विद्युत चुम्बकीय तरंगें क्या हैं? विद्युत चुम्बकीय तरंग अंतरिक्ष में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के प्रसार की प्रक्रिया है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें वर्षों की बहस और हजारों प्रयोगों का परिणाम हैं। प्राकृतिक उत्पत्ति की शक्तियों की उपस्थिति का प्रमाण जो वर्तमान समाज को बदल सकती है। यह एक साधारण सत्य की वास्तविक स्वीकृति है - हम उस दुनिया के बारे में बहुत कम जानते हैं जिसमें हम रहते हैं।

भौतिकी प्राकृतिक विज्ञानों में रानी है, जो न केवल जीवन की उत्पत्ति के बारे में सवालों के जवाब देने में सक्षम है, बल्कि दुनिया भी है। यह वैज्ञानिकों को विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का अध्ययन करने की क्षमता देता है, जिनकी परस्पर क्रिया EMW (विद्युत चुम्बकीय तरंगें) उत्पन्न करती है।

विद्युत चुम्बकीय तरंग क्या है

बहुत पहले नहीं, फिल्म "वॉर ऑफ द करंट्स" (2018) हमारे देश की स्क्रीन पर रिलीज़ हुई थी, जहाँ, कल्पना के स्पर्श के साथ, यह दो महान वैज्ञानिकों एडिसन और टेस्ला के बीच विवाद के बारे में बताती है। एक ने से लाभ साबित करने की कोशिश की एकदिश धारा, अन्य - चर से। यह लंबी लड़ाई इक्कीसवीं सदी के सातवें वर्ष में ही समाप्त हो गई।

"लड़ाई" की शुरुआत में, सापेक्षता के सिद्धांत पर काम कर रहे एक अन्य वैज्ञानिक ने बिजली और चुंबकत्व को समान घटना के रूप में वर्णित किया।

उन्नीसवीं सदी के तीसवें वर्ष में, भौतिक विज्ञानी अंग्रेजी मूलफैराडे ने घटना की खोज की इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शनऔर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की एकता की अवधि की शुरुआत की। उन्होंने यह भी दावा किया कि इस क्षेत्र में गति प्रकाश की गति से सीमित है।

थोड़ी देर बाद, अंग्रेजी वैज्ञानिक मैक्सवेल के सिद्धांत ने बताया कि बिजली चुंबकीय प्रभाव का कारण बनती है, और चुंबकत्व उपस्थिति का कारण बनता है विद्युत क्षेत्र. चूंकि ये दोनों क्षेत्र अंतरिक्ष और समय में चलते हैं, इसलिए वे गड़बड़ी बनाते हैं - यानी विद्युत चुम्बकीय तरंगें।

सीधे शब्दों में कहें, एक विद्युत चुम्बकीय तरंग विद्युत का एक स्थानिक गड़बड़ी है चुंबकीय क्षेत्र.

प्रयोगात्मक रूप से, EMW का अस्तित्व जर्मन वैज्ञानिक हर्ट्ज़ द्वारा सिद्ध किया गया था।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें, उनके गुण और विशेषताएं

विद्युत चुम्बकीय तरंगों की विशेषता निम्नलिखित कारकों से होती है:

• लंबाई (व्यापक पर्याप्त सीमा);
• आवृत्ति;
• तीव्रता (या दोलन का आयाम);
• ऊर्जा की मात्रा।

सभी विद्युत चुम्बकीय विकिरण की मूल संपत्ति तरंग दैर्ध्य (निर्वात में) का परिमाण है, जो आमतौर पर दृश्यमान प्रकाश स्पेक्ट्रम के लिए नैनोमीटर में निर्दिष्ट होता है।

प्रत्येक नैनोमीटर एक माइक्रोमीटर के हजारवें हिस्से का प्रतिनिधित्व करता है और इसे दो लगातार चोटियों (कोने) के बीच की दूरी से मापा जाता है।

एक तरंग की संगत विकिरण आवृत्ति साइनसॉइडल दोलनों की संख्या और तरंग दैर्ध्य के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

आवृत्ति को आमतौर पर हर्ट्ज़ में मापा जाता है। इस प्रकार, लंबी तरंग दैर्ध्य विकिरण की कम आवृत्ति के अनुरूप होती है, और छोटी तरंग दैर्ध्य विकिरण की उच्च आवृत्ति के अनुरूप होती है।

