Шкала электромагнитных волн

Свойства электромагнитных волн сильно зависят от их частоты (или длины волны). Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме по-стоянна, то частота его колебаний однозначно связана с длиной волны

в вакууме.

В таблице приведена классификация электромагнитных волн в за-висимости от их частоты (длины волны).

Виды	Диапазоны	Название
		Источники	Применение
излучения	частот,	длин	групп частот
	Гц	волн, м
			Инфранизкие	Генераторы специ-	Радиовещание,
			Низкие	альных	конструк-	радиосвязь
				ций
			Промышленные	Большинство
Низкочас-				электрических
< 3⋅103	> 105		приборов и двига-
тотные
волны				телей;	генераторы
			переменного тока
			Звуковые	Звуковые генера-	Электроакусти-
				торы		ка (микрофо-
						ны), кино, ра-
						диовещание

Виды	Диапазоны		Название	Источники	Применение
излучения	частот,	длин	групп частот
	Гц	волн, м
				Длинные	Генераторы элек-	Телеграфия,
				Средние	трических	коле-	телевидение,
				Короткие	баний	различных	радиовещание,
				Метровые	конструкций		радиолокация,
Радио- и	3⋅103–			Дециметровые					исследование
	–4						свойств	веще-
микро-	3⋅1012	10 –10						ства (метровые
волны									и дециметровые
									волны)
				Сантиметровые	Магнетронные,	Радиолокация,
				Миллиметровые	клистронные гене-	радиоспектро-
				Переходные	раторы и мазеры	скопия и радио-
									астрономия
Инфра-				Декамикронные	Излучение нагре-	Инфракрасная
красное		–4	–	Микронные	тых тел (газораз-	спектроскопия,
излуче-	10 –	3⋅10		рядные	лампы	фотографиро-
ние	4,3⋅1014	7,8⋅10–7		и т. п.)				вание в темноте
									(в инфракрас-
									ных лучах)
Видимое	4,3⋅1014–	7,8⋅10–7–		Излучение молекул
—	и атомов при теп-
излуче-	7,5⋅1014	4⋅10–7	ловых и электриче-
ние					ских воздействиях
Ультра-		–7		Ближние	Излучение	Солн-	Ультрафиоле-
фиолето-	7,5⋅10 –	4⋅10 –	Крайние	ца, ртутных	ламп	товая микроско-
вое излу-	1016	3⋅10–8		и др.				пия, медицина
чение
				Ультрамягкие	Рентгеновские труб-	Медицина, изу-
Рентге-		–8	–	Мягкие	ки и другие прибо-	чение вещества,
новские	10 –	3⋅10	Жесткие	ры, где происходит	дефектоскопия
3⋅1018	10–10		торможение	элек-
лучи					тронов	с	энергией
					более 105	эВ
					Взаимодействие	Гамма-дефек-
					элементарных	тоскопия,	изу-
Гамма-	3⋅1018–	10–10–	—	частиц, радиоактив-	чение свойств
лучи	3⋅1029	10–21	ный распад ядер,	вещества
					торможение	элек-
					тронов		энергией
					более 105	эВ

Видимый свет (видимое излучение) − это электромагнитные вол-ны, лежащие в диапазоне длин от 780 нм (красный свет) до 400 нм (фиолетовый свет). Однако видимый свет по своей физической при-роде ничем не отличается от других электромагнитных волн. Поэтому термин «свет» применяют в более широком смысле. В частности, го-воря о скорости света в вакууме с, под светом понимают не только видимое излучение, а фактически любые электромагнитные волны.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ

И РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Наркевич, И. И. Физика для ВТУЗов / И. И. Наркевич, Э. И. Вол-мянский, С. И. Лобко. – Минск: Новое знание, 2004. – 680 с.

2. Наркевич, И. И. Физика для ВТУЗов: в 2 т. / И. И. Наркевич, Э. И. Волмянский, С. И. Лобко. – Минск: Вышэйшая школа, 1992– 1994. – 2 т.

3. Курс физики: учеб. пособие для ВТУЗов: в 3 т. / А. А. Детлаф

[и др.]. – М.: Высшая школа, 1987, 1989. – 3 т.

4. Детлаф, А. А. Курс физики: учеб. пособие для студентов ВТУЗов / А. А. Детлаф, Б. М. Яворский. – М.: Академия, 2007. – 720 с.

5. Савельев, И. В. Курс общей физики: в 3 т. / И. В. Савельев. –

М.: Наука, 1987. – 3 т.

