Вопросы для самоконтроля

1. Расскажите об источниках электроэнергии.

2. Привести доводы за и против использования альтернативных источников энергии.

3. Объясните принцип передачи электроэнергии.

Тема 18: Электромагнитные волны.

План:

1. Электромагнитное поле как особый вид материи.
2. Электромагнитные волны.
3. Вибратор Герца.
4. Открытый колебательный контур.

Вопрос 1. Электромагнитное поле как особый вид материи. Под электромагнитным полем понимают вид материи, характеризующийся совокупностью взаимосвязанных и взаимно обусловливающих друг друга электрического и магнитного полей. Электромагнитное поле может существовать при отсутствии другого вида материи — вещества, характеризуется непрерывным распределением в пространстве (электромагнитная волна в вакууме) и может проявлять дискретную структуру (фотоны). В вакууме поле распространяется со скоростью света, полю присущи характерные для него электрические и магнитные свойства, доступные наблюдению. Электромагнитное поле оказывает силовое воздействие на электрические заряды.

Вопрос 2. Электромагнитные волны. Существование электромагнитных волн было теоретически предсказано великим английским физиком Дж. Максвеллом в 1864 году. Максвелл проанализировал все известные к тому времени законы электродинамики и сделал попытку применить их к изменяющимся во времени электрическому и магнитному полям. Он обратил внимание на ассиметрию взаимосвязи между электрическими и магнитными явлениями. 

Всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты.Максвелл высказал гипотезу о существовании и обратного процесса: Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле. Выводы: 1. Существуют электромагнитные волны, то есть распространяющееся в пространстве и во времени электромагнитное поле. Электромагнитные волны поперечны. 2. Электромагнитные волны распространяются в веществе сконечной скоростью – скоростью света 300000 км/с.

Вопрос 3. Вибратор Герца. Герц изготовил вибратор (излучатель) и резонатор (приёмник) электромагнитных волн. В 1888 году Герц экспериментально доказал существование предсказанных Максвеллом электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве. Вибратор Герца представлял собой два медных прутка с насаженными на ближних концах латунными шариками. Между ними оставался зазор – искровой промежуток. К медным стержням подводился ток высокого напряжения. Чтобы улавливать излучаемые волны, Герц применил резонатор – проволочное незамкнутое кольцо с такими же, как у «передатчика» латунными шариками на концах и регулируемым искровым промежутком. Изменяя размеры и положение резонатора, ученый настраивал его на частоту колебаний вибратора. В резонаторе проскакивали маленькие искры в те самые моменты, когда происходили разряды между шариками вибратора.

Вопрос 4. Открытый колебательный контур. Электромагнитные колебания, возникшие в замкнутом контуре, в окружающее его пространство практически не излучаются. Для этих целей примеряется открытый колебательный контур, который называется антенной или вибратором. Если раздвигать пластины конденсатора, интенсивность излучения электромагнитных волн в окружающее пространство будет возрастать, а замкнутый колебательный контур превратится в открытый.При появлении в ней колебаний электрического тока вокруг антенны будут образовываться переменные магнитное и электрическое поля, создающие в совокупности электромагнитное поле. Это поле распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн.