადიო ტალღები(რადიოდან...), ელექტრომაგნიტური ტალღები ტალღის სიგრძით > 500 მკმ (სიხშირე< 6×10 12 Гц).

რადიოტალღები არის ელექტრული და მაგნიტური ველები, რომლებიც დროთა განმავლობაში იცვლება. თავისუფალ სივრცეში რადიოტალღების გავრცელების სიჩქარეა 300000 კმ/წმ. ამის საფუძველზე შეგიძლიათ განსაზღვროთ რადიოტალღის სიგრძე (მ).

λ=300/f,სადაც f - სიხშირე (MHz)

სატელეფონო საუბრის დროს წარმოქმნილი ჰაერის ხმოვანი ვიბრაციები მიკროფონით გარდაიქმნება ხმის სიხშირის ელექტრულ ვიბრაციად, რომელიც სადენებით გადაეცემა აბონენტის აღჭურვილობას. იქ, ხაზის მეორე ბოლოში, ტელეფონის ემიტერის დახმარებით ისინი გარდაიქმნება ჰაერის ვიბრაციად, რომელსაც აბონენტი ბგერად აღიქვამს. ტელეფონში კომუნიკაციის საშუალებაა მავთული, რადიომაუწყებლობაში რადიოტალღები.

ნებისმიერი რადიოსადგურის გადამცემის „გული“ არის გენერატორი - მოწყობილობა, რომელიც წარმოქმნის მაღალი, მაგრამ მკაცრად მუდმივი სიხშირის რხევებს მოცემული რადიოსადგურისთვის. ეს რადიოსიხშირული რხევები, გაძლიერებული საჭირო სიმძლავრემდე, შედის ანტენაში და აღაგზნებს მიმდებარე სივრცეში ზუსტად იგივე სიხშირის ელექტრომაგნიტურ რხევებს - რადიოტალღებს. რადიოსადგურის ანტენიდან რადიოტალღების ამოღების სიჩქარე უდრის სინათლის სიჩქარეს: 300000 კმ/წმ, რაც თითქმის მილიონჯერ მეტია ჰაერში ხმის გავრცელებაზე. ეს ნიშნავს, რომ თუ გადამცემი ჩართულია დროის გარკვეულ მომენტში მოსკოვის სამაუწყებლო სადგურზე, მაშინ მისი რადიოტალღები ვლადივოსტოკამდე 1/30 წმ-ზე ნაკლებ დროში მივა, და ამ დროის განმავლობაში ხმას მხოლოდ 10-10-ის გავრცელება ექნება. 11 მ.

რადიოტალღები ვრცელდება არა მხოლოდ ჰაერში, არამედ იქ, სადაც არ არის, მაგალითად, გარე სივრცეში. ამით ისინი განსხვავდებიან ხმის ტალღებისგან, რისთვისაც ჰაერი ან სხვა მკვრივი საშუალება, როგორიცაა წყალი, აბსოლუტურად აუცილებელია.

ელექტრომაგნიტური ტალღა არის სივრცეში გავრცელებული ელექტრომაგნიტური ველი (ვექტორების რხევები
). მუხტის მახლობლად, ელექტრული და მაგნიტური ველები იცვლება ფაზის ცვლა p/2.

სურათი 2.10 - ერთიანი ელექტრომაგნიტური ველი.

მუხტიდან დიდ მანძილზე ელექტრული და მაგნიტური ველები ფაზაში იცვლება.

სურათი 2.11 - ელექტრული და მაგნიტური ველების ფაზაში ცვლილება.

ელექტრომაგნიტური ტალღა განივია. ელექტრომაგნიტური ტალღის სიჩქარის მიმართულება ემთხვევა მარჯვენა ხრახნის მოძრაობის მიმართულებას ვექტორული ღრიალის სახელურის შემობრუნებისას. ვექტორამდე .

სურათი 2.12 - ელექტრომაგნიტური ტალღა.

უფრო მეტიც, ელექტრომაგნიტურ ტალღაში, კავშირი
, სადაც c არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში.

მაქსველმა თეორიულად გამოთვალა ელექტრომაგნიტური ტალღების ენერგია და სიჩქარე.

ამრიგად, ტალღის ენერგია პირდაპირპროპორციულია სიხშირის მეოთხე სიმძლავრისა. ეს ნიშნავს, რომ ტალღის უფრო ადვილად დასაფიქსირებლად აუცილებელია ის იყოს მაღალი სიხშირის.

ელექტრომაგნიტური ტალღები აღმოაჩინა გ.ჰერცმა (1887).

დახურული რხევითი წრე არ ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს: კონდენსატორის ელექტრული ველის მთელი ენერგია გარდაიქმნება კოჭის მაგნიტური ველის ენერგიად. რხევის სიხშირე განისაზღვრება რხევის მიკროსქემის პარამეტრებით:
.

სურათი 2.13 - ოსცილატორული წრე.

სიხშირის გასაზრდელად საჭიროა L და C-ის შემცირება, ე.ი. გადააქციეთ ხვეული სწორ მავთულზე და, როგორც
, შეამცირეთ ფირფიტების ფართობი და გაანაწილეთ ისინი მაქსიმალურ მანძილზე. ეს გვიჩვენებს, რომ ჩვენ ვიღებთ, არსებითად, სწორ გამტარს.

ასეთ მოწყობილობას ჰერცის ვიბრატორი ეწოდება. შუა იჭრება და უკავშირდება მაღალი სიხშირის ტრანსფორმატორს. მავთულის ბოლოებს შორის, რომლებზეც პატარა სფერული გამტარებია დამაგრებული, ელექტრული ნაპერწკალი ხტება, რომელიც ელექტრომაგნიტური ტალღის წყაროა. ტალღა ვრცელდება ისე, რომ ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორი ირხევა იმ სიბრტყეში, რომელშიც მდებარეობს გამტარი.

სურათი 2.14 - ჰერცის ვიბრატორი.

თუ ერთი და იგივე გამტარი (ანტენა) მოთავსებულია ემიტერის პარალელურად, მაშინ მასში მუხტები ირხევა და სუსტი ნაპერწკლები გადახტება გამტარებს შორის.

ჰერცმა ექსპერიმენტში აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური ტალღები და გაზომა მათი სიჩქარე, რომელიც დაემთხვა მაქსველის მიერ გამოთვლილ სიჩქარეს და უდრის c=3. 10 8 მ/წმ.

ალტერნატიული ელექტრული ველი წარმოქმნის ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს, რომელიც, თავის მხრივ, წარმოქმნის ალტერნატიულ ელექტრულ ველს, ანუ ანტენა, რომელიც ამაღელვებს ერთ-ერთ ველს, იწვევს ერთი ელექტრომაგნიტური ველის გამოჩენას. ამ ველის ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისება ის არის, რომ ის ვრცელდება ელექტრომაგნიტური ტალღების სახით.

ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების სიჩქარე უზარმაზარ გარემოში დამოკიდებულია გარემოს შედარებით დიელექტრიკულ და მაგნიტურ გამტარიანობაზე. ჰაერისთვის გარემოს მაგნიტური გამტარიანობა უდრის ერთს, შესაბამისად, ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების სიჩქარე ამ შემთხვევაში სინათლის სიჩქარის ტოლია.

ანტენა შეიძლება იყოს ვერტიკალური მავთული, რომელიც იკვებება მაღალი სიხშირის გენერატორით. გენერატორი ხარჯავს ენერგიას გამტარში თავისუფალი ელექტრონების მოძრაობის დასაჩქარებლად და ეს ენერგია გარდაიქმნება ალტერნატიულ ელექტრომაგნიტურ ველში, ანუ ელექტრომაგნიტურ ტალღებში. რაც უფრო მაღალია გენერატორის დენის სიხშირე, მით უფრო სწრაფად იცვლება ელექტრომაგნიტური ველი და უფრო ინტენსიურია ტალღის შეხორცება.