तरंगों के मुख्य गुण:

• अपवर्तन;
• प्रतिबिंब;
• अवशोषण;
• दखल अंदाजी।

विद्युत चुम्बकीय तरंग गति

विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रसार की वास्तविक गति उस सामग्री पर निर्भर करती है जो माध्यम में होती है, इसका ऑप्टिकल घनत्व और दबाव जैसे कारक की उपस्थिति।

के अलावा, विभिन्न सामग्रीपरमाणुओं के "पैकिंग" के अलग-अलग घनत्व होते हैं, वे जितने करीब स्थित होते हैं, उतनी ही छोटी दूरी और गति जितनी अधिक होती है। नतीजतन, विद्युत चुम्बकीय तरंग की गति उस सामग्री पर निर्भर करती है जिसके माध्यम से वह यात्रा करती है।

इसी तरह के प्रयोग हैड्रॉन कोलाइडर में किए जाते हैं, जहां प्रभाव का मुख्य साधन एक आवेशित कण होता है। की पढ़ाई विद्युत चुम्बकीय घटनावहां क्वांटम स्तर पर होता है, जब प्रकाश छोटे कणों - फोटॉनों में विघटित हो जाता है। लेकिन क्वांटम भौतिकीएक अलग मुद्दा है।

सापेक्षता के सिद्धांत के अनुसार, तरंग प्रसार की उच्चतम गति प्रकाश की गति से अधिक नहीं हो सकती है।मैक्सवेल ने अपने लेखन में गति सीमा की परिमितता का वर्णन किया, इसे एक नए क्षेत्र - ईथर की उपस्थिति से समझाया। आधुनिक आधिकारिक विज्ञान ने अभी तक इस तरह के संबंध का अध्ययन नहीं किया है।

विद्युत चुम्बकीय विकिरण और इसके प्रकार

विद्युत चुम्बकीय विकिरण में विद्युत चुम्बकीय तरंगें होती हैं, जिन्हें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में उतार-चढ़ाव के रूप में देखा जाता है, जो प्रकाश की गति से फैलती हैं (निर्वात में 300 किमी प्रति सेकंड)।

जब EM विकिरण पदार्थ के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो आवृत्ति परिवर्तन के रूप में इसका व्यवहार गुणात्मक रूप से बदल जाता है। इसे क्यों परिवर्तित किया गया है:

1. रेडियो उत्सर्जन।रेडियो फ्रीक्वेंसी और माइक्रोवेव फ़्रीक्वेंसी पर, एम रेडिएशन मुख्य रूप से चार्ज के एक सामान्य सेट के रूप में पदार्थ के साथ इंटरैक्ट करता है जो ऊपर वितरित होते हैं एक लंबी संख्याप्रभावित परमाणु।
2. अवरक्त विकिरण।कम आवृत्ति वाले रेडियो और माइक्रोवेव विकिरण के विपरीत, एक अवरक्त उत्सर्जक आमतौर पर अलग-अलग अणुओं में मौजूद द्विध्रुवों के साथ संपर्क करता है, जो कंपन के रूप में सिरों पर बदल जाते हैं। रसायनिक बंधपरमाणु स्तर पर।
3. दृश्यमान प्रकाश उत्सर्जन।जैसे-जैसे दृश्य सीमा में आवृत्ति बढ़ती है, फोटॉन में कुछ व्यक्तिगत अणुओं की बंधी संरचना को बदलने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है।
4. पराबैंगनी विकिरण।आवृत्ति बढ़ रही है। अब पराबैंगनी फोटॉनों (तीन वोल्ट से अधिक) में अणुओं के बंधों पर दोगुना कार्य करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा है, उन्हें लगातार रासायनिक रूप से पुनर्व्यवस्थित करते हुए।
5. आयनीकरण विकिरण।उच्चतम आवृत्तियों पर और तरंग दैर्ध्य में सबसे छोटा। पदार्थ द्वारा इन किरणों का अवशोषण पूरे गामा स्पेक्ट्रम को प्रभावित करता है। सबसे प्रसिद्ध प्रभाव विकिरण है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों का स्रोत क्या है

