Питання 16: Електромагнітні коливання. Коливальний контур

Колива́льний ко́нтур або коливний контур — електричне коло, складене з резистора, конденсатора та котушки індуктивності, в якому можливі коливання напруги й струму. Коливальні контури широко застосовуються в радіотехніці та електроніці, зокрема в генераторах електричних коливань, в частотних фільтрах. Вони використовуються практично в кожному електротехнічному пристрої.

Коливальний контур без джерела напруги[ред. • ред. Код]

Коливальний контур, що складається із послідовно з'єднаних котушки індуктивністю {\displaystyle L\ } , конденсатора ємністю {\displaystyle C\ } та активного резистора {\displaystyle R\ } називається RLC-контуром.

В загальному випадку активний опір {\displaystyle R} включає не тільки активні опори провідників, а й опір, зв'язаний з витратами на випромінювання, що виникає внаслідок відкритості конденсатора та індуктивності.

У випадку, коли активний опір малий, і ним можна знехтувати, коливальний контур називають LC-контуром.

В ланку коливального контура можна додати перемикач для аналізу процесу накопичення зарядів на ємності.

Питання 17: Електромагнітна природа світла. Джерела і приймачі світла

Св́ітло — електромагнітні хвилі видимого спектру. До видимого діапазону належать електромагнітні хвилі в інтервалі частот, що сприймаються людським оком (7.5×10¹⁴ — 4×10¹⁴ Гц), тобто з довжиною хвилі від 390 до 750 нанометрів.

У фізиці термін «світло» має дещо ширше значення і є синонімом до оптичного випромінювання, тобто включає в себе інфрачервону та ультрафіолетову області спектру.

Властивості світла вивчаються розділами фізики оптикою та спектроскопією. Вимірювання інтенсивності світла — царина фотометрії.

Фізичні тіла, атоми та молекули яких випромінюють світло, називають джерелами світла. Джерела світла бувають штучні та природні, теплові та люмінесцентні, точкові та протяжні. Наприклад, полярне сяйво — природне, протяжне для спостерігача на Землі, люмінесцентне джерело світла.

Джерелами світла є Сонце, спалах блискавки, лампа розжарення, екран телевізора, монітори тощо. Світло можуть випромінювати також організми (деякі морські тварини, світлячки та інше.)

Пристрої, за допомогою яких можна виявити світлове випромінювання, називають приймачами світла. Серед природних приймачів світла — органи живих істот.

Область науки і техніки, предметом якої є дослідження принципів і розробка способів генерування, просторового розподілу і вимірювання характеристик оптичного випромінення, а також перетворення його енергії на інші види енергії і використання з різною метою, називається «Світлотехніка». Світлотехніка включає у себе, також, конструкторську та технологічну розробку джерел випромінювання і систем керування ними, освітлювальних, опромінювальних і світлосигнальних приладів, пристроїв і установок, нормування, проектування, монтаж і експлуатацію світлотехнічних установок.

Питання 18: Хвильова оптика. Інтерференція світла. Явища дифракції і дисперсії світла

У хвильовій оптиці розглядаються явища, в яких проявляється хвильова природа світла (інтерференція, дифракція). Основним поняттям хвильової оптики є поняття елœектромагнітної хвилі.

Виникнення елœектричного поля внаслідок зміни магнітного поля було відкрите Фарадеєм у 1831 р. Обернене явище – виникнення магнітного поля під час будь-якої зміни елœектричного поля було теоретично передбачене іншим видатним англійським фізиком Максвеллом. Розвиваючи уявлення Фарадея про взаємозв’язок елœектричних та магнітних явищ, Максвелл прийшов до відкриття елœектромагнітного поля. Одним з висновків теорії елœектромагнітного поля, розробленої Максвеллом у 1860-1865 роках, є те, що у вакуумі або в повітрі можуть поширюватися елœектромагнітні хвилі, швидкість яких дорівнює м/c. Таку швидкість ще називають швидкістю світла.

Через 23 роки (1888 р.) німецький фізик Герц експериментально дістав елœектромагнітні хвилі у вільному просторі, а російський фізик Попов використав ці хвилі для здійснення бездротового телœеграфу.

Згідно теорії Максвелла, якщо в просторі змінюється елœектричне поле, т

Мал. 1.2. Модель поширення елœектромагнітного поля в просторі о в цій області простору воно викликає змінне магнітне поле. Змінне магнітне поле, в свою чергу, породжує змінне елœектричне поле, причому це елœектричне поле повинно бути вихровим, тобто лінії напруженості елœектричного поля є замкненими і охоплюють лінії індукції магнітного поля. Сукупність таких змінних елœектричних та магнітних полів утворює елœектромагнітне поле. Виникнувши в певному місці простору, зміннеелœектромагнітне поле передається від однієї точки простору до іншої зі швидкістю світла (мал. 1.2). Цей процес поширення змінного елœектромагнітного поля в просторі й являє собою елœектромагнітну хвилю.

З Мал. 1.3. Модель поширення елœектромагнітної хвилі в просторі

теорії Максвелла випливає, що напрям вектора напруженості елœектричного поля, вектора індукції магнітного поля, а також напрям поширення елœектромагнітної хвилі є взаємно перпендикулярними, тому елœектромагнітні хвилі називають ще поперечними(мал. 1.3). Поперечність світлових хвиль на момент створення теорії елœектромагнітного поля була доведена експериментально.