ანტენის მავთულთან დაკავშირებულია როგორც ელექტრული ველი, რომლის ძალის ხაზები იწყება დადებითი და მთავრდება უარყოფითი მუხტით, ასევე მაგნიტური ველი, რომლის ხაზები იხურება მავთულის დენის გარშემო. რაც უფრო მოკლეა რხევის პერიოდი, მით ნაკლები დრო რჩება შეკრული ველების ენერგია მავთულთან (ანუ გენერატორთან) დასაბრუნებლად და მით უფრო გადადის თავისუფალ ველებში, რომლებიც შემდგომში ვრცელდება ელექტრომაგნიტური ტალღების სახით. ელექტრომაგნიტური ტალღების ეფექტური გამოსხივება ხდება ტალღის სიგრძისა და გამოსხივების მავთულის სიგრძის თანაზომადობის პირობებში.

ამრიგად, შეიძლება დადგინდეს, რომ რადიო ტალღა- ეს არის ელექტრომაგნიტური ველი, რომელიც არ არის დაკავშირებული ემიტერთან და არხის შემქმნელ მოწყობილობებთან, თავისუფლად ვრცელდება სივრცეში ტალღის სახით, რხევის სიხშირით 10 -3-დან 10 12 ჰც-მდე.

ანტენაში ელექტრონების რხევები იქმნება პერიოდულად ცვალებადი EMF-ის წყაროს მიერ თ. თუ რაღაც მომენტში ანტენის ველს ჰქონდა მაქსიმალური მნიშვნელობა, გარკვეული პერიოდის შემდეგ მას იგივე მნიშვნელობა ექნება თ. ამ დროის განმავლობაში, ელექტრომაგნიტური ველი, რომელიც არსებობდა ანტენის საწყის მომენტში, გადაინაცვლებს მანძილზე

λ = υТ (1)

ეწოდება მინიმალური მანძილი სივრცეში ორ წერტილს შორის, სადაც ველს აქვს იგივე მნიშვნელობა ტალღის სიგრძე.როგორც ჩანს (1), ტალღის სიგრძე λ დამოკიდებულია მისი გავრცელების სიჩქარეზე და ანტენაში ელექტრონების რხევის პერიოდზე. როგორც სიხშირემიმდინარე ვ = 1 / ტ, შემდეგ ტალღის სიგრძე λ = υ / ვ .

რადიო ბმული მოიცავს შემდეგ ძირითად ნაწილებს:

გადამცემი

მიმღები

საშუალება, რომელშიც რადიოტალღები ვრცელდება.

გადამცემი და მიმღები არის რადიოკავშირის კონტროლირებადი ელემენტები, რადგან შესაძლებელია გადამცემის სიმძლავრის გაზრდა, უფრო ეფექტური ანტენის დაკავშირება და მიმღების მგრძნობელობის გაზრდა. მედია არის რადიოკავშირის უკონტროლო ელემენტი.

განსხვავება რადიოკავშირის ხაზსა და სადენიან ხაზებს შორის არის ის, რომ სადენიანი ხაზები იყენებენ მავთულს ან კაბელებს, როგორც დამაკავშირებელ ბმულს, რომლებიც კონტროლირებადი ელემენტებია (შეგიძლიათ შეცვალოთ მათი ელექტრული პარამეტრები).

ეს არის სივრცეში ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების გავრცელების პროცესი.
ელექტრომაგნიტური ტალღები აღწერილია მაქსველის განტოლებებით, რომლებიც საერთოა ელექტრომაგნიტური ფენომენებისთვის. სივრცეში ელექტრული მუხტებისა და დენების არარსებობის შემთხვევაშიც კი, მაქსველის განტოლებებს აქვთ არანულოვანი ამონახსნები. ეს გადაწყვეტილებები აღწერს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს.
მუხტებისა და დენების არარსებობის შემთხვევაში, მაქსველის განტოლებები იღებს შემდეგ ფორმას:

,

პირველ ორ განტოლებაზე ოპერაციის rot გამოყენებით, შეგიძლიათ მიიღოთ ცალკეული განტოლებები ელექტრული და მაგნიტური ველების სიძლიერის დასადგენად.

ამ განტოლებებს აქვს ტალღური განტოლებების ტიპიური ფორმა. მათი განლაგება არის შემდეგი ტიპის გამონათქვამების სუპერპოზიცია

სად - გარკვეული ვექტორი, რომელსაც ტალღის ვექტორი ეწოდება? - რიცხვი, რომელსაც ეწოდება ციკლური სიხშირე, ? - ფაზა. რაოდენობები არის ელექტრომაგნიტური ტალღის ელექტრული და მაგნიტური კომპონენტების ამპლიტუდები. ისინი ერთმანეთის პერპენდიკულარული და აბსოლუტური მნიშვნელობით თანაბარია. თითოეული შემოტანილი რაოდენობის ფიზიკური ინტერპრეტაცია მოცემულია ქვემოთ.
ვაკუუმში ელექტრომაგნიტური ტალღა მოძრაობს სიჩქარით, რომელსაც სინათლის სიჩქარე ეწოდება. სინათლის სიჩქარე ფუნდამენტური ფიზიკური მუდმივია, რომელიც აღინიშნება ლათინური ასოებით c. ფარდობითობის თეორიის ძირითადი პოსტულატის მიხედვით, სინათლის სიჩქარე არის ინფორმაციის გადაცემის ან სხეულის მოძრაობის მაქსიმალური შესაძლო სიჩქარე. ეს სიჩქარეა 299,792,458 მ/წმ.
ელექტრომაგნიტური ტალღა ხასიათდება სიხშირით. განასხვავეთ ხაზის სიხშირე? და ციკლური სიხშირე? = 2??. სიხშირიდან გამომდინარე, ელექტრომაგნიტური ტალღები მიეკუთვნება ერთ-ერთ სპექტრულ დიაპაზონს.
ელექტრომაგნიტური ტალღის კიდევ ერთი მახასიათებელია ტალღის ვექტორი. ტალღის ვექტორი განსაზღვრავს ელექტრომაგნიტური ტალღის გავრცელების მიმართულებას, ასევე მის სიგრძეს. ქარის ვექტორის აბსოლუტურ მნიშვნელობას ტალღის რიცხვი ეწოდება.
ელექტრომაგნიტური ტალღის სიგრძე? = 2? / კ,სადაც k არის ტალღის რიცხვი.
ელექტრომაგნიტური ტალღის სიგრძე დაკავშირებულია სიხშირესთან დისპერსიის კანონით. სიცარიელეში, ეს კავშირი მარტივია:

?? = გ.

ეს თანაფარდობა ხშირად იწერება როგორც

? = გ კ.