दुनिया, हर चीज की उत्पत्ति के युवा सिद्धांत के अनुसार, एक आवेग के कारण उत्पन्न हुई। उन्होंने विशाल ऊर्जा जारी की, जिसे एक बड़ा विस्फोट कहा गया। इस प्रकार ब्रह्मांड के इतिहास में पहली एम-वेव दिखाई दी।

वर्तमान में, अशांति के गठन के स्रोतों में शामिल हैं:

• ईएमवी एक कृत्रिम थरथानेवाला का उत्सर्जन करता है;
• परमाणु समूहों या अणुओं के कुछ हिस्सों के कंपन का परिणाम;
• पर प्रभाव पड़ता है तो बाहरी कवचपदार्थ (परमाणु-आणविक स्तर पर);
• प्रकाश के समान प्रभाव;
• परमाणु क्षय के दौरान;
• इलेक्ट्रॉन मंदी के परिणाम

विद्युत चुम्बकीय विकिरण का पैमाना और अनुप्रयोग

विकिरण पैमाने का अर्थ है 3·10 6 10 -2 से 10 -9 ÷ 10 -14 तक तरंग आवृत्ति की एक विस्तृत श्रृंखला।

विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम के प्रत्येक भाग में हमारे दैनिक जीवन में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला होती है:

1. छोटी लंबाई की तरंगें (माइक्रोवेव)। इन विद्युत तरंगों का उपयोग उपग्रह संकेत के रूप में किया जाता है क्योंकि ये पृथ्वी के वायुमंडल को बायपास करने में सक्षम हैं। इसके अलावा, रसोई में हीटिंग और खाना पकाने के लिए थोड़ा उन्नत संस्करण का उपयोग किया जाता है - यह एक माइक्रोवेव ओवन है। तैयारी का सिद्धांत सरल है - कार्रवाई के तहत माइक्रोवेव विकिरणपानी के अणु अवशोषित और तेज हो जाते हैं, जिससे डिश गर्म हो जाती है।
2. रेडियो प्रौद्योगिकियों (रेडियो तरंगों) में लंबे समय तक गड़बड़ी का उपयोग किया जाता है। इनकी फ्रीक्वेंसी बादलों और वायुमंडल को गुजरने नहीं देती है, जिसकी बदौलत एफएम रेडियो और टेलीविजन हमारे लिए उपलब्ध हैं।
3. अवरक्त विक्षोभ का सीधा संबंध गर्मी से है। उसे देखना लगभग असंभव है। कार में अपने टीवी, संगीत केंद्र या रेडियो के रिमोट कंट्रोल से विशेष उपकरण के बिना एक बीम को नोटिस करने का प्रयास करें। ऐसी तरंगों को पढ़ने में सक्षम उपकरणों का उपयोग देशों की सेनाओं (रात्रि दृष्टि यंत्र) में किया जाता है। रसोई में इंडक्शन कुकर में भी।
4. पराबैंगनी गर्मी से भी संबंधित है। ऐसे विकिरण का सबसे शक्तिशाली प्राकृतिक "जनरेटर" सूर्य है। यह पराबैंगनी विकिरण की क्रिया के कारण है कि किसी व्यक्ति की त्वचा पर एक तन बनता है। चिकित्सा में, इस प्रकार की तरंग का उपयोग उपकरणों को कीटाणुरहित करने, कीटाणुओं को मारने और करने के लिए किया जाता है।
5. गामा किरणें सबसे शक्तिशाली प्रकार का विकिरण है जिसमें उच्च आवृत्ति के साथ लघु-तरंग विक्षोभ केंद्रित होता है। विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के इस भाग में निहित ऊर्जा किरणों को अधिक भेदन शक्ति प्रदान करती है। में लागू परमाणु भौतिकी- शांतिपूर्ण, परमाणु हथियार - युद्धक उपयोग।

मानव स्वास्थ्य पर विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रभाव

मनुष्यों पर ईएमवी के प्रभाव को मापना वैज्ञानिकों की जिम्मेदारी है। लेकिन आपको आयनकारी विकिरण की तीव्रता का आकलन करने के लिए विशेषज्ञ होने की आवश्यकता नहीं है - यह मानव डीएनए के स्तर पर परिवर्तन को भड़काता है, जो ऑन्कोलॉजी जैसी गंभीर बीमारियों को जन्म देता है।

