Widmo fal elektromagnetycznych

Podobne dokumenty
Fale elektromagnetyczne w dielektrykach

PDF stworzony przez wersję demonstracyjną pdffactory

Fizyka. dr Bohdan Bieg p. 36A. wykład ćwiczenia laboratoryjne ćwiczenia rachunkowe

Fale elektromagnetyczne

Rozważania rozpoczniemy od fal elektromagnetycznych w próżni. Dla próżni równania Maxwella w tzw. postaci różniczkowej są następujące:

Pole elektromagnetyczne. Równania Maxwella

Fale elektromagnetyczne

- Strumień mocy, który wpływa do obszaru ograniczonego powierzchnią A ( z minusem wpływa z plusem wypływa)

Prawa optyki geometrycznej

5.1. Powstawanie i rozchodzenie się fal mechanicznych.

Dr Piotr Sitarek. Instytut Fizyki, Politechnika Wrocławska

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

Fala elektromagnetyczna o określonej częstotliwości ma inną długość fali w ośrodku niż w próżni. Jako przykłady policzmy:

Optyka. Wykład V Krzysztof Golec-Biernat. Fale elektromagnetyczne. Uniwersytet Rzeszowski, 8 listopada 2017

Fale dźwiękowe. Jak człowiek ocenia natężenie bodźców słuchowych? dr inż. Romuald Kędzierski

Fale elektromagnetyczne. Gradient pola. Gradient pola... Gradient pola... Notatki. Notatki. Notatki. Notatki. dr inż. Ireneusz Owczarek 2013/14

Natura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Podstawy fizyki wykład 8

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz

Prawo odbicia światła. dr inż. Romuald Kędzierski

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Wprowadzenie do technologii HDR

RÓWNANIA MAXWELLA. Czy pole magnetyczne może stać się źródłem pola elektrycznego? Czy pole elektryczne może stać się źródłem pola magnetycznego?

Problemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.

Wykład I Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 16

Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu

BADANIE WYMUSZONEJ AKTYWNOŚCI OPTYCZNEJ

Dźwięk. Cechy dźwięku, natura światła

Treści nauczania (program rozszerzony)- 25 spotkań po 4 godziny lekcyjne

Optyka. Optyka falowa (fizyczna) Optyka geometryczna Optyka nieliniowa Koherencja światła

Księgarnia PWN: David J. Griffiths - Podstawy elektrodynamiki

Powtórzenie wiadomości z klasy II. Elektromagnetyzm pole magnetyczne prądu elektrycznego

Wykład FIZYKA I. 11. Fale mechaniczne. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

Materiał jest podany zwięźle, konsekwentnie stosuje się w całej książce rachunek wektorowy.

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE

SPIS TREŚCI ««*» ( # * *»»

FIZYKA KLASA III GIMNAZJUM

Pole elektrostatyczne

Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki"

1 Płaska fala elektromagnetyczna

Laboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 5. Modulator PLZT

I. Poziom: poziom rozszerzony (nowa formuła)

Ćw. 20. Pomiary współczynnika załamania światła z pomiarów kąta załamania oraz kąta granicznego

Podstawy fizyki wykład 7

ELEKTROSTATYKA. Ze względu na właściwości elektryczne ciała dzielimy na przewodniki, izolatory i półprzewodniki.

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa

Podstawy fizyki sezon 2 6. Równania Maxwella

Dyfrakcja. interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski

Optyka stanowi dział fizyki, który zajmuje się światłem (także promieniowaniem niewidzialnym dla ludzkiego oka).

Podstawy fizyki sezon 2 8. Fale elektromagnetyczne

Wykład 17: Optyka falowa cz.2.

FIZYKA 2. Janusz Andrzejewski

Fal podłużna. Polaryzacja fali podłużnej

BADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA

Fizyka elektryczność i magnetyzm

Podstawy elektrodynamiki / David J. Griffiths. - wyd. 2, dodr. 3. Warszawa, 2011 Spis treści. Przedmowa 11

FIZYKA Podręcznik: Fizyka i astronomia dla każdego pod red. Barbary Sagnowskiej, wyd. ZamKor.

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.

39 DUALIZM KORPUSKULARNO FALOWY.

Indukcja magnetyczna pola wokół przewodnika z prądem. dr inż. Romuald Kędzierski

10. Drgania i fale elektromagnetyczne

Światło fala, czy strumień cząstek?

