Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – это периодические изменения заряда q, силы тока I, напряжения U, напряженности электрического поля E, вектора магнитной индукции B, энергии электрического W_Э и магнитного полей W_М, а также других электрических и магнитных величин.

Электромагнитные колебания возникают в колебательном контуре, т.е. в цепи, содержащей конденсатор емкости С и катушку индуктивности L.

Период колебаний Т – время одного колебания; период зависит от параметров контура, т.е. от емкости конденсатора С и индуктивности катушки L и определяется по формуле Томсона

L × C

T = 2 p          ;

3)

2 p LC

частота ν – количество колебаний в единицу времени n   = 1 = 1 .

T

Электромагнитная волна – это распространение в пространстве колебаний электрического и магнитного полей, т.е. вектора напряженности электрического поля E и вектора магнитной индукции B.

скорость распространения электромагнитных волн в вакууме v = с = 3∙10⁸ м/с; в других средах v < c.

c

v = n,

где n > 1 – абсолютный показатель преломления среды, для воздуха n ≈ 1.

Длина волны λ для вакуума

l = c × T = c.

n

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЙ ПО ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ КОЛЕБАНИЯМ

И ВОЛНАМ

Пример 1. Имеется идеальный колебательный контур, содержащий катушку индуктивностью L = 2 мГн и конденсатор емкостью C = 0,5 нФ. Чему равен период электромагнитных колебаний контура?

Решение: Для расчета периода колебаний используем формулу Томсона. Учитывая, что 2 мГн = 2∙10^-3 Гн; 0,5 нФ = 0,5∙10^-9 Ф

  .

Пример 2. Скорость света в вакууме с = 3·10⁸ м/с. Показатель преломления стекла n = 1,5. Чему равна скорость света в стекле?

Решение: Скорость света в стекле в n раз меньше, чем в вакууме

 

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА

Свет – это электромагнитная волна, которая характеризуется скоростью распространения v, частотой ν и длиной волны λ.

Длина волны видимого света находится в диапазоне от λ =0,4 мкм (фиолетовый свет) до λ =0,75 мкм (красный свет), а между ними весь спектр: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Если в излучении присутствует свет только одной длины волны (определенный цвет), то такой свет называется монохроматическим, если в излучении присутствуют все длины волн видимого света, то это белый свет.

Законы отражения и преломления света

падающий

луч              α β

n₁

n₂

 

отраженный луч

α – угол падения;

β – угол отражения;

γ – угол преломления.

Углы α, β и γ обязательно отсчитываются от перпендикуляра к границе раздела сред.

n₂ > n₁

γ преломленный

луч

Тогда закон отражения:

Ð a = Ð b.

 

Закон

sin a

преломления sin g

=  n 2.

n 1

Построение            А

АВ – предмет; А’В’

Изображение   в      В

предмету относительно

А'     изображения в зеркале

– изображение.

B’          зеркале  расположено  симметрично плоскости зеркала.

Изображение размерам равно величину).

зеркало

является прямым, мнимым и по размерам           предмета               (в               натуральную