ელექტრომაგნიტური ტალღები იგივე სიხშირით და ტალღის ვექტორით შეიძლება განსხვავდებოდეს ფაზაში.
ვაკუუმში, ელექტრომაგნიტური ტალღის ელექტრული და მაგნიტური ველების სიძლიერის ვექტორები აუცილებლად პერპენდიკულარულია ტალღის გავრცელების მიმართულებაზე. ასეთ ტალღებს განივი ტალღები ეწოდება. მათემატიკურად, ეს აღწერილია განტოლებებით და . გარდა ამისა, ელექტრული და მაგნიტური ველების სიძლიერე ერთმანეთის პერპენდიკულარულია და სივრცის ნებისმიერ წერტილში ყოველთვის ტოლია აბსოლუტური მნიშვნელობით: E = H. თუ აირჩევთ კოორდინატთა სისტემას ისე, რომ z ღერძი ემთხვევა გავრცელების მიმართულებას. ელექტრომაგნიტური ტალღის მიმართ, არსებობს ორი განსხვავებული შესაძლებლობა ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორებისთვის. თუ ეკლექტიკური ველი მიმართულია x ღერძის გასწვრივ, მაშინ მაგნიტური ველი მიმართული იქნება y ღერძის გასწვრივ და პირიქით. ეს ორი განსხვავებული შესაძლებლობა არ არის ურთიერთგამომრიცხავი და შეესაბამება ორ განსხვავებულ პოლარიზაციას. ეს საკითხი უფრო დეტალურად არის განხილული სტატიაში ტალღების პოლარიზაცია.
სპექტრული დიაპაზონი შერჩეული ხილული შუქით სიხშირის ან ტალღის სიგრძის მიხედვით (ეს რაოდენობები დაკავშირებულია), ელექტრომაგნიტური ტალღები კლასიფიცირდება სხვადასხვა დიაპაზონში. სხვადასხვა დიაპაზონის ტალღები ფიზიკურ სხეულებთან სხვადასხვა გზით ურთიერთობენ.
ელექტრომაგნიტური ტალღები ყველაზე დაბალი სიხშირით (ან ყველაზე გრძელი ტალღის სიგრძით) მოიხსენიება როგორც რადიოს დიაპაზონი.რადიოს ზოლი გამოიყენება სიგნალების გადასაცემად რადიოს, ტელევიზიის, მობილური ტელეფონების დისტანციაზე. რადარი მუშაობს რადიოს დიაპაზონში. რადიოს დიაპაზონი იყოფა მეტრად, დიცემეტრად, სანტიმეტრად, მილიმეტრად, რაც დამოკიდებულია ელექტრომაგნიტური ტალღის სიგრძეზე.
ელექტრომაგნიტური ტალღები სავარაუდოდ მიეკუთვნება ინფრაწითელ დიაპაზონს. ინფრაწითელ დიაპაზონში დევს სხეულის თერმული გამოსხივება. ამ ვიბრაციის რეგისტრაცია არის ღამის ხედვის მოწყობილობების მუშაობის საფუძველი. ინფრაწითელი ტალღები გამოიყენება სხეულებში თერმული ვიბრაციების შესასწავლად და ხელს უწყობს მყარი ნივთიერებების, აირების და სითხეების ატომური სტრუქტურის დადგენას.
ელექტრომაგნიტური გამოსხივება ტალღის სიგრძით 400 ნმ-დან 800 ნმ-მდე მიეკუთვნება ხილული სინათლის დიაპაზონს. ხილულ სინათლეს აქვს სხვადასხვა ფერები, რაც დამოკიდებულია სიხშირისა და ტალღის სიგრძის მიხედვით.
400 ნმ-ზე ნაკლები ტალღის სიგრძე ეწოდება ულტრაიისფერი.ადამიანის თვალი მათ არ განასხვავებს, თუმცა მათი თვისებები არ განსხვავდება ხილული დიაპაზონის ტალღების თვისებებისგან. ასეთი სინათლის კვანტების მაღალი სიხშირე და, შესაბამისად, ენერგია იწვევს ულტრაიისფერი ტალღების უფრო დამანგრეველ მოქმედებას ბიოლოგიურ ობიექტებზე. დედამიწის ზედაპირი დაცულია ულტრაიისფერი ტალღების მავნე ზემოქმედებისგან ოზონის ფენით. დამატებითი დაცვისთვის ბუნებამ ადამიანებს მუქი კანი აჩუქა. თუმცა, ადამიანს სჭირდება ულტრაიისფერი სხივები D ვიტამინის გამოსამუშავებლად. სწორედ ამიტომ, ჩრდილოეთ განედებში, სადაც ულტრაიისფერი ტალღების ინტენსივობა ნაკლებად ინტენსიურია, დაკარგეს კანის მუქი ფერი.
უფრო მაღალი სიხშირის ელექტრომაგნიტური ტალღებია რენტგენიდიაპაზონი. მათ ასე უწოდებენ, რადგან ისინი აღმოაჩინა რენტგენმა, სწავლობდა რადიაციას, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრონების შენელების დროს. უცხოურ ლიტერატურაში ასეთ ტალღებს ე.წ რენტგენის სხივებიპატივი სცეს რენტგენის სურვილს, რომ სხივებმა მას სახელი არ დაარქვას. რენტგენის ტალღები სუსტად ურთიერთქმედებენ მატერიასთან, უფრო ძლიერად შეიწოვება იქ, სადაც სიმკვრივე მეტია. ეს ფაქტი გამოიყენება მედიცინაში რენტგენის ფლუოროგრაფიისთვის. რენტგენის ტალღები ასევე გამოიყენება ელემენტარული ანალიზისა და კრისტალური სხეულების სტრუქტურის შესასწავლად.
აქვს ყველაზე მაღალი სიხშირე და ყველაზე მოკლე სიგრძე ?-სხივები.ასეთი სხივები წარმოიქმნება ბირთვული რეაქციების და ელემენტარულ ნაწილაკებს შორის რეაქციების შედეგად. ?-სხივები დიდ დესტრუქციულ გავლენას ახდენს ბიოლოგიურ ობიექტებზე. თუმცა, ისინი გამოიყენება ფიზიკაში ატომის ბირთვის სხვადასხვა მახასიათებლების შესასწავლად.
ელექტრომაგნიტური ტალღის ენერგია განისაზღვრება ელექტრული და მაგნიტური ველების ენერგიების ჯამით. ენერგიის სიმკვრივე სივრცის გარკვეულ წერტილში მოცემულია:

.

დროის საშუალო ენერგიის სიმკვრივე უდრის.

,

სადაც E 0 = H 0 არის ტალღის ამპლიტუდა.
ელექტრომაგნიტური ტალღის ენერგიის ნაკადის სიმკვრივეს დიდი მნიშვნელობა აქვს. კერძოდ, ის განსაზღვრავს მანათობელ ნაკადს ოპტიკაში. ელექტრომაგნიტური ტალღის ენერგიის ნაკადის სიმკვრივე მოცემულია Umov-Poynting ვექტორით.

ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელებას გარემოში აქვს მთელი რიგი მახასიათებლები ვაკუუმში გავრცელებასთან შედარებით. ეს მახასიათებლები დაკავშირებულია საშუალების თვისებებთან და ზოგადად დამოკიდებულია ელექტრომაგნიტური ტალღის სიხშირეზე. ტალღის ელექტრული და მაგნიტური კომპონენტები იწვევს გარემოს პოლარიზაციას და მაგნიტიზაციას. მედიუმის ეს რეაქცია არ არის იგივე დაბალი და მაღალი სიხშირის შემთხვევაში. ელექტრომაგნიტური ტალღის დაბალი სიხშირით, ნივთიერების ელექტრონებს და იონებს აქვთ დრო, რომ რეაგირება მოახდინონ ელექტრული და მაგნიტური ველების ინტენსივობის ცვლილებებზე. მედიუმის რეაქცია დროებით რყევებს ტალღებად ასახავს. მაღალი სიხშირით, ნივთიერების ელექტრონებსა და იონებს არ აქვთ დრო, რომ გადავიდნენ ტალღის ველების რხევის პერიოდში და, შესაბამისად, საშუალო პოლარიზაცია და მაგნიტიზაცია გაცილებით ნაკლებია.
დაბალი სიხშირის ელექტრომაგნიტური ველი არ აღწევს ლითონებში, სადაც არის ბევრი თავისუფალი ელექტრონი, რომლებიც ამგვარად გადაადგილდებიან, მთლიანად ახშობენ ელექტრომაგნიტურ ტალღას. ელექტრომაგნიტური ტალღა იწყებს ლითონში შეღწევას გარკვეული სიხშირეზე მეტი სიხშირით, რომელსაც პლაზმური სიხშირე ეწოდება. პლაზმურ სიხშირეზე დაბალ სიხშირეზე ელექტრომაგნიტურ ტალღას შეუძლია შეაღწიოს ლითონის ზედაპირულ ფენაში. ამ ფენომენს კანის ეფექტი ეწოდება.
დიელექტრიკაში იცვლება ელექტრომაგნიტური ტალღის დისპერსიის კანონი. თუ ელექტრომაგნიტური ტალღები მუდმივი ამპლიტუდით ვრცელდება ვაკუუმში, მაშინ გარემოში ისინი იშლება შთანთქმის გამო. ამ შემთხვევაში, ტალღის ენერგია გადაეცემა საშუალო ელექტრონებს ან იონებს. საერთო ჯამში, დისპერსიის კანონი მაგნიტური ეფექტების არარსებობის შემთხვევაში იღებს ფორმას

