Электромагнитные волны

Мы знаем, что длина электромагнитных волн бывает самой разной. Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн. При изучении этой малой части спектра были открыты другие излучения с необычными свойствами. Принято выделять низкочастотное излучение, радиоизлучение, инфракрасные лучи, видимый свет, ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и γ-излучение.

Д.Максвелл разработал теорию электромагнитных явлений и показал, что в природе должны существовать электромагнитные волны, а Герц получил и исследовал их экспериментально. Из теории Максвелла следовало, что световое излучение представляет собой очень короткие электромагнитные волны, создаваемые собственными вибраторами: атомами и молекулами. К концу прошлого столетия было известно электромагнитное излучение с различными длинами волн.

Электромагнитные излучения с различными длинами волн имеют много отличий, но все они одной физической природы. Все виды электромагнитных излучений в большей или меньшей степени проявляют свойства: интерференции, дифракции, поляризации и обнаруживают квантовые свойства.

Вид излучения	источник	приемник	диапазон	свойства	применение
Радиоволны Инфракрасное Видимое Ультрафиолетовое Рентгеновское Гамма излучение	Открытый колебательный контур Нагретое тело Нагретое тело до 800С Солнце, кварцевые лампы Рентгеновская трубка Радиоактивные ядра	Антенна Болометр, тепловизор Глаз Фотопластинки Фотопленка Дозиметры, счетчик Гейгера	3кГц-310¹² Гц 10¹²Гц-10¹⁴Гц 410¹⁴ 8* 10 ¹⁴Гц 10¹⁴Гц- 10^{16 Гц} 10^{15 -}10²⁰Гц Более 10²⁰Гц	Несет информацию, отражается от ионосферы Нагревает поверхность Вызывает зрительные образы Ионизация, загар, дезинфекция, фотосинтез Высокая проникающая способность Наибольшая проникающая способность	Радиосвязь Cушка, приборы ночного видения Оптические приборы Медицина, дактилоскопия Диагностика, лечение Диагностика, лечение, астрономия

Деление электромагнитных излучений по диапазонам условное. Четкой границы между областями нет. Названия областей сложились исторически, они лишь служат удобным средством классификации источников излучений.

Все диапазоны шкалы электромагнитных излучений имеют общие свойства:

· Физическая природа всех излучений одинакова

· Все излучения распространяются в вакууме с одинаковой скоростью, равной 3*10⁸ м/с

· Все излучения обнаруживают общие волновые свойства (отражение, преломление, интерференцию, дифракцию, поляризацию)

Радиоволны

Радиоволны – это электромагнитные волны с длиной волны λ=10^-3—10³ м., а частотный диапазон их ν = 10⁵—10¹¹ Гц. Определите диапазоны по таблице сами.

Получают радиоволны с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов.

Свойства:

Радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства дифракции и интерференции.

Применение: Радиосвязь, телевидение, радиолокация.

Инфракрасное излучение

электромагнитное излучение, занимающее на шкале электромагнитных волн область между красными лучами и радиоизлучением, чему соответствует диапазон длин волн

от ~ 760 нм до ~ 2 мм.

Солнечное излучение включает в себя также э/м волны, частоты которых ниже или выше видимого диапазона.

Видеофрагмент об обнаружении инфракрасных лучей.

ИК-излучение было открыто в 1800 г. английским физиком и астрономом Вильямом Гершелем. Частота этого излучения меньше частоты красного света. Диапазон ИК-излучения находится между 3*10¹¹—4*10¹⁴ Гц.

Источники ИК-излучения: Солнце (50% его полного излучения), лампы накаливания с вольфрамовой нитью (70–80% их излучения), угольная электрическая дуга, и, вообще, любое нагретое тело; излучается атомами и молекулами вещества.

Свойства:

1.Проходит через некоторые непрозрачные тела, также сквозь дождь, дымку, снег.

2.Производит химическое действие на фотопластинки.

3.Поглощаясь веществом, нагревает его.

4.Вызывает внутренний фотоэффект у германия.

5.Невидимо.

6.Способно к явлениям интерференции и дифракции.

Применение:

· Получают изображения предметов в темноте, приборах ночного видения (ночные бинокли), тумане.

· Используют в криминалистике, в физиотерапии.

· в промышленности для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины, фруктов.

Свет (видимое излучение)