Электромагниттік толқындар — электромагниттік тербелістер, распространяющиеся кеңістіктегі түпкілікті жылдамдықпен тәуелді қасиеттері. Электромагниттік толқын деп атайды, ол электромагниттік өріс.
Тіршілік электромагниттік толқындар болды предсказано М. Фарадеем тағы 1832 жылы. Дж. Максвелл 1865 жылы талдау нәтижесінде ұсынылған теңдеулер жүйесінің (қараңыз: Максвелл теңдеулері) сипаттайтын электромагниттік өріс теориялық көрсеткендей, электромагниттік өріс вакуумде болуы мүмкін және көздерінің болмауы — зарядтар мен токтар. Өріс жоқ көздерінің түрлері бар толқындар тарайтын ақырғы жылдамдығы вакуумдегі тең жарық жылдамдығы: с = 299792458±1,2 м/с. Совпадение жылдамдығы тарату электромагниттік толқындар вакуумда отырып өлшенген бұрын жарық жылдамдығымен мүмкіндік берді Максвеллу тұжырым, яғни жарық дегеніміз электромагниттік толқындар. Мұндай қорытынды одан әрі елдерімізге түсті негізіне электромагниттік теориясы жарық.
1888 жылы теориясы, электрмагниттік толқындар алды эксперименталды растау тәжірибелерден Г. Герцтің. Пайдалана отырып, жоғары кернеу көзі және вибратор (қараңыз Потенциалы butt), Герцу орындауға қол жеткен жұқа эксперименттер анықтау жылдамдығы тарату электромагниттік толқындар және оның ұзындығы. Эксперименттік расталды, бұл таралу жылдамдығы электромагниттік толқындар тең жарық жылдамдығының бұл доказывало электромагниттік табиғатын жарық.
“Электродинамике электромагниттік өріс сипатталады төрт уравнениями Максвелл, соның арқасында мүмкіндігі бар бірыңғай түрде жақындай сипаттамаға радиотолқындар, жарық рентген сәулелерінің және гамма-сәуле. Анықталғандай, бұл білдіреді емес сәулелену әр түрлі табиғат, ал электромагниттік толқындар әр түрлі толқын ұзындығы.
Біртекті және изотропты ортада еркін зарядтар мен токтар, Максвелл теңдеулері әкеледі толқындық теңдеулер тақырыптары қарастырылады, олар көрсеткендей, электромагниттік өріс болуы мүмкін түрінде электромагниттік толқындардың жылдамдығы тең болады n = 1/v(ееоммо) = с/v(em), кқ және әб — электр және магниттік тұрақты, e және m — электрлік және магниттік өтімділік. Вакуумда бұл жылдамдығы тең жылдамдықпен жарық,
себебі e= 1 және м= 1.
Толқындардың таралу жылдамдығы электромагниттік толқындар әрқашан кем вакуумда.
Тербелістер электр және магнит өрістерінің еркін электромагниттік толқын болып жатқан барлық өзара перпендикуляр жазықтықта бағытында, перпендикуляр бағыт тарату толқын. Бірі Максвелл теңдеулер деп векторлары кернеуліктерін Е Н айнымалы электромагниттік өрістің біртекті және изотропты ортаның алыс зарядтар мен токтардың қанағаттандыратын толқындық теңдеулер тақырыптары қарастырылады:

Сипаттамалары-электромагниттік сәуле шығару[өңдеу | қайнарын қарау]
Негізгі сипаттамалары-электромагниттік сәуле шығару жиілігін санау, толқын ұзындығына және поляризацию.

Толқын ұзындығы тікелей байланысты жиілігі арқылы (топтық) таралу жылдамдығы сәуле. Топтық таралу жылдамдығы электромагниттік сәулелену вакуумдағы жылдамдығына тең болған жарық, басқа орталарда бұл жылдамдық аз. Фазалық жылдамдығы электромагниттік сәулелену вакуумда сондай-ақ тең жарық жылдамдығы әр түрлі орталарда ол мүмкін ретінде аз да, көп жарық жылдамдығының[1].

Сипатталған қасиеттері мен параметрлерін, электромагниттік сәулелену, тұтастай алғанда айналысады электродинамика, дегенмен қасиеттеріне сәулеленудің жекелеген облыстардың спектрін айналысады, белгілі бір астам мамандандырылған бөлімдері-физика (ішінара осылайша қалыптасқан тарихи, ішінара байланысты елеулі нақты ерекшеліктеріне, әсіресе қатысты өзара іс-қимыл сәуле түрлі диапазондарын зат, бір жағынан, сондай-ақ ерекшелігіне қолданбалы есептерді шығару). Мұндай мамандандырылған бөлімдер жатады оптика (және оның бөлімдері) және радиофизика. Қатқыл электромагниттік сәуле коротковолнового соңына спектрін айналысады, жоғары энергиялар физикасы[2]; қазіргі заманға сай көріністермен (қараңыз Стандартты моделі), жоғары энергияда электродинамика болудан өзіндік, объединяясь бір теориясы мен әлсіздер взаимодействиями, содан кейін — тағы жоғары энергияда — деп күтілуде”, — барлық қалған калибровочными өрістермен.