სადაც ტალღის რიცხვი k არის მთლიანი რთული სიდიდე, რომლის წარმოსახვითი ნაწილი აღწერს ელექტრომაგნიტური ტალღის ამპლიტუდის შემცირებას, არის საშუალო სიხშირეზე დამოკიდებული კომპლექსური გამტარობა.
ანისოტროპულ გარემოში ელექტრული და მაგნიტური ველების ვექტორების მიმართულება სულაც არ არის პერპენდიკულარული ტალღის გავრცელების მიმართულებაზე. ამასთან, ელექტრული და მაგნიტური ინდუქციის ვექტორების მიმართულება ინარჩუნებს ამ თვისებას.
გარემოში, გარკვეულ პირობებში, სხვა ტიპის ელექტრომაგნიტური ტალღა შეიძლება გავრცელდეს - გრძივი ელექტრომაგნიტური ტალღა, რომლისთვისაც ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორის მიმართულება ემთხვევა ტალღის გავრცელების მიმართულებას.
მეოცე საუკუნის დასაწყისში, შავი სხეულის რადიაციის სპექტრის ასახსნელად, მაქს პლანკმა თქვა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღები გამოიყოფა კვანტებით სიხშირის პროპორციული ენერგიით. რამდენიმე წლის შემდეგ, ალბერტ აინშტაინმა, ახსნა ფოტოელექტრული ეფექტის ფენომენი, გააფართოვა ეს იდეა იმ ვარაუდით, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღები შეიწოვება იმავე კვანტებით. ამრიგად, გაირკვა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღები ხასიათდება გარკვეული თვისებებით, რომლებიც ადრე მიეკუთვნებოდა მატერიალურ ნაწილაკებს, კორპუსკულებს.
ამ იდეას კორპუსკულარულ-ტალღურ დუალიზმი ეწოდება.

ტალღური პროცესების მრავალი ნიმუში ბუნებით უნივერსალურია და თანაბრად მოქმედებს სხვადასხვა ხასიათის ტალღებზე: მექანიკური ტალღები ელასტიურ გარემოში, ტალღები წყლის ზედაპირზე, დაჭიმულ ძაფში და ა.შ. ელექტრომაგნიტური ტალღები, რომლებიც გამრავლების პროცესია. გამონაკლისი არც ელექტრომაგნიტური ველის რხევებია. მაგრამ ტალღების სხვა ტიპებისგან განსხვავებით, რომლებიც ვრცელდება ზოგიერთ მატერიალურ გარემოში, ელექტრომაგნიტურ ტალღებს შეუძლიათ გავრცელება ვაკუუმში: არ არის საჭირო მატერიალური გარემო ელექტრული და მაგნიტური ველების გავრცელებისთვის. თუმცა, ელექტრომაგნიტური ტალღები შეიძლება არსებობდეს არა მხოლოდ ვაკუუმში, არამედ მატერიაშიც.

ელექტრომაგნიტური ტალღების პროგნოზირება.ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა თეორიულად იწინასწარმეტყველა მაქსველმა ელექტრომაგნიტური ველის აღწერის განტოლებათა სისტემის შემოთავაზებული ანალიზის შედეგად. მაქსველმა აჩვენა, რომ ელექტრომაგნიტური ველი ვაკუუმში შეიძლება არსებობდეს წყაროების არარსებობის შემთხვევაშიც - მუხტები და დენები. ველს წყაროების გარეშე აქვს ტალღების ფორმა, რომელიც ვრცელდება სასრული სიჩქარით სმ/წმ, რომელშიც ელექტრული და მაგნიტური ველების ვექტორები დროის თითოეულ მომენტში სივრცის თითოეულ წერტილში ერთმანეთის პერპენდიკულარულია და ტალღის მიმართულების პერპენდიკულარულია. გამრავლება.

ექსპერიმენტულად, ელექტრომაგნიტური ტალღები აღმოაჩინა და შეისწავლა ჰერცმა მაქსველის გარდაცვალებიდან მხოლოდ 10 წლის შემდეგ.

ღია ვიბრატორი.იმის გასაგებად, თუ როგორ შეიძლება ელექტრომაგნიტური ტალღების მიღება ექსპერიმენტულად, განვიხილოთ „ღია“ რხევითი წრე, რომელშიც კონდენსატორის ფირფიტები შორდება (ნახ. 176) და, შესაბამისად, ელექტრული ველი იკავებს სივრცის დიდ არეალს. ფირფიტებს შორის მანძილის მატებასთან ერთად, კონდენსატორის ტევადობა C მცირდება და, ტომსონის ფორმულის შესაბამისად, იზრდება ბუნებრივი რხევების სიხშირე. თუ ინდუქტორსაც შევცვლით მავთულის ნაჭერით, მაშინ ინდუქციურობა შემცირდება და ბუნებრივი სიხშირე კიდევ უფრო გაიზრდება. ამ შემთხვევაში, არა მხოლოდ ელექტრული, არამედ მაგნიტური ველიც, რომელიც ადრე იყო ჩასმული კოჭის შიგნით, ახლა დაიკავებს სივრცის დიდ ზონას, რომელიც ფარავს ამ მავთულს.

წრეში რხევების სიხშირის ზრდა, ისევე როგორც მისი ხაზოვანი ზომების ზრდა, იწვევს იმ ფაქტს, რომ ბუნებრივი პერიოდის

რხევები შედარებადი ხდება ელექტრომაგნიტური ველის გავრცელების დროს მთელ წრედში. ეს ნიშნავს, რომ ბუნებრივი ელექტრომაგნიტური რხევების პროცესები ასეთ ღია წრეში აღარ შეიძლება ჩაითვალოს კვაზი-სტაციონარული.

ბრინჯი. 176. რხევითი წრედიდან ღია ვიბრატორზე გადასვლა

დენის სიძლიერე მის სხვადასხვა ადგილას ერთდროულად განსხვავებულია: მიკროსქემის ბოლოებში ის ყოველთვის ნულია, ხოლო შუაში (სადაც ადრე ხვეული იყო) რხევა მაქსიმალური ამპლიტუდით.

შეზღუდვის შემთხვევაში, როდესაც რხევითი წრე უბრალოდ გადაიქცა სწორხაზოვან სეგმენტად, დენის განაწილება წრედის გასწვრივ დროის გარკვეულ მომენტში ნაჩვენებია ნახ. 177ა. იმ მომენტში, როდესაც ასეთ ვიბრატორში დენის სიძლიერე მაქსიმალურია, მას ფარავს მაგნიტური ველიც აღწევს მაქსიმუმს და ვიბრატორთან ელექტრული ველი არ არის. პერიოდის მეოთხედის შემდეგ ქრება მიმდინარე სიძლიერე და მასთან ერთად ვიბრატორის მახლობლად მაგნიტური ველი; ელექტრული მუხტები კონცენტრირებულია ვიბრატორის ბოლოებთან და მათი განაწილება აქვს ნახ. 1776. ვიბრატორთან ელექტრული ველი ამ მომენტში მაქსიმალურია.

ბრინჯი. 177. დენის სიძლიერის ღია ვიბრატორის გასწვრივ განაწილება იმ მომენტში, როდესაც ის არის მაქსიმალური (a), და მუხტების განაწილება (b) პერიოდის მეოთხედის შემდეგ.

