Фізика і астрономія. Рівень стандарту. 11 клас. Сиротюк

§ 28. Властивості 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 2.35. Рупори розміщують один проти одного і після увімкнення звуку розміщують різні діелектричні тіла. При цьому помічають зменшення гучності.

Мал. 2.35

Це свідчить про те, що електромагнітні хвилі поглинаються.

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 великого металевого листа (мал. 2.36, а). Звук зникає і тоді, коли забрати лист або повернути його.

Мал. 2.36

Електромагнітні хвилі відбиваються.

Електромагнітні хвилі змінюють свій напрямок (заломлюються) на межі діелектрика. Це можна виявити за допомогою великої трикутної призми з парафіну. Рупори встановлюють під кутом один до одного, як і тоді, коли демонстрували відбивання. Металевий лист замінюють призмою (мал. 2.36, б). Забираючи призму або повертаючи її, спостерігають зникнення звуку.

Електромагнітні хвилі заломлюються.

Електромагнітні хвилі — поперечні. Це означає, що вектори і хвилі електромагнітного поля перпендикулярні до напрямку її поширення. Коливання напруженості електричного поля хвилі, яка виходить з рупора, відбуваються в певній площині, а коливання вектора магнітної індукції — у перпендикулярній до неї площині. Хвилі з певним напрямком коливань називають поляризованими. На малюнку 2.32 показано поляризовану хвилю. Приймальний рупор з детектором приймає тільки поляризовану в певному напрямку хвилю. Це можна виявити, повернувши передавальний або приймальний рупор на 90°. Звук при цьому зникне.

Поляризацію спостерігають, розміщуючи між генератором і приймачем решітку з паралельних металевих стержнів (мал. 2.37). Решітку ставлять так, щоб стержні були горизонтальні або вертикальні. В одному з положень, коли електричний вектор паралельний стержням, у них збуджуються струми, унаслідок чого решітка. відбиває хвилі подібно до суцільної металевої пластини. Якщо вектор E перпендикулярний до стержнів, то струми в них не збуджуються й електромагнітна хвиля проходить.

Мал. 2.37

Більше властивостей електромагнітних хвиль розглянемо, вивчаючи оптику.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

  • 1. Що являє собою електромагнітне поле?
  • 2. Як утворюються і поширюються електромагнітні хвилі?
  • 3. Назвіть властивості електромагнітних хвиль, які ви знаєте.

Дослідіть вплив електромагнітного поля на організм людини.