Бар ажыратылатын егжей-тегжейлі дәрежесі мен ортақтығы теориясы, мүмкіндік беретін смоделировать және зерттеу қасиеттері мен көріністері электромагниттік сәулелену. Неғұрлым іргелі[3] бірі, аяқталған және тексерілген теориялар осындай болып табылады кванттық электродинамика, оның жолымен, сол немесе өзге де жеңілдіктерді алуға болады жүзінде барлық төменде аталған теория бар кеңінен қолдану өз облыстарында. Сипаттау үшін салыстырмалы түрде төмен жиілікті электромагниттік сәулелену макроскопической облысы пайдаланады, әдетте, классикалық электродинамику негізделген, Максвелл теңдеулері, әрі бар жеңілдету қолданбалы пайдалануға алынады. Үшін оптикалық сәулелену (дейін рентген диапазонын) қолданады алдым (атап айтқанда, волновую алдым, қашан мөлшері кейбір бөліктерін оптикалық жүйесінің жақын длинам толқындар; квантовую алдым, қашан елеулі процестер сіңіру, сәуле шығару және шашырау фотондар; геометриялық алдым — шекті жағдайда толқындық оптика кезде, толқын ұзындығы сәуле елемеуге болады). Гамма-сәуле шығару көбінесе мәні болып табылады ядролық физика, басқа медициналық және биологиялық — позиция оқытылады әсері электромагниттік сәулелену радиология. Бар сондай-ақ, бірқатар облыстардың, іргелі және қолданбалы, мысалы, астрофизика, фотохимия, биология фотосинтез және түйсігін, бірқатар облыстардың спектрлік талдау үшін электромагниттік сәулелену (көбінесе — белгілі бір диапазоны) және оның затпен әсерлесуі басты рөл атқарады. Барлық осы шекаралас тіпті түйісетін отырып, сипатталған жоғары бөлімдеріне физика.

Кейбір ерекшеліктері электромагниттік толқындар c тұрғысынан теориясы тербелістер мен ұғымдарды электродинамика:

болуы үш өзара перпендикуляр (вакуумда) векторлар: толқындық вектор, вектордың электр өрісінің E кернеулік векторының магнит өрісінің H.
электромагниттік толқындар — көлденең толқындар, онда векторының кернеуліктерін электр және магнит өрістерінің ауытқиды перпендикуляр бағыт тарату толқын, бірақ олар айтарлықтай ерекшеленеді толқындар, суда және дыбыс тұра беруге болады көзінен қабылдағышқа, оның ішінде вакуум пайда болған.
Диапазоны электромагниттік сәуле шығару[өңдеу | қайнарын қарау]
Электромагниттік сәулелену қабылданды делить бойынша частотным ауқымына (кестені қараңыз). Арасындағы диапазонами жоқ күрт өтуілер, олар кейде жабылады, ал шекаралары, олардың арасындағы көрсеткіштер тек шартты ғана. Өйткені таралу жылдамдығы сәуле (вакуумда) тұрақты болса, оның жиілігі ауытқуларының қатаң байланысты толқын ұзындығы вакуумда. Электромагниттік толқындар әртүрлі жиілік диапазондары сипатталады әр түрлі тәсілдермен іс қозғалған. Көзі электромагниттік толқындар болуы мүмкін кез келген электрлік тербелмелі контур немесе жолсерік, ол бойынша ағады айнымалы электр тогы, өйткені қозғау үшін электромагниттік толқындардың құру қажет кеңістікте айнымалы электр өрісі немесе тиісінше айнымалы магнит өрісі. Қашықтықта көзінен көп үлкен λ құрылады толқындық аймақ (аймақ сәулелену), қайда қолданылады сфералық электромагниттік толқындар. Олар көлденең және желілік поляризованы. Монохроматическую және когерентную толқынын шығаратын гармоникалық осциллятор. Ретінде қарастырады монохроматическую толқынын, тұрақты жиілігі тербелістер. Жарық дегеніміз электромагниттік толқындар белгілі бір толқын ұзындығы. Тәжірибелер, ашылған поляризациясы көрсетеді, яғни бұл толқындар көлденең.
Жағдайда анизотропиясын ортаның туындауы мүмкін өзгерістер поляризация. Жалпы жағдайда ұштары поляризованной жазық толқындар сипаттайды эллипсоид, және мұндай толқын деп аталады поляризованной эллиптически. Поляризация электромагниттік толқындар — өте маңызды және оның қасиеті. От ережелері жазықтық поляризация қатысты шағылысу бетінің байланысты толқынның таралу коэффициенті, дәрежесі сіңіру толқын кристалдарынан тұрады және сипаты шашырау неоднородностями. Нақты электромагниттік толқындар бар неғұрлым күрделі құрылымы, және іс жүзінде когерентной деп атайды толқынын, өзгеріп фаза уақытында байқауды немесе басқа құбылыстар.
Өзгеру сипаты уақыт бойынша Е және Н электрмагниттік толқындар анықталады заңына өзгерістер ток I және зарядтар e, оны возбуждающих. Алайда, оның нысаны қайталайды нысанын ток жағдайда ғана, егер электромагниттік толқындар таралады, желілік ортада, электрлік және магниттік қасиеттері тәуелді емес Е және Н.
Жиілігі тербелістер электрлік және магниттік өрістердің электромагниттік толқында байланысты толқын ұзындығы ара қатынасы: l= с/n.
Электромагниттік толқын ие-қуат, серпін, массасы, ал егер ол болып табылады эллиптически және циркулярнополяризованной, онда ие және импульс сәті.
Электромагниттік толқын энергияға ауыстырады. Орташа энергия шамасы жазық толқын поляризованной
W> = eeoA2/2Дж/см3.
Толқын энергиясы Ев, ағып арқылы беті S , перпендикулярную тарату толқындар, t тең Ев = W>cSt.
Шамасы I =W>сназывают қарқындылығы.