Фізика. 9 клас. Сиротюк

§ 21. Властивості електромагнітних хвиль. Шкала електромагнітних хвиль

Електромагнітні хвилі поглинаються, відбиваються і заломлюються, як і всі інші види хвиль. Це легко спостерігати.

Радіотехнічні пристрої дають змогу провести наочні досліди з метою виявлення властивостей електромагнітних хвиль. При цьому найкраще використовувати хвилі сантиметрового діапазону, що їх випромінює спеціальний генератор надвисокої частоти (НВЧ).

Електромагнітні хвилі випромінює рупорна антена в напрямку осі рупора-гучномовця. Приймальна антена, яка має вигляд такого самого рупора, уловлює хвилі, що поширюються вздовж його осі. Загальний вигляд установки показано на малюнку 236.

Рупори розташовують один проти одного і, після увімкнення звуку, розміщують між ними різні діелектричні тіла. При цьому помічають зменшення гучності. Це свідчить про те, що електромагнітні хвилі поглинаються.

Мал. 236

Якщо діелектрик замінити металевою пластинкою, то хвилі не досягатимуть приймача внаслідок відбивання. Звуку не буде чути. Відбивання відбувається під кутом, що дорівнює куту падіння, як і у випадку світлових і механічних хвиль. Щоб переконатися в цьому, рупори розміщують під однаковими кутами до металевого листа (мал. 237, а). Звук зникає і тоді, коли забрати лист або повернути його.

Електромагнітні хвилі відбиваються.

Електромагнітні хвилі змінюють свій напрямок (заломлюються) на межі діелектрика. Це можна виявити за допомогою великої трикутної призми, яка заповнена парафіном. Рупори встановлюють під кутом один до одного, як і тоді, коли демонстрували відбивання. Металевий лист замінюють призмою (мал. 237, б). Забираючи призму або повертаючи її, спостерігають зникнення звуку.

Електромагнітні хвилі заломлюються.

Мал. 237

Електромагнітні хвилі поділяються на кілька видів: радіохвилі, світлові хвилі, рентгенівське і γ-випромінювання (див. табл.). Слід зазначити, що межі між різними видами електромагнітних хвиль досить умовні.

Таблиця

Види електромагнітних хвиль

Випромінювання

Довжина хвилі, м

Частота, Гц

Джерело випромінювання

Радіохвилі

103 - 10-4

3 • 105 - 3 • 1012

Коливальний контур, вібратор Герца, ламповий генератор

Інфрачервоне випромінювання

5 • 10-4 - 8 • 10-7

6 • 1011 - 3,7 • 1014

Лампи, нагріті тіла, лазери, Сонце

Видиме світло

8 • 10-7 - 4 • 10-7

3,7 • 1014 - 7,5 • 1014

Лампи, нагріті тіла, лазери, Сонце

Ультрафіолетове випромінювання

4 • 10-7 - 10-9

7,5 • 1014 - 3 • 1017

Лампи, нагріті тіла, лазери, Сонце

Рентгенівське випромінювання, радіоактивне випромінювання

2 • 10-9 - 6 • 10-12

<6 • 10-12

1,5 • 1017 - 5 • 1019

>5 • 1019

Рентгенівські трубки.

Космічне випромінювання

Радіохвилі поділяють за довжиною хвилі на довгі (понад 10 км), середні (сотні метрів), короткі (десятки метрів). Усі вони переважно використовуються в радіозв’язку. Ультракороткі радіохвилі поділяють на метрові, дециметрові та міліметрові. Перші використовують у телебаченні, другі і треті - у радіолокації. Діапазон радіохвиль частково перекривається з інфрачервоними променями, які широко застосовують у техніці. У цьому діапазоні працюють лазери.

Ультрафіолетові промені використовують для знезаражування приміщень у лікарнях, стимуляції хімічних реакцій, утворення потрібних генних мутацій тощо. Поверхня Землі захищена від шкідливих складових ультрафіолетових променів Сонця озоновим шаром. Його збереження - це одна з важливих екологічних проблем.

Рентгенівське випромінювання отримують під час гальмування електронів, які прискорюються напругою в десятки кіловольт. На відміну від світлового проміння видимого спектра й ультрафіолетового випромінювання, воно має значно меншу довжину хвиль. Причому що більша енергія електронів, які бомбардують перешкоду, то менша довжина хвилі рентгенівського випромінювання.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

  • 1. Яка швидкість поширення електромагнітних хвиль у повітрі?
  • 2. Запишіть формулу, що виражає зв’язок швидкості поширення хвилі з довжиною хвилі і частотою.
  • 3. Назвіть властивості електромагнітних хвиль, які ви знаєте.
  • 4. Що дає змогу об’єднати всі види електромагнітного випромінювання в одну шкалу електромагнітних хвиль?