Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные волны

Мякишев «Физика 11», ЭМ-волны

Переменное электрическое поле порождает магнитное, переменное магнитное — электрическое. Так волна поддерживает сама себя и уходит от источника.

Свойства3

Среда электромагнитной волне не нужна — она идёт и в вакууме. Этим она принципиально отличается от звука.

Волна поперечна: $\vec{E}$ и $\vec{B}$ перпендикулярны друг другу и направлению распространения.

Излучает волны только ускоренно движущийся заряд. Равномерно движущийся не излучает.

⚗

Опыт в Физлабе

Электромагнитная волна

Видно взаимную перпендикулярность E, B и направления движения.

В вакууме любая электромагнитная волна идёт со скоростью света.

c = \lambda \nu = 3 \cdot 10^8 \ \text{м/с}

чем выше частота, тем короче волна

Шкала излучений3

По росту частоты: радиоволны → инфракрасное → видимый свет → ультрафиолет → рентген → гамма.

По длине волны порядок обратный. Именно поэтому вопрос «что больше» надо читать внимательно.

Видимый свет — та же электромагнитная волна, что и радио, просто частота другая.

Ранжируя шкалу, следи, о чём вопрос. По частоте и по длине волны порядки противоположны.

Диапазон определяет применение: чем выше частота, тем энергичнее квант и тем глубже проникновение.

По диапазонам4

Радиоволны — связь, радио, телевидение, мобильные сети.

Инфракрасное — тепловидение, ночное видение, пульты.

Ультрафиолет — загар, бактерицидные лампы, люминесценция.

Рентген — снимки костей и досмотр багажа; гамма — стерилизация и лучевая терапия.

Разобранные примеры

Найдите длину электромагнитной волны частотой

10^8

Гц в вакууме.разбор

Ответ:

3

Что общего у радиоволн, света и рентгеновского излучения?разбор

Все они — электромагнитные волны, различаются только частотой и длиной волны.
В вакууме все распространяются с одной скоростью $3\cdot10^8$ м/с.
Все они поперечные: колебания $\vec E$ и $\vec B$ перпендикулярны направлению распространения.

Ответ: одинаковая скорость в вакууме, разная частота