მუხტისა და დენის ეს რხევები, ანუ ელექტრომაგნიტური რხევები ღია ვიბრატორში, საკმაოდ ანალოგიურია მექანიკური რხევებისა, რომლებიც შეიძლება მოხდეს ოსცილატორულ ზამბარაში, თუ მასზე მიმაგრებული მასიური სხეული მოიხსნება. ამ შემთხვევაში აუცილებელია ზამბარის ცალკეული ნაწილების მასის გათვალისწინება და განაწილებულ სისტემად განხილვა, რომელშიც თითოეულ ელემენტს აქვს როგორც ელასტიური, ასევე ინერტული თვისებები. ღია ელექტრომაგნიტური ვიბრატორის შემთხვევაში, მის თითოეულ ელემენტს ასევე ერთდროულად აქვს ინდუქციურობა და ტევადობა.

ვიბრატორის ელექტრული და მაგნიტური ველები.ღია ვიბრატორში რხევების არასტაციონარული ბუნება მივყავართ იმ ფაქტს, რომ მისი ცალკეული სექციების მიერ შექმნილი ველები ვიბრატორისგან გარკვეულ მანძილზე აღარ ანაზღაურებენ ერთმანეთს, როგორც ეს ხდება "დახურული" რხევის წრეში. ერთიან პარამეტრებში, სადაც რხევები კვაზი-სტაციონარულია, ელექტრული ველი მთლიანად კონცენტრირებულია კონდენსატორში, ხოლო მაგნიტური - კოჭის შიგნით. ელექტრული და მაგნიტური ველების ასეთი სივრცითი განცალკევების გამო, ისინი ერთმანეთთან პირდაპირ კავშირში არ არიან: მათი ურთიერთ გარდაქმნა განპირობებულია მხოლოდ დენით - მუხტის გადაცემით წრედის გასწვრივ.

ღია ვიბრატორზე, სადაც ელექტრული და მაგნიტური ველები ერთმანეთს ემთხვევა სივრცეში, ხდება მათი ურთიერთგავლენა: ცვალებადი მაგნიტური ველი წარმოქმნის მორევის ელექტრულ ველს, ხოლო ცვალებადი ელექტრული ველი წარმოქმნის მაგნიტურ ველს. შედეგად, შესაძლებელია ვიბრატორისგან დიდ მანძილზე თავისუფალ სივრცეში გავრცელებული ასეთი „თვითშენარჩუნებული“ ველების არსებობა. ეს არის ვიბრატორის მიერ გამოსხივებული ელექტრომაგნიტური ტალღები.

ჰერცის ექსპერიმენტები.ვიბრატორი, რომლის დახმარებით 1888 წელს G. Hertz-მა პირველმა მიიღო ელექტრომაგნიტური ტალღები ექსპერიმენტულად, იყო სწორი გამტარი მცირე ჰაერის შუაში (სურ. 178a). ამ უფსკრულის წყალობით, ვიბრატორის ორ ნახევრზე მნიშვნელოვანი მუხტების გადაცემა შეიძლება. როდესაც პოტენციურმა განსხვავებამ მიაღწია გარკვეულ ზღვრულ მნიშვნელობას, მოხდა ავარია ჰაერის უფსკრულიში (ნაპერწკალი გადახტა) და ელექტრული მუხტები შეიძლება მიედინებოდეს იონიზირებული ჰაერით ვიბრატორის ერთი ნახევრიდან მეორეზე. ღია წრეში წარმოიქმნა ელექტრომაგნიტური რხევები. იმისთვის, რომ სწრაფად ცვლადი დენები არსებობდეს მხოლოდ ვიბრატორში და არ დაიხუროს დენის წყაროს მეშვეობით, ვიბრატორსა და წყაროს შორის ჩოხები იყო დაკავშირებული (იხ. სურ. 178a).

ბრინჯი. 178. ჰერცის ვიბრატორი

ვიბრატორში მაღალი სიხშირის ვიბრაციები არსებობს მანამ, სანამ ნაპერწკალი ხურავს უფსკრული მის ნახევრებს შორის. ვიბრატორში ასეთი რხევების ჩახშობა ძირითადად ხდება არა ჯოულის დანაკარგების გამო წინაღობაზე (როგორც დახურულ რხევის წრეში), არამედ ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივების გამო.

ელექტრომაგნიტური ტალღების აღმოსაჩენად ჰერცმა გამოიყენა მეორე (მიმღები) ვიბრატორი (სურ. 1786). ემიტერიდან გამომავალი ტალღის ცვლადი ელექტრული ველის მოქმედებით მიმღებ ვიბრატორში ელექტრონები ასრულებენ იძულებით რხევებს, ანუ ვიბრატორში აღგზნებულია სწრაფად ცვლადი დენი. თუ მიმღები ვიბრატორის ზომები იგივეა, რაც ასხივებენ, მაშინ მათში ბუნებრივი ელექტრომაგნიტური რხევების სიხშირეები ემთხვევა და მიმღებ ვიბრატორში იძულებითი რხევები შესამჩნევ მნიშვნელობას აღწევს რეზონანსის გამო. ეს რხევები გამოვლინდა ჰერცის მიერ მიმღები ვიბრატორის შუა მიკროსკოპულ უფსკრულის ნაპერწკლის გავლისას ან ვიბრატორის ნახევრებს შორის დაკავშირებული მინიატურული გაზის გამომშვები მილის G ნათებით.

ჰერცმა არა მხოლოდ ექსპერიმენტულად დაამტკიცა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა, არამედ პირველად დაიწყო მათი თვისებების შესწავლა - შთანთქმა და გარდატეხა სხვადასხვა გარემოში, ლითონის ზედაპირიდან ასახვა და ა.შ. ექსპერიმენტულად შესაძლებელი იყო ელექტრომაგნიტური ტალღების სიჩქარის გაზომვაც. რომელიც სინათლის სიჩქარის ტოლი აღმოჩნდა.

ელექტრომაგნიტური ტალღების სიჩქარის დამთხვევა სინათლის სიჩქარესთან, რომელიც გაზომილია მათ აღმოჩენამდე დიდი ხნით ადრე, იყო საწყისი წერტილი სინათლის ელექტრომაგნიტური ტალღების იდენტიფიცირებისთვის და სინათლის ელექტრომაგნიტური თეორიის შესაქმნელად.

ელექტრომაგნიტური ტალღა არსებობს ველების წყაროების გარეშე იმ გაგებით, რომ მისი ემისიის შემდეგ ტალღის ელექტრომაგნიტური ველი არ არის დაკავშირებული წყაროსთან. ამ გზით, ელექტრომაგნიტური ტალღა განსხვავდება სტატიკური ელექტრული და მაგნიტური ველებისგან, რომლებიც არ არსებობს წყაროსგან იზოლირებულად.

ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივების მექანიზმი.ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივება ხდება ელექტრული მუხტების დაჩქარებული მოძრაობით. შესაძლებელია გავიგოთ, თუ როგორ წარმოიქმნება ტალღის განივი ელექტრული ველი წერტილის მუხტის რადიალური კულონის ველიდან ჯ. ტომსონის მიერ შემოთავაზებული შემდეგი მარტივი მსჯელობის გამოყენებით.

ბრინჯი. 179. უძრავი წერტილის მუხტის ველი

განვიხილოთ წერტილის მუხტით შექმნილი ელექტრული ველი, თუ მუხტი მოსვენებულ მდგომარეობაშია, მაშინ მისი ელექტროსტატიკური ველი წარმოდგენილია მუხტიდან გამომავალი ძალის რადიალური ხაზებით (სურ. 179). დაე, დროის მომენტში რაიმე გარე ძალის მოქმედებით მუხტი იწყებს მოძრაობას a აჩქარებით და გარკვეული დროის შემდეგ ამ ძალის მოქმედება შეჩერდება ისე, რომ მუხტი კიდევ უფრო თანაბრად მოძრაობს სიჩქარით. დამუხტვის სიჩქარის გრაფიკი არის ნაჩვენებია ნახ. 180.

