9.3. Шкала электромагнитных волн

В зависимости от частоты или длины волны в вакууме , а также от способа излучения, различают несколько видов электромагнитных волн:

• радиоволны,

• оптическое излучение,

• рентгеновское излучение,

• гамма излучение.

Радиоволны: .

Оптическое излучение: 10 нм 1 мм (1 нм=10^-9 м).

Оптическое излучение включает в себя инфракрасное излучение, видимое и ультрафиолетовое излучение.

Инфракрасное излучение (ИК) - электромагнитное излучение, испускаемое нагретыми телами. Длина волны инфракрасного излучения находится в пределах: 770 нм 1 мм.

Видимое излучение (свет) - электромагнитное излучение, способное непосредственно вызывать зрительное ощущение в человеческом глазе. Длина волны видимого излучения находится в пределах:

380 нм 770 нм.

Ультрафиолетовое излучение (УФ) - электромагнитное излучение с длиной волны, находящейся в пределах: 10 нм 380 нм.

Рентгеновское излучение возникает при взаимодействии заряженных частиц и фотонов в атомами вещества. Условные границы диапазона:

0.011пм 10100 нм (1 пм=10^-12 м).

Гамма излучение испускается возбуждёнными атомными ядрами, а также возникает при распаде частиц, аннигиляции пар частица-античастица. Длина волны гамма излучения 0,1 нм.

1. Если длина электромагнитной волны равна 0,6 мкм, к какому диапазону ее можно отнести? Как ее можно зарегистрировать?

Математическое приложение

Градиент скалярной функции есть вектор, показывающий направление наибольшего возрастания функции и определяемый по формулам:

где - дифференциальный оператор " набла ", используемый в математике для обозначения градиента. Таким образом,

Пусть имеется векторное поле . Тогда его дивергенция (расходимость) определяется формулой:

,

где - оператор Гамильтона.

Ротор (вихрь) векторного поля определяется выражением:

Содержание

1.ЭЛЕКТРОСТАТИКА............................................. .......................................3

1.1.Электрические заряды и электрическое поле. Принцип суперпозиций полей.............................................................................................................3

1.2.Понятие о плотности заряда......................................................................4

1.3.Применение принципа суперпозиции к расчету электростатических полей. Электростатическое поле на оси заряженного кольца................ ..................................................................................... ....................5

1.4.Геометрическое описание электрического поля....................................... ...................................................................................6

1.5. Поток вектора напряжённости электростатического поля...............8

1.6.Теорема Остроградского-Гаусса..............................................................8

1.7. Применение теоремы Остроградского-Гаусса к расчёту электростатических полей...........................................................................................10

1.8. Работа сил электростатического поля. Потенциал...........................13

1.9. Циркуляция вектора напряженности электростатического поля. ..................................................................................... .......................................15

1. 10. Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом.........................................................................................................15

1.11. Вычисление потенциала по напряженности поля...........................16

2.ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ.............................................20

2.1.Электрическое поле в диэлектриках. Диполь и дипольный момент. Поляризованность...........................................................................................20

2.2.Виды диэлектриков и механизм поляризации....................................22

2.3. Сегнетоэлектрики и их свойств.............................................................25

2.4. Пьезоэлектрический эффект.......... .......................................................27

2.5. Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для электрического поля в диэлектрике..............................................................................29

2.5. Проводники в электрическом поле......................................................32

2.6. Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы..............33

2.6. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов…...................................................................................................................36

2.7. Энергия электрического поля................................................................37

Контрольные вопросы и задания.................................................................41

3. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК..........................................46

3.1.Характеристики электрического тока..................................................46

3.2.Законы Ома и Джоуля-Ленца для однородного проводника............47

3.3.Сторонние силы. Э.д.с. Закон Ома для неоднородного участка цепи........................................................................................................................49

3.4. Правила Кирхгофа.................................................................................. 51

3.5. Классическая электронная теория металлов.....................................52

3.6. Достоинства и затруднения классической электронной теории металлов................................................................................................................55

3.7. Работа выхода электронов из метала. Термоэлектронная эмиссия.......................................................................................................................57

Контрольные вопросы и задания.................................................................41

4. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ........................................................64

4.1. Магнитная индукция. Закон Ампера……...........................................64

4.2. Магнитное поле в вакууме. Закон Био-Савара - Лапласа...............66

4.3. Магнитное поле прямолинейного проводника с током....................67

4.4. Магнитное поле кругового тока............................................................68

4.5. Магнитный момент витка с током.......................................................70

4.6. Магнитное поле движущегося заряда.................................................71

4.7. Вихревой характер магнитного поля. Циркуляция вектора магнитной индукции. Закон полного тока.......................................................72

4.8. Применение закона полного тока. Магнитное поле соленоида и тороида..................................................................................... .........................75

4.9. Сила Лоренца............................................................................................76

4.10. Движение заряженных частиц в магнитном поле...........................77

4.11. Эффект Холла.........................................................................................80

4.12. Механическая работа в магнитном поле..........................................83

4.13. Магнитный поток..................................................................................84

4.14. Контур с током в однородном магнитном поле................................85

4.15. Контур с током в неоднородном магнитном поле............................87 Контрольные вопросы и задания..... ...........................................................89

5. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВЕЩЕСТВЕ.....................................................93

5.1. Намагничивание вещества. Вектор намагниченности....................93

5.2. Закон полного тока для магнитного поля в веществе......................94

5.3. Магнитные моменты электронов и атомов........................................96

5.4. Влияние магнитного поля на орбитальное движение электронов. Объяснение диамагнетизма............................................. ............................98

5.5. Парамагнетизм............................................. ..........................................100

5.6. Классификация магнетиков............................................. ...................101

5.7. Ферромагнетики и их свойства...........................................................102

5.8. Доменная структура и механизм намагничивания ферромагнетиков.....................................................................................................................107

5.9. Антиферромагнетизм. Ферримагнетизм. Ферриты......................109

Контрольные вопросы и задания...............................................................111

6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ................................................113

6.1. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.....................113

6.2. Природа электромагнитной индукции..............................................114

6.3. Токи Фуко................................................................................................115

6.4. Явление самоиндукции. Э.д.с. самоиндукции. Индуктивность....116

6.5. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность...............117

6.6. Токи при размыканиии и замыкании цепи......................................119

6.7. Энергия магнитного поля. Объемная плотность энергии.....................................................................................................................122

Контрольные вопросы и задания...............................................................124

7. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ............................................126

7.1. Электрический колебательный контур. Процессы, протекающие в колебательном контуре................................................................................126