6. Курс физики: учебник для вузов: в 2 т. / под ред. В. Н. Лозов-ского. – СПб.: Лань, 2000. – 2 т.

7. Трофимова, Т. И. Курс физики / Т. И. Трофимова. – М.: Выс-

шая школа, 1998. – 542 с.

8. Джанколи, Д. Физика: в 2 т. / Д. Джанколи. – М.: Мир, 1989. – 2 т.

СОДЕРЖАНИЕ

Тема 1. Магнитное поле в вакууме........................................................ 3

Лекция № 1........................................................................................................... 3

1.1. Магнитное поле. Взаимодействие токов. Вектор маг-

нитной индукции.......................................................................... 3

1.2. Закон Био − Савара – Лапласа........................................... 7

1.3. Расчет магнитных полей прямого проводника с током

бесконечной и конечной длины......................................... 7

Лекция № 2......................................................................................................... 10

1.4. Магнитное поле движущейся заряженной частицы 10

1.5. Циркуляция вектора магнитной индукции 11

1.6. Магнитное поле тороида и соленоида 14

1.7. Магнитный поток. Теорема Гаусса для магнитного поля

в интегральной и дифференциальной формах 17

Тема 2. Действие магнитного поля на проводник с током и дви-

жущуюся заряженную частицу............................................................... 19

Лекция № 3......................................................................................................... 19

2.1. Сила Ампера................................................................................................. 19

2.2. Контур с током в магнитном поле. Магнитный момент контура с током. Механический момент, действующий

на контур с током в однородном магнитном поле 20

2.3. Работа перемещения проводника с током в магнитном

поле............................................................................................................................. 22

2.4. Сила Лоренца. Масс-спектрометрия............................................. 25

2.5. Эффект Холла............................................................................................. 29

Тема 3. Явление электромагнитной индукции........................... 32

Лекция № 4......................................................................................................... 32

3.1. Опыты Фарадея. Закон электромагнитной индукции.

Вихревое электрическое поле.................................................................... 32

3.2. Токи Фуко......................................................................................................... 35

3.3. Явление самоиндукции. Индуктивность 36

3.4. Энергия и объемная плотность энергии магнитного

поля.............................................................................................................................. 37

3.5. Токи при включении и при выключении источника тока в электрической цепи (для самостоятельной

работы)...................................................................................................................... 39

Тема 4. Магнитное поле в веществе.................................................. 44

Лекция № 5......................................................................................................... 44

4.1. Атом в магнитном поле. Магнитные моменты электро-нов и атомов. Орбитальный и спиновой магнитные

моменты................................................................................................................... 44

4.2. Намагниченность. Магнитная восприимчивость и маг-

нитная проницаемость среды.................................................................... 48

Лекция № 6......................................................................................................... 50

4.3. Типы магнетиков. Элементарная теория диа- и пара-

магнетизма............................................................................................................. 50

4.4. Ферромагнетики. Магнитный гистерезис. Точка

Кюри............................................................................................................................ 55

4.5. Эффекты, наблюдаемые в ферромагнетиках и их при-

менение.................................................................................................................... 59

4.6. Условия для магнитного поля на границе раздела двух

изотропных сред (для самостоятельной работы) 61

Тема 5. Электромагнитное поле........................................................... 64

Лекция № 7......................................................................................................... 64

5.1. Основы теории Максвелла для электромагнитного по-ля. Вихревое электрическое поле. Ток смещения. Сис-

тема уравнений Максвелла для электромагнитного по-

ля в интегральной форме.............................................................................. 64

5.2. Полная система уравнений Максвелла для электромаг-нитного поля в дифференциальной форме. Материаль-

ные уравнения. Граничные условия....................................................... 68

Тема 6. Электромагнитные волны...................................................... 72

Лекция № 8......................................................................................................... 72

6.1. Электромагнитные волны. Волновое уравнение 72

6.2. Основные свойства электромагнитной волны. Уравне-ние электромагнитной волны. Фазовая скорость. Мо-

нохроматические волны................................................................................. 74

6.3. Энергия электромагнитной волны. Вектор Умова –

Пойнтига................................................................................................................... 77

6.4. Шкала электромагнитных волн......................................................... 79

Список использованной и рекомендуемой литературы... 81

Учебное издание

БобровичОлег ГеоргиевичТульевВалентин Валентинович

ФИЗИКА

В 5-ти частях Часть 3