წარმოიდგინეთ ამ მუხტის შედეგად შექმნილი ელექტრული ველის ხაზების სურათი, დიდი ხნის შემდეგ, ვინაიდან ელექტრული ველი ვრცელდება სინათლის c სიჩქარით,

მაშინ მუხტის მოძრაობით გამოწვეული ელექტრული ველის ცვლილებამ ვერ მიაღწია რადიუსის სფეროს გარეთ მდებარე წერტილებს: ამ სფეროს გარეთ ველი ისეთივეა, როგორიც იყო სტაციონარული მუხტით (სურ. 181). ამ ველის სიძლიერე (გაუსის ერთეულთა სისტემაში) უდრის

ელექტრული ველის მთელი ცვლილება, რომელიც გამოწვეულია დროთა განმავლობაში მუხტის აჩქარებული მოძრაობით დროის მომენტში, არის სისქის თხელი სფერული ფენის შიგნით, რომლის გარე რადიუსი ტოლია და შიდა - ეს ნაჩვენებია ნახ. 181. რადიუსის სფეროს შიგნით ელექტრული ველი არის ერთნაირად მოძრავი მუხტის ველი.

ბრინჯი. 180. დამუხტვის განაკვეთის გრაფიკი

ბრინჯი. 181. ნახაზის მიხედვით მოძრავი მუხტის ელექტრული ველის სიძლიერის ხაზები. 180

ბრინჯი. 182. აჩქარებული მოძრავი მუხტის რადიაციული ველის ინტენსივობის ფორმულის გამოყვანა.

თუ დატენვის სიჩქარე გაცილებით ნაკლებია ვიდრე c სინათლის სიჩქარე, მაშინ ეს ველი დროის მომენტში ემთხვევა სტაციონარული წერტილის მუხტის ველს, რომელიც მდებარეობს დასაწყისიდან დაშორებით (სურ. 181): მუხტის ველი ნელა. მუდმივი სიჩქარით მოძრაობს მასთან ერთად და მუხტის მიერ გავლილი მანძილი დროთა განმავლობაში, როგორც ჩანს ნახ. 180, შეიძლება ჩაითვალოს ტოლი, თუ r»t.

სფერული ფენის შიგნით ელექტრული ველის სურათის პოვნა ადვილია, ძალის ხაზების უწყვეტობის გათვალისწინებით. ამისათვის თქვენ უნდა დააკავშიროთ ძალის შესაბამისი რადიალური ხაზები (სურ. 181). მუხტის აჩქარებული მოძრაობით გამოწვეული ძალის ხაზების შეხორცება მუხტს „გარბის“ c სიჩქარით. კრუნჩხვა ძალის ხაზებში

სფეროები, ეს არის ჩვენთვის საინტერესო რადიაციული ველი, რომელიც ვრცელდება გ სიჩქარით.

გამოსხივების ველის საპოვნელად განვიხილოთ ინტენსივობის ერთ-ერთი ხაზი, რომელიც ქმნის გარკვეულ კუთხეს მუხტის მოძრაობის მიმართულებასთან (სურ. 182). ელექტრული ველის სიძლიერის ვექტორს შესვენებაში E ვყოფთ ორ კომპონენტად: რადიალურ და განივი. რადიალური კომპონენტი არის მუხტის მიერ მისგან დაშორებით შექმნილი ელექტროსტატიკური ველის სიძლიერე:

განივი კომპონენტი არის ელექტრული ველის სიძლიერე ტალღაში, რომელიც ასხივებს მუხტს აჩქარებული მოძრაობის დროს. ვინაიდან ეს ტალღა გადის რადიუსის გასწვრივ, ვექტორი პერპენდიკულარულია ტალღის გავრცელების მიმართულებაზე. ნახ. 182 აჩვენებს, რომ

აქ ჩანაცვლება (2-დან), ჩვენ ვპოულობთ

იმის გათვალისწინებით, რომ თანაფარდობა არის აჩქარება, რომლითაც მუხტი მოძრაობდა დროის ინტერვალის განმავლობაში 0-დან, ჩვენ გადავწერთ ამ გამოსახულებას სახით

უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ ყურადღებას ვაქცევთ იმ ფაქტს, რომ ტალღის ელექტრული ველის სიძლიერე მცირდება უკუპროპორციულად ცენტრიდან დაშორებით, ელექტროსტატიკური ველის სიძლიერისგან განსხვავებით, რომელიც პროპორციულია ასეთი დამოკიდებულების მანძილისა და მოსალოდნელია, თუ გავითვალისწინებთ ენერგიის შენარჩუნების კანონს. ვინაიდან სიცარიელეში ტალღის გავრცელებისას არ ხდება ენერგიის შთანთქმა, ენერგიის რაოდენობა, რომელიც გაიარა ნებისმიერი რადიუსის სფეროზე, იგივეა. ვინაიდან სფეროს ზედაპირის ფართობი მისი რადიუსის კვადრატის პროპორციულია, ენერგიის ნაკადი მისი ზედაპირის ერთეულში უნდა იყოს უკუპროპორციული რადიუსის კვადრატთან. იმის გათვალისწინებით, რომ ტალღის ელექტრული ველის ენერგეტიკული სიმკვრივე ტოლია, დავასკვნით, რომ

გარდა ამისა, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ ტალღის ველის სიძლიერე ფორმულაში (4) დროის მომენტში დამოკიდებულია მუხტის აჩქარებაზე და დროის მომენტში, მომენტში გამოსხივებული ტალღა გარკვეული დროის შემდეგ აღწევს მანძილზე მდებარე წერტილს. ტოლია

რხევადი მუხტის გამოსხივება.ახლა დავუშვათ, რომ მუხტი მუდმივად მოძრაობს სწორი ხაზის გასწვრივ გარკვეული ცვლადი აჩქარებით საწყისთან ახლოს, მაგალითად, ის ასრულებს ჰარმონიულ რხევებს. სანამ ის არის, ის განუწყვეტლივ გამოსცემს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს. ტალღის ელექტრული ველის სიძლიერე წერტილში, რომელიც მდებარეობს კოორდინატების საწყისიდან დაშორებით, კვლავ განისაზღვრება ფორმულით (4), ხოლო ველი დროის მომენტში დამოკიდებულია მუხტის აჩქარებაზე ადრეულ მომენტში.

მუხტის მოძრაობა იყოს ჰარმონიული რხევა საწყისთან გარკვეული ამპლიტუდით A და w სიხშირით:

ასეთი მოძრაობის დროს მუხტის აჩქარება მოცემულია გამოხატვით

მუხტის აჩქარების (5) ფორმულით ჩანაცვლებით, მივიღებთ

ელექტრული ველის ცვლილება ნებისმიერ წერტილში ასეთი ტალღის გავლისას არის ჰარმონიული რხევა სიხშირით, ანუ რხევადი მუხტი ასხივებს მონოქრომატულ ტალღას. რა თქმა უნდა, ფორმულა (8) მოქმედებს A მუხტის რხევების ამპლიტუდაზე მეტ მანძილზე.

ელექტრომაგნიტური ტალღის ენერგია.მუხტის მიერ გამოსხივებული მონოქრომატული ტალღის ელექტრული ველის ენერგიის სიმკვრივე შეგიძლიათ იხილოთ ფორმულის გამოყენებით (8):

ენერგიის სიმკვრივე პროპორციულია მუხტის რხევის ამპლიტუდის კვადრატისა და სიხშირის მეოთხე სიმძლავრისა.