Rozkład nauczania fizyki w klasie II liceum ogólnokształcącego w Zespole Szkół nr 53 im. S. Sempołowskiej rok szkolny 2015/2016

Ćwiczenia z mikroskopii optycznej

Interferencja jest to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

Wymagania edukacyjne fizyka kl. 3

Falowa natura światła

Spis treści. Tom 1 Przedmowa do wydania polskiego 13. Przedmowa 15. Wstęp 19

Zjawisko interferencji fal

ZESTAW PYTAŃ I ZAGADNIEŃ NA EGZAMIN Z FIZYKI sem /13

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Rodzaje fal. 1. Fale mechaniczne. 2. Fale elektromagnetyczne. 3. Fale materii. dyfrakcja elektronów

Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

Zaznacz prawdziwą odpowiedź: Fale elektromagnetyczne do rozchodzenia się... ośrodka materialnego A. B.

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Ruch falowy. Fala zaburzenie wywoane w jednym punkcie ośrodka, które rozchodzi się w każdym dopuszczalnym kierunku.

ODDZIAŁYWANIA W PRZYRODZIE ODDZIAŁYWANIA GRAWITACYJNE

I N S T Y T U T F I Z Y K I U N I W E R S Y T E T U G D AŃSKIEGO I N S T Y T U T K S Z T A Ł C E N I A N A U C Z Y C I E L I

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy III gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

KRYTERIA OCENIANIA Z FIZYKI DLA KLASY III GIMNAZJUM

Całkowity strumień pola elektrycznego przez powierzchnię zamkniętą zależy wyłącznie od ładunku elektrycznego zawartego wewnątrz tej powierzchni.

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

Rozkład nauczania fizyki w klasie II liceum ogólnokształcącego w Zespole Szkół nr 53 im. S. Sempołowskiej

Droga do obliczenia stałej struktury subtelnej.

ELEMENTY OPTYKI Fale elektromagnetyczne Promieniowanie świetlne Odbicie światła Załamanie światła Dyspersja światła Polaryzacja światła Dwójłomność

Przedmiot: Fizyka. Światło jako fala. 2016/17, sem. letni 1

Prowadzący: Kamil Fedus pokój nr 569 lub 2.20 COK konsultacje: środy

zadania zamknięte W zadaniach od 1. do 10. wybierz i zaznacz jedną poprawną odpowiedź.

Równania Maxwella. roth t

Wykład FIZYKA II. 7. Optyka geometryczna. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Badanie właściwości optycznych roztworów.

Prędkość fazowa i grupowa fali elektromagnetycznej w falowodzie

Wykład 17: Optyka falowa cz.1.

Wykład FIZYKA II. 8. Optyka falowa

Transkrypt:

Czym są fale elektromagnetyczne? Widmo fal elektromagnetycznych dr inż. Romuald Kędzierski

Podstawowe pojęcia związane z falami - przypomnienie pole falowe część przestrzeni objęta w danej chwili falą powierzchnia falowa powierzchnia, na której we wszystkich punktach zaburzenia mają taką samą fazę drgań czoło fali powierzchnia falowa rozgraniczająca obszar gdzie fala się rozchodzi od obszaru, gdzie fala jeszcze nie dotarła promień fali określa kierunek rozchodzenia się energii niesionej przez falę długość fali najmniejsza odległość (mierzona wzdłuż promienia fali) między dwoma sąsiednimi punktami fali o takiej samej fazie drgań okres fali czas, w ciągu którego fala przebędzie odległość równą jej długości częstotliwość fali odwrotność okresu fali prędkość fali jej wartość zależy od właściwości ośrodka w którym się rozchodzi, nie zależy natomiast od amplitudy fali, jej długości i częstotliwości

Dla każdego ruchu falowego prawdziwe są zależności: Zjawiska typowe dla każdego ruchu falowego: odbicie załamanie interferencja dyfrakcja polaryzacja Klasyfikacja fal ze względu na ich naturę: mechaniczne elektromagnetyczne

Trochę historii Dokonał unifikacji oddziaływań elektrycznych i magnetycznych Elektryczność i magnetyzm są dwoma odmianami tego samego zjawiska elektromagnetyzmu James Clerk Maxwell 1831 1879 8 grudnia 1864 Wygłosił prezentację w Royal Society of London, opisującą precyzyjnie oddziaływania wzajemne pomiędzy polem elektrycznym a magnetycznym Szkocki fizyk i matematyk Autor wielu wybitnych prac z zakresu elektrodynamiki, kinetycznej teorii gazów, optyki Później jego teorię dało się wyrazić jako układ czterech równań, które opisują ogół zjawisk elektromagnetycznych

Trochę historii Z równań Maxwella wynikało, że w ośrodkach materialnych i w próżni, zmiany pola elektrycznego i magnetycznego mogą się rozchodzić w przestrzeni. W efekcie rozchodzi się tzw. fala elektromagnetyczna Z jego teorii wynikał wzór pozwalający obliczyć prędkość rozchodzenia się (propagacji) tych fal. Otrzymana z tego wzoru wartość była zgodna z wyznaczoną (innymi metodami!) wartością prędkości światła! Doszedł do wniosku, że światło jest falą elektromagnetyczną!

