Ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ο ορισμός και οι ιδιότητές τους

Ποιος έχει φούρνο μικροκυμάτων στο σπίτι του ; Εάν ναι, έχετε ποτέ αναρωτηθεί, γιατί ζεσταίνει το φαγητό που βάζουμε στη συσκευή; Χμμμ… Σωστά. Τίποτα άλλο από τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα που εκπέμπονται από το ίδιο το φούρνο μικροκυμάτων.

Τα μικροκύματα εκπέμπουν βασικά ηλεκτρομαγνητικά κύματα στα τρόφιμα έτσι ώστε να μπορούν να θερμάνουν το φαγητό. Όμως η χρήση αυτού του κύματος δεν περιορίζεται σε αυτό. Το ραδιόφωνο, η τηλεόραση, σε smartphone που χρησιμοποιούμε χρησιμοποιούν επίσης τα ίδια κύματα.

Έτσι, το ερώτημα είναι, τι ακριβώς είναι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα; Και πώς λειτουργεί;

Ορισμός 

Η θεωρία της ηλεκτρομαγνητικής του Maxwell δηλώνει ότι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα αποτελούνται από μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Δηλαδή, τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία μπορεί να υπάρχουν σε διαφορετικούς χρόνους και χώρους, αλλά διαδίδονται στην ίδια συχνότητα. Αυτό το κύμα επίσης δεν απαιτεί μέσο διάδοσης.

ηλεκτρομαγνητικός

Η διακύμανση στα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία μπορεί να είναι κάθετη μεταξύ τους και κάθετη προς την κατεύθυνση της διάδοσης των κυμάτων.

ηλεκτρομαγνητικό 1 ηλεκτρομαγνητική2

Οι συνθήκες για την παραγωγή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που διαφέρουν ανάλογα με το χρόνο. Η φόρτιση ενός σταθερού σημείου δημιουργεί ένα ηλεκτρικό πεδίο γύρω από αυτό. Επομένως, το σταθερό φορτίο είναι η πηγή του ηλεκτροστατικού πεδίου που δεν μπορεί να δημιουργήσει αυτά τα κύματα.

Αν το σημείο φόρτισης αρχίσει να κινείται σταθερά με ταχύτητα v, εκτός από το ηλεκτρικό πεδίο, το φορτίο θα παράγει μαγνητικό πεδίο. Αλλά επειδή το μαγνητικό πεδίο που παράγεται είναι στατικό, το φορτίο δεν μπορεί να θεωρηθεί πηγή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.

Εάν ένα στατικό σημείο φόρτισης αρχίσει να ταλαντεύεται πάνω-κάτω σε μικρό χρονικό διάστημα, η κίνηση θα επιταχυνθεί. Ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία θα αλλάξουν με το χρόνο.

Αναφερόμενος στην υπόθεση του Maxwell, ένα μαγνητικό πεδίο που αλλάζει με το χρόνο θα παράγει ένα ηλεκτρικό πεδίο που επίσης αλλάζει με το χρόνο. Έτσι, είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει αυθόρμητα στο οποίο ένα ηλεκτρικό πεδίο που αλλάζει με το χρόνο θα παράγει ένα μαγνητικό πεδίο που επίσης αλλάζει με το χρόνο, και το αντίστροφο.

Χαρακτήρας 

ηλεκτρομαγνητικό3

 

Μερικά από τα χαρακτηριστικά αυτών των κυμάτων είναι ότι δεν φορτίζονται, επομένως δεν μπορούν να εκτραπούν από ηλεκτρικά ή μαγνητικά πεδία. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα πληρούν επίσης την αρχή της υπέρθεσης των κυμάτων. Τέλος, αυτό το κύμα πληροί τα χαρακτηριστικά των κυμάτων γενικά, όπως παρεμβολές, περίθλαση, πόλωση και ούτω καθεξής.