Презентация для урока физики в 11 классе "Электромагнитные волны"

Тема урока:

Электромагнитные волны

Урок: Электромагнитные волны

Вопрос

Ответ

1.        Какова силовая характеристика электрического поля?

2.        Какова силовая характеристика магнитного поля?

3.         Какой формулой выражается энергия электрического поля?

4.        Какой формулой выражается энергия магнитного поля?

5.        Какое электрическое и магнитное поле может существовать в любой точке пространства?

6.        Как порождаются вихревые электрические и магнитные поля?

7.        Что такое электромагнитное поле?

В период с 1864 по 1873 г. Английский физик Джемс Максвелл занимался разработкой теории электромагнетизма

Основные положения теории Максвелла :

Э лектромагнитн ая волн а – это распространяющееся в пространстве электромагнитное поле

Свойства электромагнитных волн:

1. Электромагнитн ая волн а характеризуется периодически изменяющимися векторами напряженности электрического поля Е и магнитной индукции В магнитного поля

2. Вектора напряженности Е и индукции В перпендикулярны друг другу и направлению распространения волны, т.е. э/м волна является поперечной

Электромагнитные волны – поперечные волны

3. Колебания векторов Е и В совпадают по фазе

Свойства электромагнитных волн:

4. Электромагнитные волны излучаются ускоренно движущимися электрическими зарядами .

5. Распространяются и в среде, и в вакууме

6. Распространяются в вакууме со скоростью 3 х 10 8 м/с

7. Э/м волны инертны , т.е. могут оторваться от источника и существовать самостоятельно

Свойства электромагнитных волн:

Максвелл утверждал, что электромагнитные волны обладают всеми свойствами волн: отражение, преломление и т.д.

• Но в то время ни сам Максвелл, ни кто-либо другой еще не умели экспериментально получать электромагнитные волны.

Это произошло только после 1888 года, когда Г.Герц экспериментально открыл электромагнитные волны и опубликовал результаты своих работ.

Генрих Рудольф Герц (1857-1894) родился в Гамбурге, высшее образование получил в Берлинском университете, где его учителями были Герман фон Гельмгольц и Густав Кирхгоф.

Генрих Герц - предтеча радиотехники

• Осенью 1886 г. начался цикл знаменитых опытов Герца.
• Лишь 25 месяцев потребовалось Герцу, чтобы экспериментально подтвердить электромагнитную теорию Джеймса Максвелла, которая 25 лет не находила признания в научном мире.

Зеркала Герца для исследования

отражения волн

Из теории Максвелла известно, что энергия электромагнитной волны пропорциональна четвертой степени ее частоты.

• Значит, надо сделать так чтобы частота колебаний зарядов стала как можно выше. Из формулы Томсона следует, что для повышения частоты надо уменьшать емкость и индуктивность контура.

• Чтобы уменьшить емкость C надо увеличивать расстояние между пластинами и уменьшать площадь пластин.

• Чтобы уменьшить индуктивность L надо уменьшать число витков.
• В результате этих преобразований получим просто кусок провода или открытый колебательный контур.

Чтобы возбудить колебания, Генрих Герц использовал такую схему:

Опыты Герца

• В результате экспериментов Герц создал источник электромагнитных волн, названный им "вибратором". Вибратор состоял из двух проводящих сфер, укрепленных на концах проволочного разрезанного посредине стержня

Резонатор Герц – первая антенна

• В качестве приемника, Герц использовал кольцо (иногда прямоугольник) с разрывом - искровым промежутком, который можно было регулировать.

Резонатор Герц – первая антенна

• Как известно, Герц не предвидел возможности применения электромагнитных волн в технике. В самом деле, было трудно увидеть в слабых искорках, которые Герц рассматривал в лупу, будущее средство связи, перекрывающее ныне космические расстояния.

Задачи:

• Радиостанция ведет передачу на частоте 75 МГц. Найти длину волны.
• Катушка приемного контура приемника имеет индуктивность 1 мкГн. Какова емкость конденсатора, если длина излучаемой радиоволны 1000 м?
• Сила тока в открытом колебательном контуре меняется по закону:

i = 0,1 cos 6 . 10 5 π t

Найти длину излучаемой волны.