Yang menemukan gelombang elektromagnetik? gelombang elektromagnetik - meja. Jenis gelombang elektromagnetik

gelombang elektromagnetik (Tabel yang akan diberikan di bawah) mewakili gangguan dari medan magnet dan listrik didistribusikan dalam ruang. Mereka ada beberapa jenis. Studi tentang gangguan ini bergerak dalam bidang fisika. Gelombang elektromagnetik yang dihasilkan karena fakta bahwa medan magnet listrik bolak menghasilkan, dan ini pada gilirannya menghasilkan listrik.

penelitian sejarah

Teori pertama, yang dapat dianggap sebagai varian tertua dari gelombang elektromagnetik hipotesis, setidaknya pada saat Huygens. Pada saat itu, spekulasi mencapai pembangunan yang terukur. Huygens pada 1678, tahun menghasilkan semacam "garis" teori - "Treatise on dunia". Pada tahun 1690 ia juga menerbitkan karya lain yang sangat baik. Telah dinyatakan teori kualitatif refleksi, refraksi dalam bentuk yang sekarang ini diwakili dalam buku pelajaran sekolah ( "Gelombang elektromagnetik", kelas 9).

Seiring dengan ini telah dirumuskan prinsip Huygens'. Dengan itu menjadi mungkin untuk mempelajari gerak gelombang depan. Prinsip ini kemudian ditemukan perkembangannya dalam karya Fresnel. Prinsip Huygens memiliki makna khusus dalam teori difraksi dan teori gelombang cahaya.

Dalam 1660-1670 tahun jumlah besar kontribusi eksperimental dan teoritis dibuat dalam studi Hooke dan Newton. Yang menemukan gelombang elektromagnetik? Siapa percobaan dilakukan untuk membuktikan keberadaan mereka? Apa jenis gelombang elektromagnetik? Tentang ini nanti.

justifikasi Maxwell

Sebelum kita berbicara tentang yang menemukan gelombang elektromagnetik, harus dikatakan bahwa ilmuwan pertama yang memprediksi keberadaan mereka secara umum, telah menjadi Faraday. hipotesisnya ia mengemukakan pada tahun 1832, tahun. Teori konstruksi kemudian terlibat dalam Maxwell. Dengan 1865, tahun kesembilan telah menyelesaikan pekerjaan. Akibatnya, Maxwell ketat diformalkan teori matematika, membenarkan adanya fenomena dalam pertimbangan. Dia juga telah ditentukan kecepatan propagasi gelombang elektromagnetik, bertepatan dengan nilai kemudian berlaku kecepatan cahaya. Hal ini, pada gilirannya, memungkinkan dia untuk membuktikan hipotesis bahwa cahaya adalah jenis radiasi dipertimbangkan.

deteksi eksperimental

Teori Maxwell dikonfirmasi dalam percobaan Hertz pada tahun 1888. Ini harus dikatakan bahwa fisikawan Jerman melakukan eksperimen untuk membantah teori, meskipun dasar matematika nya. Namun, berkat eksperimen Hertz adalah orang pertama yang menemukan gelombang elektromagnetik dalam praktek. Selain itu, dalam perjalanan percobaan mereka, para ilmuwan telah mengidentifikasi sifat-sifat dan karakteristik dari radiasi.

Gelombang elektromagnetik Hertz diterima karena seri pulsa eksitasi cepat mengalir di vibrator dengan cara sumber tegangan tinggi. arus frekuensi tinggi dapat dideteksi dengan sirkuit. Frekuensi osilasi pada saat yang sama akan menjadi lebih tinggi, semakin tinggi kapasitansi dan induktansi. Tapi frekuensi tinggi ini tidak ada aliran tinggi jaminan. Untuk melakukan percobaan mereka, Hertz menggunakan perangkat yang cukup sederhana, yang sekarang disebut - "antena dipol". Perangkat ini merupakan rangkaian osilasi dari tipe terbuka.

Pengalaman berkendara Hertz

Daftar radiasi dilakukan dengan cara vibrator menerima. Perangkat ini memiliki struktur yang sama seperti yang dari perangkat memancarkan. Di bawah pengaruh gelombang elektromagnetik listrik bolak-balik bidang eksitasi fluktuasi saat ini terjadi di perangkat penerima. Jika di perangkat ini frekuensi dan frekuensi bertepatan fluks alam, resonansi muncul. Akibatnya, gangguan terjadi di sebuah alat penerima dengan amplitudo yang lebih besar. Peneliti menemukan mereka, menonton bunga api antara konduktor di celah kecil.