Trochę historii 1879 Do tego czasu teoria Maxwella pozostawała jedynie teorią, w którą nie wszyscy wierzyli. Heinrich Hertz doświadczalnie potwierdził istnienie fal elektromagnetycznych Heindrich Rudolf Hertz 1857 1894 Na jego cześć jednostkę częstotliwości nazwano hercem

Co wynika z równań Maxwella? 1. Każdej zmianie pola elektrycznego towarzyszy powstanie zmiennego pola magnetycznego Wniosek: 2. Każdej zmianie pola magnetycznego towarzyszy powstanie zmiennego pola elektrycznego Jeżeli, gdziekolwiek powstaje zmienne pole magnetyczne, to towarzyszy temu powstanie zmiennego pola elektrycznego Jeżeli, gdziekolwiek powstaje zmienne pole elektryczne to towarzyszy temu powstanie zmiennego pola magnetyczne Te wzajemne zmiany pól elektrycznych i magnetycznych mogą się rozchodzić w ośrodku w postaci tzw. fal elektromagnetycznych

Fale elektromagnetyczne są falami poprzecznymi, tzn. w każdym punkcie pola wektor natężenia pola elektrycznego i wektor indukcji magnetycznej są do siebie prostopadłe Z równań Maxwella wynika, że wartość prędkości rozchodzenia się fal elektromagnetycznych można wyrazić wzorem: Sprawdź jednostkę z wynikającą z tego wzoru!

Z jaką prędkością rozchodzą się fale elektromagnetyczne? Rozwiązując równania Maxwella można wykazać, że prędkość rozchodzenia się fal elektromagnetycznych dana jest zależnością: bezwzględna przenikalność elektryczna próżni względna przenikalność elektryczna danego ośrodka bezwzględna przenikalność magnetyczna próżni względna przenikalność magnetyczna danego ośrodka

Korzystając z powyższej zależności: 1. Sprawdź jednostkę z niej wynikającą. 2. Oblicz wartość prędkości fal elektromagnetycznych w próżni. Wnioski: 1. Prędkość fal elektromagnetycznych w próżni, obliczona ze wzoru: wynosi około: 2. Prędkość fal elektromagnetycznych w ośrodkach materialnych, jest mniejsza niż w próżni, gdyż dla tych ośrodków: natomiast: lub

Natężenie fal elektromagnetycznych Założenia wyjściowe: fala elektromagnetyczna pada prostopadle na powierzchnię o polu S w ciągu czasu t fala przekazuje na rozpatrywanej powierzchni energię E. Definicja: Natężenie fali elektromagnetycznej: Iloraz energii przeniesionej przez falę elektromagnetyczną w jednostce czasu przez jednostkową powierzchnię, ustawioną prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali.

Zadanie 1. Oblicz długość fal elektromagnetycznych powstałych w wyniku drgań elektronów w domowej sieci elektrycznej. Zadanie 2. Oblicz częstotliwość fali elektromagnetycznej o długości 600 nm rozchodzącej się w powietrzu. Zadanie 3. Laser o mocy 20 mw emituje fale elektromagnetyczne o długości 700 nanometrów. Oblicz natężenie tej fali na powierzchni ustawionej prostopadle do promienia lasera, jeżeli pole powierzchni jego przekroju poprzecznego wynosi 4 mm 2.

Widmo fal elektromagnetycznych

Widmo ciągłe światła białego Zawiera wszystkie długości fal z zakresu widzialnego dla człowieka. Fale elektromagnetyczne widzialne dla człowieka mają długości z zakresu: Takie widmo promieniowania mają ciała stałe i ciecze w bardzo wysokich temperaturach! Izaak Newton jako pierwszy (1666 r.) uzyskał takie widmo za pomocą pryzmatu! Gazy o cząsteczkach jednoatomowych lub pary pierwiastków mają liniowe (dyskretne) widmo promieniowania! Widmo promieniowania żelaza w zakresie widzialnym dla człowieka.