25. Elektromagnetické vlnenie

Prírodné vedy » Fyzika

Autor: Dievča ursula (17)
Typ práce: Maturita
Dátum: 03.06.2019
Jazyk: Slovenčina
Rozsah: 945 slov
Počet zobrazení: 140
Tlačení: 11
Uložení: 11

25. Elektromagnetické vlnenie

  • vznik elektromagnetického vlnenia – je vlnenie skladajúce sa z 2 častí : 1)elektrickej

2) magnetickej

- jeho zdrojom je elektromagnetický oscilátor (napr. zdroj striedavého prúdu) => energia sa prenáša zo zdroja do prostredia


  • k zdroju elektromagnetického vlnenia je pripojený rad oscilačných obvodov, ktoré sú navzájom pospájané väzbou => kmitanie vynútené v jednom oscilačnom obvode sa prostredníctvom väzby prenáša do ďalšieho oscilačného obvodu => vedením sa šíri elektromagnetická vlna
  • elektrická zložka vlny – je opísaná intenzita elektrického poľa E, ktorá kmitá (no v rôznych miestach vedenia je intenzita iná)

E = E m . sin . 2π . ( t/ T – x / λ )

  • E m maximálna hodnota, ktorú môže intenzita pozdĺž celého vedenia dosiahnuť
  • t , x – určujú čas a miesto vo vedení kde určujeme hodnotu intenzity
  • T , λ – určujú periódu a vlnovú dĺžku šíriacej sa elektromagnetickej vlny
  • magnetická zložka vlny – je opísaná indukciou B magnetického pola, ktorá kmitá (v dôsledku zmeny elektrického pola – elektromagnetická indukcia)

B = B m . sin . 2π . ( t/ T – x / λ )

  • vektory B a E kmitajú vo fáze v každom okamihu na seba kolmo a zároveň kmitajú na smer šírenia sa vlnenia => elektromagnetické vlnenie je priečne vlnenie

  • elektromagnetické vlnenie prenáša energiu, ale nie hmotu
  • energia sa neprenáša vodičmi, ale polom => nepotrebuje prostredie
  • rýchlosť elektromagnetického vlnenia – rýchlosť vo vákuu (vzduch) je 3.108 m/s => C
  • C – rýchlosť svetla vo vákuu

- v každom ďalšom prostredí sa elektromagnetická vlna šíri pomalšie

v = C / √ E r . μ r - vo vode 9x pomalšie ako vo vákuu

  • E r – relatívna permitivita (elektrické vlastnosti )
  • μ r - relatívna permeabilita (magnetické vlastnosti )
  • vlastnosti elektromagnetického vlnenia :
  1. a) v rôznom prostredí má elektromagnetická vlna rôznu vlnovú dĺžku, vlnová dĺžka elektromagnetickej vlny je toľkokrát menšia, koľkokrát je menšia jej rýchlosť v danom prostredí
  1. b) polarizácia elektromagnetickej vlny – ak kmitá vektor E a B len v jednom smere, elektromagnetická vlna je polarizovaná 

- ak v rôznych smeroch rovnako pravdepodobne tak je nepolarizovaná

  • o polarizácii sa presvedčíme tak, že vlneniu postavíme do cesty mriežku z rovnobežných vodičov => ak sú vodiče rovnobežné so smerom výchylky vektora E, vlnenie cez mriežku prechádza, ak mriežku skrížime o 90° => vlnenie neprechádza
  1. c) ohyb elektromagnetickej vlny – vzniká ak elektromagnetické vlnenie dopadá na otvor v prekážke a je tým výraznejšie, čím porovnateľnejšie sú rozmery prekážky s vlnovou dĺžkou (vlnenie sa dostáva aj za prekážku)
  1. d) odraz vlnenia – ak vlnenie dopadá na prekážku pod určitým uhlom, tak pod tým istým uhlom sa aj odráža => zákon odrazu

- ak dopadne kolmo, odrazí sa kolmo naspäť => vzniká stojaté vlnenie

 

  1. e) interferencia vlnenia – vzniká ak sa do jedného bodu súčasne dostanú dve elektromagnetické vlny – amplitúda výsledného vlnenia závisí od dráhového rozdielu zložiek

Δd = 2k . λ /2 => max.