Dengan demikian, Hertz adalah orang pertama yang menemukan gelombang elektromagnetik, membuktikan kemampuan mereka untuk mencerminkan baik pada konduktor. Mereka hampir dibenarkan pembentukan cahaya berdiri. Selain itu, Hertz ditentukan kecepatan propagasi gelombang elektromagnetik di udara.

Studi tentang karakteristik

gelombang elektromagnetik merambat di hampir semua lingkungan. Dalam ruang, yang diisi dengan zat radiasi mungkin dalam beberapa kasus didistribusikan cukup baik. Tapi mereka sedikit mengubah perilaku mereka.

gelombang elektromagnetik dalam vakum ditentukan tanpa redaman. Mereka didistribusikan ke setiap jarak sewenang-wenang besar. Karakteristik utama termasuk gelombang polarisasi, frekuensi dan panjang. Deskripsi properti dilakukan dalam rangka elektrodinamika. Namun, karakteristik radiasi dari beberapa daerah spektrum terlibat dalam lebih spesifik bidang fisika. Ini termasuk, misalnya, mungkin termasuk optik.

Belajar radiasi elektromagnetik keras dari gelombang pendek akhir spektral dari penawaran bagian dengan energi tinggi. Mengingat dinamika ide-ide modern berhenti menjadi disiplin diri dan dikombinasikan dengan interaksi lemah dalam teori tunggal.

Teori yang diterapkan dalam mempelajari sifat-sifat

Hari ini terdapat berbagai metode untuk memfasilitasi pemodelan dan mempelajari sifat-sifat menampilkan dan getaran. Yang paling mendasar dari teori terbukti dan lengkap dari elektrodinamika kuantum dianggap. Darinya dengan satu atau penyederhanaan lainnya menjadi mungkin untuk mendapatkan satu metode berikut, yang secara luas digunakan di berbagai bidang.

Deskripsi sehubungan dengan radiasi frekuensi rendah di lingkungan makroskopik dilakukan dengan cara elektrodinamika klasik. Hal ini didasarkan pada persamaan Maxwell. Dalam aplikasi, ada aplikasi untuk menyederhanakan. Ketika mempelajari optik optik yang digunakan. Teori gelombang diterapkan dalam kasus di mana beberapa bagian dari sistem optik dari ukuran dekat dengan panjang gelombang. optik kuantum digunakan ketika proses hamburan substansial adalah, penyerapan foton.

teori optik geometris - kasus membatasi di mana panjang gelombang mengabaikan diperbolehkan. Ada juga beberapa bagian terapan dan fundamental. Ini termasuk, misalnya, termasuk astrofisika, biologi visi dan fotosintesis, Fotokimia. Bagaimana diklasifikasikan gelombang elektromagnetik? Tabel jelas menunjukkan distribusi untuk grup ditunjukkan di bawah ini.

klasifikasi

Ada rentang frekuensi gelombang elektromagnetik. Di antara mereka, tidak ada transisi tiba-tiba, kadang-kadang mereka tumpang tindih. Batas-batas antara mereka agak relatif. Karena kenyataan bahwa aliran didistribusikan terus menerus, frekuensi yang kaku terkait dengan panjang. Di bawah ini adalah rentang gelombang elektromagnetik.

Ultrashort cahaya dapat dibagi menjadi mikrometer (sub-milimeter), milimeter, centimeter, decimeter, meter. Jika panjang gelombang radiasi elektromagnetik kurang dari satu meter, maka osilasi yang disebut frekuensi super tinggi (SHF).

Jenis gelombang elektromagnetik

Di atas, berkisar dari gelombang elektromagnetik. Apa jenis arus? Kelompok radiasi pengion termasuk gamma dan sinar-X. Ini harus dikatakan yang mampu mengionisasi atom dan sinar ultraviolet, dan bahkan cahaya tampak. Margin yang gamma dan fluks sinar-X, yang didefinisikan sangat kondisional. Sebagai orientasi umum diterima batas 20 eV - 0,1 MeV. Gamma-mengalir dalam arti sempit yang dipancarkan oleh inti, X - e-atom shell selama ejeksi dari dataran rendah orbit elektron. Namun, klasifikasi ini tidak berlaku untuk radiasi keras yang dihasilkan tanpa inti dan atom.

fluks sinar-X yang dihasilkan ketika melambat partikel bermuatan cepat (proton, elektron, dan lain-lain) dan oleh karena itu proses yang terjadi di dalam kulit elektron atom. osilasi Gamma terjadi sebagai akibat dari proses dalam inti atom dan konversi partikel elementer.

