fizyka dla studentów poligrafii równania maxwella fale elektromagnetyczne
DESCRIPTION
FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Równania Maxwella Fale elektromagnetyczne. ,. Prawo Gaussa. …i magnetycznego. dla pola elektrycznego…. Powstanie siły elektromotorycznej musi być związane z powstaniem wirowego pola elektrycznego. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
FIZYKA dla studentów POLIGRAFII
Równania MaxwellaFale elektromagnetyczne
Prawo Gaussa
dla pola elektrycznego… …i magnetycznego
,
Pole elektryczne i magnetyczne
Powstanie siły elektromotorycznej musi być związane z powstaniem wirowego pola elektrycznego.
Zmienne pole magnetyczne wywołuje w każdym punkcie pola powstawanie wirowego pola elektrycznego
Pole elektryczne i magnetyczne
Pole magnetyczne wokół przewodnika z prądem
Prąd przesunięcia
Prawo Ampera
Pole elektryczne i magnetyczne
Prąd elektryczny i/lub zmienne pole elektryczne wytwarzają wirowe pole magnetyczne.
Prąd uogólniony:
Równania Maxwella
Fale
wyc
hyle
nie
x
kxtatx cos,
2
2
22
2 1tvx
Równanie falowe
2
2
002
2
xE1
tE
με 2
2
002
2
xB1
tB
Przekształcając równania Maxwella otrzymujemy:
15.1 Fale elektromagnetyczne
2
2
002
2
xE1
tE
με 2
22
2
2
xv
t
ξξ
00
1v
με
0 = 8.85·10-12 A2·s4·m-3·kg-1
0 =1.26·10-6 m·kg·A-2·s-2v = 3·108 m/s = c
W próżni:
cc1
v00
W ośrodku materialnym:
Fale elektromagnetyczne
00
1
c
Fale elektromagnetyczne
Częstotliwość - liczba pełnych zmian pola magnetycznego i elektrycznego w ciągu jednej sekundy, wyrażona w hercach.
Długość fali - odległość między sąsiednimi punktami w których pole magnetyczne i elektryczne jest takie samo
c
Tc
Fale elektromagnetyczne
Częstotliwość dla danej fali jest stała i niezależna od ośrodka. Natomiast długość fali zmienia się, bowiem prędkość fali zależy od rodzaju ośrodka.
W ośrodkach materialnych prędkość fali elektromagnetycznej jest zawsze mniejsza i zależna od rodzaju ośrodka oraz od częstotliwości fali.
Widmo fal elektromagnetycznych
Widmo fal elektromagnetycznych
Wys
okoś
ć (w
kil
omet
rach
)
3
12
25
50
100
200
6
Promienio-wanie
Promienio-wanie X UV
Zakres widzialny
Podczer-
wień
Mikrofale
Fale radiowe
Promieniowanie gamma
Źródła promieniowania gamma:
Fale elektromagnetyczne o długości krótszej od 10-10 m
•procesy zachodzące w jądrze atomowym (np. rozpad pierwiastków promieniotwórczych zawartych w skorupie ziemskiej lub reakcje jądrowe)
•promieniowanie kosmiczne powstające podczas procesów jądrowych zachodzących w gwiazdach i galaktykach.
Błyski gamma
Promieniowanie rentgenowskie
Długości fali zawarta jest w przedziale od 10-13 m do około 5x10-8 m
Promieniowanie rentgenowskie
•Przyspieszone w polu elektrycznym elektrony hamowane są przez materiał anody, tracąc swoją energię, która zostaje wypromieniowana jako promieniowanie hamowania (widmo ciągłe)
•Na skutek wybicia (jonizacji) przez przyspieszone elektrony wewnętrznych elektronów w materiale anody, następuje przeskok elektronu z powłoki zewnętrznej na puste miejsce czemu towarzyszy emisja promieniowania o ściśle określonej długości fali (promieniowanie charakterystyczne).
Lampa rengenowska:
Promieniowanie nadfioletowe (UV)
Naturalnymi źródłami są ciała o dostatecznie wysokiej temperaturze. Znikome, ale zauważalne ilości tego promieniowania wysyłają już ciała o temperaturze 3000K i ze wzrostem temperatury natężenie wzrasta. Silnym źródłem jest Słońce, którego temperatura powierzchni wynosi 6000K.
Długość fali od 4x10-7m do 10-8m (od 400 do 10 nm)
Promieniowanie nadfioletowe ma silne działanie fotochemiczne. Przy długości fali poniżej 300 nm wywołuje już jonizację i jest zabójcze dla organizmów żywych, wywołuje lub przyspiesza szereg reakcji chemicznych.
Światło widzialne
Naturalnymi źródłami są ciała ogrzane do temperatury ponad 700°C. Na skutek ruchów cieplnych następuje wtedy wzbudzenie elektronów wewnątrz substancji i przy powrocie do niższych stanów energetycznych następuje emisja światła (żarówka).
Długość fali od około 4x10-7 m do około 7x10-7 m.
Promieniowanie podczerwone
Długość fali od 7x10-7 m do 2x10-3m
Emitowane jest przez rozgrzane ciała w wyniku wzbudzeń cieplnych elektronów wewnątrz substancji. Im niższa temperatura im mniejsze natężenie i dłuższe fale. Ciała w temperaturze pokojowej wysyłają długość 19 mm. Ciała o temperaturze do około 400°C wysyłają praktycznie tylko podczerwień.
Zdjęcie lotnicze w podczerwieni
Mikrofale
Długość fali od 10-4 m do 0,3 m (0,1 mm do 30 cm).
Mikrofale z górnego zakresu mogą powstawać w elektronicznych układach drgających podobnie jak fale radiowe.
Lampy mikrofalowe - elektrony krążąc w polu magnetycznym po spiralach emitują mikrofale.
Radar