Δd = (2k + 1) . λ /2 => min.

  • stojaté elektromagnetické vlnenie – vzniká vo vedení, ak sa elektromagnetické vlnenie na jeho konci odrazí

  • napätie a prúd sú fázovo posunuté o π/2 => ak má napätie uzol, prúd tam má kmitanie a naopak
  • na konci vedenia má napätie kmitňu a prúd uzol => na konci vedenia je napätie maximálne a prúd je nulový
  • energia elektrického pola sa mení na energiu magnetického pola a naopak, keď je prúd maximálny celá energia je vo forme magnetického pola a keď je napätie maximálne, celá energia je vo forme elektrického pola
  • energia sa pri elektromagnetickom vlnení neprenáša
  • vektory E a B sú fázovo posunuté o π/2

  • elektromagnetický dipól – ak sa elektromagnetické vlnenie šíri dvojvodičovím vedením, elektromagnetická energia je sústredená hlavne medzi vodičmi
  • ak chceme aby sa dostala do priestoru, vyhneme konce vedenia do smeru kolmého na vedenie (vo vzdialenosti λ/4 od konca vedenia => vzniká elektromagnetický dipól )

  • v elektromagnetickom dipóle vzniká stojaté vlnenie => napätie má na koncoch dipólu kmitňu a v strede dipólu uzol, prúd má na koncoch uzol a v strede kmitňu => dipól vyžaruje do prostredia elektromagnetickú energiu, teda je to otvorený oscilátor
  • najviac energie vyžaruje v smere kolmo na os dipólu ( vo vodorovnom smere)
  • je základnou súčiastkou vysielačov a prijímačov – anténa
  • ako prijímač funguje, tak že pri dopade elektromagnetickej energii sa nútene rozkmitá, toto kmitanie sa zosilní a upraví na zvukový alebo obrazový signál
  • šírenie elektromagnetického vlneniazávisí od jeho vlnovej dĺžky :
  1. a) dlhé vlny ( λ = 1000 m)
  2. b) stredné vlny ( λ = 100 m)
  • dlhé a stredné vlny sa využívajú na ohyb vlnenia pozdĺž zemského povrchu => ich príjem je možný aj za veľkými prekážkami v členitom teréne
  1. c) krátke vlny ( λ = 10 m) – využívajú odraz od vrstvy ovzdušia od ionosféry => určité množstvo molekúl sa vplyvom slnečného žiarenia rozštiepi v ionosfére na ióny a elektróny odkiaľ sa potom tieto vlny odrážajú do veľkých vzdialeností
  1. d) veľmi krátke vlny ( λ = 10cm -1m) – na ich šírenie treba pomerne rovný terén

- policajti – radar

- takéto priamočiare šírenie sa používa pri rádiolokácii

  1. e) centimetrové vlny (λ = 1cm) – družicový príjem
  • teória elektromagnetického pola – elektromagnetické pole, ktoré sa elektromagnetickým vlnením šíri skúmal Maxwell, ktorý vychádzal z poznatku, že zmena magnetického pola indukuje elektrické pole, predpokladal že to platí aj opačne => javy, ktoré vznikajú pri zmenách elektrického a magnetického pola sú symetrické
  • tento predpoklad je základom teórie elektromagnetického pola, ktoré Maxwell zhrnul do 4 rovníc (diferenciálnych):

1) indukované elektrické pole má uzavreté siločiary a elektrostatické pole má otvorené siločiary => dáva do súvisu elektrické pole s jeho zdrojmi

2) magnetické pole má vždy uzavreté indukčné čiary => dáva do súvisu magnetické pole s jeho zdrojmi (neexistuje samostatný magnetický pól)

3) každá zmena magnetického pola vyvolá elektrické pole

4) každá zmena elektrického pola vyvolá magnetické pole

Učebný materiál si môžeš pozrieť v dokumente PDF kliknutím na nasledujúci odkaz:
Oboduj prácu: 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 (10-najlepšie, priemer: 0)


Založiť nové konto Pridať nový referát

Odporúčame

Prírodné vedy » Fyzika

:: KATEGÓRIE - Referáty, ťaháky, maturita:

0.040