ნებისმიერი რყევა დაკავშირებულია ენერგიის პერიოდულ გადასვლასთან ერთი ფორმიდან მეორეზე და პირიქით. მაგალითად, მექანიკური ოსცილატორის რხევებს თან ახლავს კინეტიკური ენერგიის და ელასტიური დეფორმაციის პოტენციური ენერგიის ურთიერთგარდაქმნები. წრეში ელექტრომაგნიტური რხევების შესწავლისას დავინახეთ, რომ მექანიკური ოსცილატორის პოტენციური ენერგიის ანალოგი არის ელექტრული ველის ენერგია კონდენსატორში, ხოლო კინეტიკური ენერგიის ანალოგი არის კოჭის მაგნიტური ველის ენერგია. ეს ანალოგია მოქმედებს არა მხოლოდ ლოკალიზებული რხევებისთვის, არამედ ტალღური პროცესებისთვისაც.

მონოქრომატულ ტალღაში, რომელიც მოძრაობს ელასტიურ გარემოში, კინეტიკური და პოტენციური ენერგიის სიმკვრივეები თითოეულ წერტილში ასრულებენ ჰარმონიულ რხევებს გაორმაგებული სიხშირით და ისე, რომ მათი მნიშვნელობები ნებისმიერ დროს ემთხვევა. იგივეა მოგზაურობის მონოქრომატულ ელექტრომაგნიტურ ტალღაში: ელექტრული და მაგნიტური ველების ენერგიის სიმკვრივეები, რომლებიც ქმნიან ჰარმონიულ რხევას სიხშირით, ტოლია ერთმანეთის ნებისმიერ წერტილში, ნებისმიერ დროს.

მაგნიტური ველის ენერგიის სიმკვრივე გამოიხატება B ინდუქციის მიხედვით შემდეგნაირად:

ელექტრული და მაგნიტური ველების ენერგეტიკული სიმკვრივის გათანაბრება მოგზაურ ელექტრომაგნიტურ ტალღაში, ჩვენ დარწმუნებულები ვართ, რომ მაგნიტური ველის ინდუქცია ასეთ ტალღაში დამოკიდებულია კოორდინატებზე და დროზე ისევე, როგორც ელექტრული ველის სიძლიერე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მიმავალი ტალღის დროს, მაგნიტური ველის ინდუქცია და ელექტრული ველის სიძლიერე უდრის ერთმანეთს ნებისმიერ დროს, ნებისმიერ დროს (გაუსის ერთეულების სისტემაში):

ელექტრომაგნიტური ტალღის ენერგიის ნაკადი.ელექტრომაგნიტური ველის მთლიანი ენერგიის სიმკვრივე მოგზაურ ტალღაში ორჯერ აღემატება ელექტრული ველის ენერგიის სიმკვრივეს (9). ტალღის მიერ გადატანილი ენერგიის ნაკადის სიმკვრივე y უდრის ენერგიის სიმკვრივისა და ტალღის გავრცელების სიჩქარის ნამრავლს. ფორმულით (9) შეიძლება დავინახოთ, რომ ენერგიის ნაკადი ნებისმიერ ზედაპირზე რხევა სიხშირით.ენერგეტიკული ნაკადის სიმკვრივის საშუალო მნიშვნელობის საპოვნელად საჭიროა დროთა განმავლობაში საშუალო გამოხატულება (9). ვინაიდან საშუალო მნიშვნელობა არის 1/2, ჩვენ ვიღებთ

ბრინჯი. 183. ენერგიის კუთხური განაწილება“ რხევადი მუხტით გამოსხივებული

ენერგიის ნაკადის სიმკვრივე ტალღაში დამოკიდებულია მიმართულებაზე: საერთოდ არ გამოიყოფა ენერგია იმ მიმართულებით, რომელშიც ხდება მუხტის რხევები.ენერგიის უდიდესი რაოდენობა გამოიყოფა ამ მიმართულებით პერპენდიკულარულ სიბრტყეში. 183. მუხტი ირხევა ღერძის გასწვრივ

ენერგიის მიმართულება, ანუ დიაგრამა გვიჩვენებს ამ სეგმენტების ბოლოების დამაკავშირებელ ხაზს.

ენერგიის განაწილება მიმართულებით სივრცეში ხასიათდება ზედაპირით, რომელიც მიიღება დიაგრამის ღერძის გარშემო ბრუნვით.

ელექტრომაგნიტური ტალღების პოლარიზაცია.ვიბრატორის მიერ ჰარმონიული რხევების დროს წარმოქმნილ ტალღას მონოქრომატული ეწოდება. მონოქრომატულ ტალღას ახასიათებს გარკვეული სიხშირე co და ტალღის სიგრძე X. ტალღის სიგრძე და სიხშირე დაკავშირებულია ტალღის გავრცელების სიჩქარით c:

ვაკუუმში ელექტრომაგნიტური ტალღა განივია: ტალღის ელექტრომაგნიტური ველის სიძლიერის ვექტორი, როგორც ზემოაღნიშნული მსჯელობიდან ჩანს, პერპენდიკულარულია ტალღის გავრცელების მიმართულებაზე. დავხაზოთ Р დაკვირვების წერტილი ნახ. 184 სფერო, რომელიც ორიენტირებულია საწყისზე, რომლის ირგვლივ რხევა გამოსხივებული მუხტი ღერძის გასწვრივ. გაავლეთ მასზე პარალელები და მერიდიანები. მაშინ ტალღის ველის ვექტორი E მიმართული იქნება მერიდიანზე ტანგენციალურად, ხოლო ვექტორი B პერპენდიკულარულია E ვექტორზე და მიმართულია ტანგენციალურად პარალელურზე.

ამის გადასამოწმებლად, მოდით უფრო დეტალურად განვიხილოთ კავშირი ელექტრულ და მაგნიტურ ველებს შორის მოძრავ ტალღაში. ეს ველები ტალღის გამოსხივების შემდეგ აღარ ასოცირდება წყაროსთან. როდესაც ტალღის ელექტრული ველი იცვლება, წარმოიქმნება მაგნიტური ველი, რომლის ძალის ხაზები, როგორც ვნახეთ გადაადგილების დენის შესწავლისას, პერპენდიკულარულია ელექტრული ველის ძალის ხაზებზე. ეს ალტერნატიული მაგნიტური ველი, იცვლება, თავის მხრივ იწვევს მორევის ელექტრული ველის გამოჩენას, რომელიც პერპენდიკულარულია მის წარმოქმნილ მაგნიტურ ველზე. ამრიგად, ტალღის გავრცელების დროს, ელექტრული და მაგნიტური ველები მხარს უჭერენ ერთმანეთს და მუდმივად რჩებიან ურთიერთ პერპენდიკულურად. ვინაიდან მოგზაურობის ტალღაში ელექტრული და მაგნიტური ველები ფაზაში იცვლება ერთმანეთთან, ტალღის მყისიერი „პორტრეტი“ (ვექტორები E და B ხაზის სხვადასხვა წერტილში გავრცელების მიმართულებით) აქვს ნახ. 185. ასეთ ტალღას წრფივი პოლარიზებული ეწოდება. ჰარმონიული რხევითი მუხტი ასხივებს ხაზობრივად პოლარიზებულ ტალღებს ყველა მიმართულებით. წრფივი პოლარიზებულ ტალღაში, რომელიც მოძრაობს ნებისმიერი მიმართულებით, ვექტორი E ყოველთვის ერთ სიბრტყეშია.

ვინაიდან ხაზოვანი ელექტრომაგნიტური ვიბრატორის მუხტები ასრულებენ სწორედ ასეთ რხევად მოძრაობას, ვიბრატორის მიერ გამოსხივებული ელექტრომაგნიტური ტალღა წრფივად პოლარიზებულია. ამის ექსპერიმენტულად გადამოწმება ადვილია მიმღები ვიბრატორის ორიენტაციის შეცვლით გამოსხივებულთან შედარებით.