stream radio

Karena nilai-nilai besar dari panjang pertimbangan gelombang ini dapat dilakukan tanpa memperhitungkan struktur atomistik medium. Sebagai pengecualian untuk melayani hanya aliran pendek yang berdekatan dengan daerah inframerah. Dalam sifat radio kuantum osilasi terjadi cukup lemah. Namun demikian, mereka perlu mempertimbangkan, misalnya, ketika menganalisis standar molekul waktu dan frekuensi selama aparat pendinginan sampai suhu beberapa derajat Kelvin.

sifat kuantum diperhitungkan dalam deskripsi osilator dan amplifier dalam milimeter dan sentimeter rentang. Slot Radio terbentuk selama gerakan konduktor AC frekuensi yang tepat. Sebuah melewati gelombang elektromagnetik dalam ruang menggairahkan arus bolak-balik, sesuai dengan itu. Properti ini digunakan dalam desain antena di radio.

arus terlihat

Ultraviolet dan radiasi infra merah terlihat dalam arti luas dari kata yang disebut-daerah spektral optik. Sorot daerah ini disebabkan tidak hanya kedekatan daerah masing-masing, tetapi mirip dengan perangkat yang digunakan dalam penelitian ini dan dikembangkan terutama dalam studi cahaya tampak. Ini termasuk, khususnya, cermin dan lensa untuk memfokuskan radiasi, difraksi kisi-kisi, prisma, dan lain-lain.

gelombang optik frekuensi sebanding dengan yang dari molekul dan atom, dan panjang mereka - dengan jarak antarmolekul dan dimensi molekul. Oleh karena itu penting dalam bidang ini adalah fenomena yang disebabkan oleh struktur atom substansi. Untuk alasan yang sama, cahaya dengan gelombang dan memiliki sifat kuantum.

Munculnya arus optik

Sumber yang paling terkenal adalah matahari. permukaan bintang (fotosfer) memiliki suhu 6000 ° Kelvin, dan memancarkan cahaya putih terang. Nilai tertinggi dari spektrum kontinu terletak di zona "hijau" - 550 nm. Ada juga sensitivitas visual yang maksimal. Fluktuasi dalam kisaran optik terjadi badan ketika dipanaskan. arus inframerah karena itu juga disebut sebagai panas.

Semakin kuat tubuh pemanasan berlangsung, semakin tinggi frekuensi di mana spektrum adalah maksimum. pijaran diamati pada suhu tertentu dinaikkan (glow dalam kisaran terlihat). Ketika pertama kali muncul merah, kemudian kuning dan kemudian. Pembentukan dan pendaftaran aliran optik dapat terjadi pada reaksi biologi dan kimia, salah satu yang digunakan dalam foto. Bagi kebanyakan makhluk hidup di bumi sebagai sumber energi melakukan fotosintesis. Reaksi biologis ini terjadi di pabrik di bawah pengaruh radiasi matahari optik.

Fitur gelombang elektromagnetik

Sifat-sifat media dan sumber mempengaruhi karakteristik aliran. Jadi dipasang, khususnya, ketergantungan waktu dari lapangan, yang menetapkan jenis aliran. Sebagai contoh, ketika jarak dari vibrator (meningkatkan) jari-jari kelengkungan menjadi lebih besar. Hasilnya adalah gelombang elektromagnetik pesawat. Interaksi dengan materi terjadi sebagai berbeda. Proses penyerapan dan emisi fluks secara umum dapat digambarkan menggunakan rasio electrodynamic klasik. Untuk gelombang rentang optik dan hard-sinar lebih harus diperhitungkan sifat kuantum mereka.

sumber sungai

Meskipun perbedaan fisik, di mana-mana - di suatu zat radioaktif, pemancar televisi, bohlam - gelombang elektromagnetik sangat antusias dengan muatan listrik yang bergerak dengan percepatan. Ada dua jenis utama sumber: mikroskopik dan makroskopik. Yang pertama terjadi transisi tiba-tiba dari partikel bermuatan dari satu ke tingkat lain dalam molekul atau atom.

sumber mikroskopis memancarkan sinar-X, gamma, ultraviolet, inframerah, terlihat, dan dalam beberapa kasus, radiasi gelombang panjang. Sebagai contoh yang terakhir adalah garis spektral hidrogen yang sesuai dengan gelombang 21 cm. Fenomena ini sangat penting dalam astronomi radio.

Sumber jenis makroskopik merupakan penghasil emisi di mana elektron bebas konduktor terbuat osilasi periodik sinkron. Dalam sistem kategori ini dihasilkan arus dari milimeter ke terpanjang (di kabel listrik).

Struktur dan kekuatan arus

Muatan listrik bergerak dengan akselerasi dan mengubah berkala arus mempengaruhi satu sama lain dengan kekuatan tertentu. besar dan arah mereka bergantung pada faktor-faktor seperti ukuran dan konfigurasi lapangan, yang berisi arus dan biaya, besarnya dan arah relatif. Substansial dipengaruhi oleh karakteristik listrik dan media tertentu serta perubahan konsentrasi dan distribusi arus sumber biaya.

