Урок: 70 (81) Утворення і поширення електромагнітних хвиль. Властивості електромагнітних хвиль. Фізичні основи сучасного телекомунікаційного зв’язку.

Вивчення явища електромагнітної індукції показало, що зміни магнітного поля, в якому перебуває провідний контур, спричиняє появу в цьому контурі індукційного електричного поля. Дж. Максвелл дійшов висновку, що електромагнітне поле у вакуумі може існувати і за відсутності джерел струмів та зарядів. Згідно з теорією Максвелла будь-які зміни магнітного поля призводять до виникнення вихрового електричного поля. Будь-які зміни електричного поля супроводжуються виникненням вихрового магнітного поля. У всьому просторі, де змінюються поля, одночасно існують вихрові електричні і магнітні поля, які взаємно породжують і підтримують одне одного. У цьому випадку поле матиме вигляд хвилі, яка поширюється зі швидкістю м/с. При цьому вектор напруженості електричного поля та вектор індукції магнітного поля перпендикулярні один до одного та перпендикулярні до напрямку поширення хвилі.

Навколо електричних зарядів утворюється особливий вид матерії, через який відбувається електромагнітна взаємодія, - електромагнітне поле.

Процес поширення змінного електромагнітного поля в просторі з плином часу називають електромагнітною хвилею.

Електромагнітні хвилі є поперечними.

Головною умовою випромінювання електромагнітної хвилі є наявність прискорення заряджених частинок.

Електромагнітні хвилі переносять енергію. Для характеристики енергії електромагнітної хвилі існує величина – густина потоку електромагнітного випромінювання J:

Іноді цю величину називають інтенсивністю хвилі. У системі одиниць СІ [ J ]

Результати дослідів з електромагнітними хвилями підтвердили, що їхні властивості схожі на властивості механічних хвиль: в однорідному середовищі вони поширюються рівномірно прямолінійно; можуть відбиватися від поверхні твердих тіл (провідників та діелектриків) відповідно до законів відбивання; заломлюватися відповідно до законів заломлення; огинати перешкоди (дифракція), інтерферувати, поляризуватися і поглинатися.

На відміну від механічних хвиль, електромагнітні хвилі можуть поширюватися у вакуумі.

Електромагнітні хвилі широко застосовують у всіх галузях народного господарства. Наприклад, ультракороткі хвилі ( ) використовують у радіолокації для виявлення різних предметів і вимірювання відстані до них за допомогою радіохвиль. В основу радіолокації покладено властивість електромагнітних хвиль відбиватися від перешкод. Відстань до предмета, що відбив радіохвилі, дорівнює:

де м/с – швидкість поширення радіосигналу; t – час проходження електромагнітних хвиль у прямому і зворотному напрямах.

Електромагнітні хвилі широко використовують для здійснення радіотелефонного зв`язку – передавання розмови чи музики.

Одним із видів радіотелефонного зв`язку є стільниковий: стільникові телефони і базові станції.

Супутникове телебачення – це система передачі телевізійного сигналу від передавального центру до споживача через штучний супутник Землі, розташований на геостаціонарній навколоземній орбіті над екватором.

Існують бездротові системи комунікацій ( мережа інтернету): Wi-Fi та Li-Fi.

Домашнє завдання:

1.Опрацювати матеріал і скласти конспект, § 19, с.133, підручник Фізика і астрономія (рівень стандарту, за навчальною програмою авторського колективу під керівництвом Ляшенка О.І.) 11 клас авт. Головко М.В.,Крячко І.П., Мельник Ю.С., Непорожня Л.В., Сіпій В.В.

2. Дати відповіді на запитання:

1) Що називають електромагнітним полем? Чи можуть електричні і магнітні поля існувати відокремлено одне від одного?

2) Що називають електромагнітною хвилею? Що є джерелом електромагнітних хвиль?

3) Як орієнтовані вектори один відносно одного в електромагнітній хвилі?

4) Яка швидкість поширення електромагнітних хвиль у вакуумі та повітрі?

5) Назвіть основні властивості електромагнітних хвиль.

6) Як залежить середня потужність випромінювання від частоти коливань заряду?

7) Що називають радіолокацією?

8) Порівняйте технології бездротового зв`язку Wi-Fi та Li-Fi.

9) На якій відстані від антени радіолокатора перебуває об`єкт, якщо відбитий від нього радіосигнал повернувся назад через

Підручник