Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Фізика / Соколович_Ю.А.-Фізика._Навчально-практичний_довідник-Ранок(2010).pdf
Скачиваний:
315
Добавлен:
06.02.2016
Размер:
5.63 Mб
Скачать

Фізика коливань

Задача 2.

Чому людина, яка стоїть біля стінки будівлі в точці B, доб­ ре чує розмову, що відбувається в точці A, а людина, що стоїть далі, у точці C, її не чує або чує дуже слабо (рис. 292, а)?

Розв’язання:

Хвилі, відхиляючись від прямолінійного поширення (дифракція хвиль), досягнуть вуха людини в точці B. Точка C розташована в хвильовій тіні, куди хвилі від джерела не досягають,— людина може чути слабкий звук, оскільки її вуха досягають хвилі, які пройшли крізь товщу будівлі

(рис. 292, б).

 

A

C

B

а

б

 

Рис. 292

5.Електромагнітні хвилі

5.1.Випромінювання електромагнітних хвиль відкритим коливальним контуром

Електромагнітні хвилі — це поширення в просторі вільного електромагнітного поля. Електромагнітні хвилі випромінюються електричними зарядами, що рухаються з прискоренням.

314

5. Електромагнітні хвилі

Відкритий коливальний контур­ випромінює елект­ ромагнітні­ хвилі, оскільки в процесі коливань у контурі електрони рухаються з прискоренням.

При збудженні у відкритому коливальному контурі

коливань із великою амплітудою навколо контуру виника-

ють поля E і B, пов’язані із зарядами і струмом у контурі.

Змінні поля E і B індукують відповідно поля B і E . Далі

поля E і B, взаємно індуку-

ючи одне одного, утворюють

вільне електромагнітне поле

(рис. 293).

В електромагнітній хвилі

E і B змінюються у взаємно перпендикулярних площинах, які перпендикулярні до напря-

му поширення, і збігаються у фазі (рис. 294): Рис. 293

ε0εE2 = µB02µ .

Електромагнітні хвилі — це поперечні хвилі.

E

Emax

 

 

B

r

 

Bmax

Рис. 294

315

Фізика коливань

5.2. ќвидкість поширення електромагнітних хвиль

Швидкість поширення електромагнітних хвиль у ва­

куумі:

1

 

c =

, c ≈ 3 · 108 м/с.

 

ε0µ0

У діелектрику швидкість електромагнітної хвилі змен-

шується (хвиля гальмується):

 

 

v =

 

c

.

 

 

 

 

εµ

На межі поділу середовища з вакуумом хвиля залом-

люється; абсолютний показник заломлювання nс — число,

що визначає, у скільки разів швидкість хвилі в середовищі

v менша за c:

nс = vc = εµ .

Довжина електромагнітної хвилі (λ) — це відстань, на яку поширюється хвиля за один період коливань E і B.

У повітрі c = λпν, у діелектрику v = λν.

Об’ємна густина енергії електромагнітної хвилі­ (ω):

ω=

W

=

 

EB

.

 

 

 

 

V vµ0µ

Інтенсивність електромагнітної хвилі (I):

I = ωv =

 

EB

.

 

µ0µ

 

 

 

 

 

 

5.3. Принцип радіозв’язку. Модуляція і детектування (демодуляція)

Електромагнітні хвилі, що зумовлюють радіозв­ ’язок,

називають радіохвилями.

Радіохвилі — це електромагнітні хвилі високої (несучої) частоти, модульовані за звуковим (радіо) або світловим (те-

лебачення) сигналом.

Модуляція — зміна параметрів несучої хвилі. Амплітудна модуляція — це зміна амплітуди коливань

несучої частоти з частотою низьких коливань (звукової частоти); здійснюється в передавальному пристрої (рис. 295).

316

5. Електромагнітні хвилі

Демодуляція — процес, протилежний модуляції; здійснюється в приймальному пристрої (детектування з подальшим виділенням коливань звукової частоти) (рис. 296).

Рис. 295

Рис. 296

5.4. Класифікація радіохвиль і особливості їх поширення

Радіохвилі поділяються на довгі, середні, короткі та ультракороткі (рис. 297).

Рис. 297

Довгі хвилі (від 1 до 10 км) зазнають відчутної дифракції біля земної поверхні й притягуються до Землі наведеними ними індукційними струмами в земній корі; поширюються далеко за горизонт.

317