ბრინჯი. 185. ელექტრული და მაგნიტური ველები მოძრავ წრფივად პოლარიზებულ ტალღაში

სიგნალი ყველაზე დიდია მაშინ, როდესაც მიმღები ვიბრატორი ემიტირებულის პარალელურია (იხ. სურ. 178). თუ მიმღები ვიბრატორი პერპენდიკულარულად არის მოქცეული ემიტირებული ვიბრატორის მიმართ, მაშინ სიგნალი ქრება. მიმღებ ვიბრატორში ელექტრული რხევები შეიძლება გამოჩნდეს მხოლოდ ვიბრატორის გასწვრივ მიმართული ტალღის ელექტრული ველის კომპონენტის გამო. მაშასადამე, ასეთი ექსპერიმენტი მიუთითებს იმაზე, რომ ტალღაში ელექტრული ველი რადიაციული ვიბრატორის პარალელურია.

ასევე შესაძლებელია განივი ელექტრომაგნიტური ტალღების პოლარიზაციის სხვა ტიპები. თუ, მაგალითად, ვექტორი E ტალღის გავლის რაღაც მომენტში თანაბრად ბრუნავს გავრცელების მიმართულებით და რჩება უცვლელი აბსოლუტურ მნიშვნელობაში, მაშინ ტალღას ეწოდება წრიულად პოლარიზებული ან პოლარიზებული წრეში. ასეთი ელექტრომაგნიტური ტალღის ელექტრული ველის მყისიერი „პორტრეტი“ ნაჩვენებია ნახ. 186.

ბრინჯი. 186. ელექტრული ველი მოძრავი წრიულად პოლარიზებულ ტალღაში

წრიულად პოლარიზებული ტალღა შეიძლება მიღებულ იქნეს ერთიდაიგივე სიხშირის და ამპლიტუდის ორი წრფივი პოლარიზებული ტალღის დამატებით, რომლებიც გავრცელდებიან იმავე მიმართულებით, რომლებშიც ელექტრული ველის ვექტორები ერთმანეთის პერპენდიკულურია. თითოეულ ტალღაში ელექტრული ველის ვექტორი თითოეულ წერტილში ასრულებს ჰარმონიულ რხევას. იმისათვის, რომ ასეთი ორმხრივი პერპენდიკულარული რხევების ჯამმა გამოიწვიოს მიღებული ვექტორის ბრუნვა, აუცილებელია ფაზის ცვლა.

ტალღის იმპულსი და მსუბუქი წნევა.ენერგიასთან ერთად იმპულსი აქვს ელექტრომაგნიტურ ტალღასაც. თუ ტალღა შეიწოვება, მაშინ მისი იმპულსი გადაეცემა ობიექტს, რომელიც შთანთქავს მას. აქედან გამომდინარეობს, რომ შთანთქმის დროს ელექტრომაგნიტური ტალღა ახდენს ზეწოლას ბარიერზე. ტალღის წნევის წარმოშობა და ამ წნევის მნიშვნელობა შეიძლება აიხსნას შემდეგნაირად.

მიმართულია სწორი ხაზით. მაშინ P მუხტის მიერ შთანთქმული სიმძლავრე უდრის

ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ ინციდენტის ტალღის მთელი ენერგია შთანთქავს ბარიერს. ვინაიდან ტალღას მოაქვს ენერგია ბარიერის ზედაპირის ფართობის ერთეულზე ერთეულ დროში, ტალღის მიერ განხორციელებული წნევა ნორმალურ ჭრილში ტოლია ტალღის ენერგიის სიმკვრივისა. დრო იმპულსი უდრის, ფორმულის მიხედვით (15), აბსორბირებული ენერგია გაყოფილი სინათლის სიჩქარეზე. და ეს ნიშნავს, რომ შთანთქმის ელექტრომაგნიტურ ტალღას ჰქონდა იმპულსი, რომელიც უდრის ენერგიის გაყოფას სინათლის სიჩქარეზე.

პირველად, ელექტრომაგნიტური ტალღების წნევა ექსპერიმენტულად აღმოაჩინა პ.ნ. ლებედევმა 1900 წელს უკიდურესად დახვეწილი ექსპერიმენტებით.

რით განსხვავდება კვაზი სტაციონარული ელექტრომაგნიტური რხევები დახურულ რხევის წრეში ღია ვიბრატორის მაღალი სიხშირის რხევებისგან? მომეცი მექანიკური ანალოგი.

ახსენით, რატომ არ ხდება ელექტრომაგნიტური კვაზი-სტაციონარული რხევების დროს დახურულ წრეში ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივება. რატომ წარმოიქმნება გამოსხივება ღია ვიბრატორში ელექტრომაგნიტური რხევების დროს?

აღწერეთ და ახსენით ჰერცის ექსპერიმენტები ელექტრომაგნიტური ტალღების აგზნებისა და გამოვლენის შესახებ. რა როლს ასრულებს ნაპერწკლის უფსკრული ვიბრატორების გადამცემ და მიმღებში?

ახსენით, როგორ იქცევა ელექტრული მუხტის აჩქარებული მოძრაობით გრძივი ელექტროსტატიკური ველი მის მიერ გამოსხივებული ელექტრომაგნიტური ტალღის განივი ელექტრულ ველად.

ენერგეტიკული მოსაზრებებიდან გამომდინარე, აჩვენეთ, რომ ვიბრატორის მიერ გამოსხივებული სფერული ტალღის ელექტრული ველის სიძლიერე მცირდება 1 1r-ით (ელექტროსტატიკური ველისგან განსხვავებით).

რა არის მონოქრომატული ელექტრომაგნიტური ტალღა? რა არის ტალღის სიგრძე? როგორ უკავშირდება ის სიხშირეს? რა არის ელექტრომაგნიტური ტალღების განივი თვისება?

რა არის ელექტრომაგნიტური ტალღის პოლარიზაცია? რა სახის პოლარიზაცია იცით?

რა არგუმენტების მოყვანა შეგიძლიათ იმ ფაქტის დასაბუთებლად, რომ ელექტრომაგნიტურ ტალღას აქვს იმპულსი?

ახსენით ლორენცის ძალის როლი ბარიერზე ელექტრომაგნიტური ტალღის წნევის ძალის წარმოქმნაში.

), რომელიც აღწერს ელექტრომაგნიტურ ველს, თეორიულად აჩვენა, რომ ელექტრომაგნიტური ველი ვაკუუმში შეიძლება არსებობდეს წყაროების არარსებობის შემთხვევაშიც - მუხტები და დენები. ველს წყაროების გარეშე აქვს ტალღების ფორმა, რომელიც ვრცელდება სასრული სიჩქარით, რომელიც ვაკუუმში უდრის სინათლის სიჩქარეს: თან= 299792458±1,2 მ/წმ. ვაკუუმში ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების სიჩქარის დამთხვევამ ადრე გაზომულ სინათლის სიჩქარესთან მისცა საშუალება მაქსველს დაესკვნა, რომ სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღები. ეს დასკვნა მოგვიანებით დაედო საფუძველი სინათლის ელექტრომაგნიტურ თეორიას.

1888 წელს ელექტრომაგნიტური ტალღების თეორიამ მიიღო ექსპერიმენტული დადასტურება გ.ჰერცის ექსპერიმენტებში. მაღალი ძაბვის წყაროსა და ვიბრატორების გამოყენებით (იხ. ჰერცის ვიბრატორი), ჰერცმა შეძლო დახვეწილი ექსპერიმენტების ჩატარება ელექტრომაგნიტური ტალღის გავრცელების სიჩქარისა და მისი სიგრძის დასადგენად. ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღის გავრცელების სიჩქარე სინათლის სიჩქარის ტოლია, რამაც დაამტკიცა სინათლის ელექტრომაგნიტური ბუნება.