Физика

Электромагниттік сәулеленудің толқындық моделі


Максвелл шамамен 1860 жылы электрлік және магниттік құбылыстардың әрекетін синтездейтін төрт теңдеуді жасады.


Максвелл

Максвелл теңдеулері электр өрісі мен магнит өрісі бір уақытта таралатынын айтады. Осылайша, бұл теңдеулер жиынтығы кейбір қорытындылар жасауға мүмкіндік береді, олардың ішінде:

  • уақыттың өзгеретін электр өрісі магнит өрісінің пайда болуын тудырады;
  • Уақыт өзгеретін магнит өрісі электр өрісінің пайда болуына себеп болады.

Сондықтан, егер электр өрісі мен магнит өрісі уақыт аралығында өзгеретін болса, біреуі екіншісінің болуын қолдай алады, осылайша бірге өмір сүру де, таралу да өте жақсы мүмкін болады. Насихаттау кезінде осы екі өрісті құрайды электромагниттік сәулеленусияқты радио толқындар, көрінетін жарық, микротолқындар, рентген және т.б.

Олардың әсер етпейтін мінез-құлқына байланысты электромагниттік сәуле деп те аталадыэлектромагниттік толқындар (OEM). Генрих Герц өзінің лабораториясында радио толқындарын анықтау және анықтау арқылы 1887 жылы OEM-нің бар екендігін эксперименталды түрде дәлелдеді.


Генрих Герц

Максвеллдің электромагнетизм теориясына сәйкес OEMs жылдам қозғалатын электр зарядтары арқылы шығарылады. Осы принципті қолдануға мысал ретінде тербелмелі электрондардан өз толқындарын тудыратын радио таратқыш антенналар жатады. Жиілік қозғалысын орындау кезіндее, электрон (немесе электрлік зарядталған бөлшек) жиілігі де болатын OEM шығарадые.

Төмендегі суретте біз электромагниттік импульстің таралуы туралы қарапайым көріністі көреміз - жалпақ OEM.

Уақыттың өзгеруіне қосымша электр және магнит өрістері бір-біріне және таралу бағытына перпендикуляр болады.

OEM тарату үшін материалды орта қажет емес (мысалы, механикалық толқындар). Сондықтан оның вакуумда таралу мүмкіндігі бар. Вакуумдағы электромагниттік толқындардың таралу жылдамдығын Максвелл жарықтың OEM екенін білгенге дейін есептеді. Осы жылдамдықтың мәнін беретін математикалық өрнек,б, берілген:

Қайда:

ε0= 8.85x10-12 F / m (вакуумды электр өткізгіштігі);

μ0= 4πx10-7 T.m / A (магниттік вакуум өткізгіштігі);

c = 2.99792x108 м / с (жарық жылдамдығы).

Жоғарыда келтірілген нәтижелер вакуумға да, ауаға да қатысты және тәжірибеде алынған ауаның жарық жылдамдығына сәйкес келеді. Осыған сүйене отырып, Максвелл көрінетін жарық, сонымен қатар OEM болып табылады деген қорытындыға келді.

Маңыздысы, OEMs олар өтетін электр және магнит өрістерімен әрекеттеспейді. Осылайша электрлендірілген корпус немесе магниттік полюстің жанынан өткен кезде жарық ауытқпайды.