 |
Э-М волны как своб. Вид материи. Э-м волны
|
|
|
|
Максвелл разработал теорию Э-м поля: ~электр.поле пораждает МП.
Энегрия Э-м поля — сумма энергий МП и эл.поля: W=Wэ+Wм
Плотность энергии: ω= ωэ+ωм=εεoE2 /2 + B2/2μμo
Э-м волны-распространяющееся в пространстве Э-м поле
Скорость волны: V=1/√εεoμμo В вакууме: c=1/√εoμo=3*108 м/c
Длина волны — расстояние, на которое перемещается Э-м
волна за время=одному периоду колебания: λ=c/V
Если волна переходит из вакуума в др.среду — длина волны и скорость
уменьшаются, а частота остается прежней: λ=c/v
Э-м волны — поперечные. Вектор магнитной индукции перпендикулярен
вектору напряженности и направлению распростран.волны
+РИСУНОК (16.3) СО СТРАНИЦЫ 270
Э-м волна монохроматич.-то E и B соверш.гарм.колеб с постоян.частотой
Свойства Э-м волн: поглащение,отражен,преломлен,интерференц,дифрац.
ОТКРЫТЫЙ КОЛЕБ.КОНТУР. СВОЙСТВА Э-м ВОЛН
Герц создал открыт.колеб.контур -ввел в закр.кол.контур искровой промежут.
Искра замыкала контур — совершалась серия Э-м колебаний
В этом кол.контуре ~электрич. поле существовало снаружи контура и было
затухающим (существовало сопротивление и Э-м волны теряди энергию)
Чтобы получить нехатух.колеб — нужно открыт.кол.контур соединить
с генератором на транзисторе +РИСУНОК (16.6) СО СТРАНИЦЫ 272
т.к v=1/T и T=2П√LC, то для повышен.частоты нужно уменьшать L и C
Свойства Э-м волн: поглащение,отражен,преломлен,интерференц,дифрац.
Все свойства Э-м волн совпадают со свойствами света. Свет=Э-м излучение
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИОСВЯЗИ. ИЗОБРЕТЕНИЕ РАДИО ПОПОВЫМ
Радиосвязь-передача информации с помощью радиоволн, охватывающих широ-
кий диапазон: частота от 3*104 до 3*1011; Длина волны от 0,0001 до 1000 м
|
|
|
Принцип радиосвязи: ~ток высокой частоты создается в передающ.антенне и
вызывает в пространстве быстроменяющееся Э-м поле. Достигая приемной
антенны, Э-м волна вызывает в ней ~ток той же частоты
Попов создал 1ый радиоприемник — на когерер действовали Э-м волны-
под влиянием Э-м волн металлич.опилки в когерере слипались и через
когерер шел ток (цепь замкнута). После этого, ток течет через реле, звонок
разрывает церь и приемник возвращается в первоначальное состояние
Радиопередатчик излучает незатух.колебаний высокой частоты.
Приемник принимает Э-м волны, входит в резонанс, детектор выделяет
НЧ колебания из моделируемых колебаний ВЧ.
Э-м природа света. V распространения света.
Оптика — изучает видимый свет и короткие Э-м волны
Геометрич.оптика на рассматривает вопросов о природе света, т.е
изучает отражение и преломление. Физич.оптика изуч.природу света.
Существовало 2 теории: Ньютон считал, что свет=поток частиц
Гюйгенс, что свет=волна, распространяющ. Со скоростью V=c/√εμ
Док-во теории Ньютона: преломление и отражение света
Док-во теории Гюйгенса: интерференция, дифракция, поляризация
Свет имеет корпускулярно-волновую природу!
Свет-Э-м излучение, воспринимаемое чел.глазом. Длина волны видимого
света от 0,38 до 0,76 мкм.
Фотометрия-раздел физ.оптики, изучающ.изменен Э-м излуч.оптич.диспазона
Майкельсон установил, что 1)Скорость света в вакууме больше,
чем в др.средах 2)Скорость света на зависит от скорости его источника
Световой поток. Сила света
1)Световой поток: Ф=PV Ф=IΩ [Ф]=Лм (люмен). Это мощность видимой части
излучения, распространяющегося внутри телесного угла. Оценивается по
действию этого излучения на норм.глаз.
1 люмен=сила света,испускаемая с поверхн.S=1/60000 м2 полного излуч.
в перпенд.направлении при t излучателся=tзатвер.платины при p=101325 Па
2) Сила света: I=Ф/Ω I=Ф/4П [I]=Кд (Кандела) Это свечение источ.видимого
|
|
|
излуч. В не котор.направл.
Точечный источник света-если его размеры принебрежимо малы по сравнен. С расст,
на котором оценивается его действие.
Ω=4Пср — угол, охватывающий все пространство вокруг ТИ.
Телесный угол-отношение площади поверхности, вырезанной на сфере конуса
с вершиной в т.О к квадрату радиуса сферу. [ Ω ] =ср
1ср=телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности
сферы S=S квадрату со стороной=R сферы.
Законы освещ. Светимость звезд. Абсолютная звезд.велич
E=Ф/S [E]= лм/м2 = лк(люкс) 1люкс-освещен,созд.свет.потоком 1 люмен при
равномерном его распределении по S=1м2
1ый закон:освещен.в кажд.точке поверх,на которой перпен.падает свет, пропорц.
Силе света и обр.проп.квадрату расстояния до ист. E=I/R2
док-во: E=Ф/S=I Ω/4ПR2=I4П/4ПR2=I/R2
2ой закон: Освещен. Поверхн.,создав.|| лучами прямопроп.cos'у угла падения лучей
E=I/R2 * cosa док-во Ф=ES Ф=EoSo So=Scosa Ф=EoScosa ES=EoScosa E=Eocosa
т.к So перпен. No, Eo=I/R2
Звезд.велич: m=-2,5lgФ+C Если наблюдатель находится на R расстоянии, окружим
звезду сферой радиусом R, то Ф=L/S=L/4ПR2 m=-2,5lgL/4ПR2+C
Абсолютная зв.велич-зв.велич,которую имела бы звезда на R=10 ПК
M=-2,5lgL/4П100 + C -2,5lgL/4П100 + C + 2,5lgL/4ПR2 – C = -2,5lgL +2,5lg4П100 +2,5lgL -
-2,5lg4ПR2 = 2,5lg4П+2,5 lg100 -2,5lg4П-2,5lgR 2 = 2,5*2-2,5*2lgR=5-5lgR M=m-5lgR+5
Принцип Гюйгенса. Док-ва законов отражения
Принцип Гюйгенса:каждая точка среды,до которой вошло возмущение, сама становит-
ся источ.втор.волн. Законы отраж:1)Падающ.луч,отражен.луч и перпен,восставленный
в.падения луча к границе 2х сред, лежат в 1 плоскости. 2)a=b
док-во: плоская волна,огранич.лучами АO и BC падает на гран.разд.2х сред MM'
Угол паден-угол a между перпенд. NN1 и падающим лучом AO к поверхности MM'
Фронт волны OC достигнет MM' в.О. Когда луч BC придет в.D, около.О возникнит
сферическая волна радиуса OF=CD. Построим огибающую DF вторичных сферических
волн. Она=касательной,провед.из.D к полусфере в точке O и к любой другой полусфере.
т.е касательная DF=фронт плоской отраженной волны. Луч, отраженный в.O, пойдет
отратно под углом b и перпендик. Фронту волны DF. OFD и OCD имеют
равные катеты OF=CD и общ.гипотенузу OD. т.е угол FDO=углуCOD =>а=b чтд
|
|
|