Karena kompleksitas dari pernyataan masalah secara keseluruhan untuk memperkenalkan hukum berlaku dalam bentuk formula tunggal tidak bisa. Sebuah struktur yang disebut medan elektromagnetik dan dianggap sebagai diperlukan sebagai objek matematika, ditentukan oleh distribusi biaya dan arus. Ini, pada gilirannya, menciptakan sumber tertentu, dengan kondisi batas akun. Ketentuan yang ditetapkan zona bentuk interaksi dan karakteristik material. Jika itu dilakukan pada ruang tak terbatas, keadaan ini dilengkapi. Sebagai syarat tambahan khusus dalam kasus tersebut adalah kondisi radiasi. Karena itu dijamin oleh perilaku "benar" dari lapangan di tak terhingga.

Kronologi penelitian

Teori Lomonosov sel hidup-kinetik di beberapa posisi mereka mengantisipasi ajaran tertentu dari teori medan elektromagnetik .. "Lobe" (rotasi) gerakan partikel, "zyblyuschayasya" (gelombang) teori cahaya, komuni dengan sifat listrik, dll arus Infrared terdeteksi pada tahun 1800 oleh Herschel (ilmuwan Inggris), dan di depan, 1801 m, Ritter digambarkan ultraviolet. Radiasi lebih pendek dari ultraviolet, kisaran dibuka Roentgen pada tahun 1895 tahun, pada tanggal 8 November. Selanjutnya, ia dikenal sebagai X-ray.

Pengaruh gelombang elektromagnetik telah dipelajari oleh banyak ilmuwan. Namun, Narkevich-Iodko (ilmuwan Belarusia) menjadi yang pertama yang menyelidiki kemungkinan arus, ruang lingkup aplikasinya. Dia mempelajari sifat-sifat aliran dalam kaitannya dengan pengobatan praktis. Radiasi gamma ditemukan oleh Paul Willard pada tahun 1900-th. Pada periode yang sama, Planck melakukan studi teoritis tentang sifat tubuh hitam. Dalam proses mempelajarinya, prosesnya pun terkuantisasi. Karyanya merupakan awal perkembangan fisika kuantum. Selanjutnya, beberapa karya Planck dan Einstein diterbitkan. Penelitian mereka menyebabkan pembentukan benda seperti foton. Ini, pada gilirannya, menandai dimulainya penciptaan teori kuantum aliran elektromagnetik. Perkembangannya berlanjut dalam karya tokoh ilmiah terkemuka abad ke-20.

Penelitian lebih lanjut dan bekerja pada teori kuantum radiasi elektromagnetik dan interaksinya dengan materi menyebabkan pembentukan elektrodinamika kuantum dalam bentuk di mana ia ada saat ini. Di antara ilmuwan luar biasa yang mempelajari masalah ini, kita harus menyebutkan, selain Einstein dan Planck, Bohr, Bose, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Tomonaga, Schwinger, Feynman.

Kesimpulan

Pentingnya fisika di dunia modern cukup besar. Hampir semua yang digunakan saat ini dalam kehidupan manusia, telah muncul melalui penggunaan penelitian praktis oleh ilmuwan hebat. Penemuan gelombang elektromagnetik dan penelitian mereka, khususnya, menyebabkan terciptanya telepon seluler konvensional, dan kemudian, pemancar radio. Yang sangat penting adalah aplikasi praktis dari pengetahuan teoritis seperti itu di bidang kedokteran, industri, dan teknologi.

Penggunaan luas tersebut dijelaskan oleh sifat kuantitatif sains. Semua percobaan fisik bergantung pada pengukuran, membandingkan sifat-sifat fenomena yang diteliti dengan standar yang ada. Untuk tujuan inilah seperangkat alat ukur dan unit dikembangkan dalam disiplin. Sejumlah keteraturan umum terjadi pada semua sistem material yang ada. Misalnya, hukum konservasi energi dianggap sebagai hukum fisika umum.

Ilmu pengetahuan pada umumnya disebut dalam banyak kasus mendasar. Hal ini disebabkan, pertama-tama, pada kenyataan bahwa disiplin lain memberikan deskripsi bahwa, pada gilirannya, mematuhi hukum fisika. Jadi, dalam kimia, atom, zat terbentuk dari mereka, dan transformasi dipelajari. Tapi sifat kimia tubuh ditentukan oleh karakteristik fisik molekul dan atom. Sifat-sifat ini menggambarkan cabang-cabang fisika seperti elektromagnetisme, termodinamika, dan lainnya.