कोई आश्चर्य नहीं कि चेरनोबिल आपदा के हानिकारक प्रभाव को प्रकृति के लिए सबसे खतरनाक में से एक माना जाता है। कभी खूबसूरत क्षेत्र के कई वर्ग किलोमीटर पूर्ण बहिष्कार का क्षेत्र बन गए हैं। सदी के अंत तक, चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में एक विस्फोट खतरनाक है जब तक कि रेडियोन्यूक्लाइड का आधा जीवन समाप्त नहीं हो जाता।

कुछ प्रकार के ईएमवी (रेडियो, इन्फ्रारेड, अल्ट्रावायलेट) किसी व्यक्ति को ज्यादा नुकसान नहीं पहुंचाते हैं और केवल असुविधा होती है। आखिरकार, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र व्यावहारिक रूप से हमारे द्वारा महसूस नहीं किया जाता है, लेकिन ईएमवी से चल दूरभाषकारण हो सकता है सरदर्द(तंत्रिका तंत्र पर प्रभाव)।

अपने स्वास्थ्य को विद्युत चुंबकत्व से बचाने के लिए, आपको बस उचित सावधानियों का उपयोग करना चाहिए। सैकड़ों घंटे कंप्यूटर गेम खेलने के बजाय टहलने जाएं।

1864 में, जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने अंतरिक्ष में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के अस्तित्व की संभावना की भविष्यवाणी की थी। उन्होंने बिजली और चुंबकत्व के संबंध में उस समय ज्ञात सभी प्रयोगात्मक डेटा के विश्लेषण से उत्पन्न निष्कर्षों के आधार पर यह कथन सामने रखा।

मैक्सवेल ने विद्युत और को जोड़कर विद्युतगतिकी के नियमों को गणितीय रूप से एकीकृत किया चुंबकीय घटना, और इस प्रकार इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि समय के साथ बदलने वाले विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे को जन्म देते हैं।

प्रारंभ में, उन्होंने इस तथ्य पर जोर दिया कि चुंबकीय और के बीच संबंध विद्युत घटनासममित नहीं है, और "भंवर" शब्द की शुरुआत की विद्युत क्षेत्र", फैराडे द्वारा खोजे गए विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना के अपने स्वयं के, वास्तव में नए स्पष्टीकरण की पेशकश करते हुए:" चुंबकीय क्षेत्र में प्रत्येक परिवर्तन बंद के साथ एक भंवर विद्युत क्षेत्र के आसपास के स्थान में उपस्थिति की ओर जाता है। बल की रेखाएं».

फेयर, मैक्सवेल के अनुसार, यह विपरीत कथन था कि "एक बदलते विद्युत क्षेत्र से आसपास के अंतरिक्ष में एक चुंबकीय क्षेत्र पैदा होता है", लेकिन यह कथन पहले केवल एक परिकल्पना ही रहा।

मैक्सवेल ने गणितीय समीकरणों की एक प्रणाली लिखी जो लगातार चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों के पारस्परिक परिवर्तनों के नियमों का वर्णन करती है, ये समीकरण बाद में इलेक्ट्रोडायनामिक्स के मूल समीकरण बन गए, और उन्हें लिखने वाले महान वैज्ञानिक के सम्मान में "मैक्सवेल के समीकरण" के रूप में जाना जाने लगा। . लिखित समीकरणों पर आधारित मैक्सवेल की परिकल्पना में विज्ञान और प्रौद्योगिकी के लिए कई अत्यंत महत्वपूर्ण निष्कर्ष थे, जो नीचे दिए गए हैं।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें वास्तव में मौजूद हैं

अंतरिक्ष में, अनुप्रस्थ विद्युत चुम्बकीय तरंगें मौजूद हो सकती हैं, जो समय के साथ फैल रही हैं। तथ्य यह है कि तरंगें अनुप्रस्थ हैं इस तथ्य से संकेत मिलता है कि चुंबकीय प्रेरण बी और विद्युत क्षेत्र की ताकत ई के वैक्टर परस्पर लंबवत हैं और दोनों विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत विमान में स्थित हैं।

पदार्थ में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार की गति परिमित होती है, और यह विद्युत और द्वारा निर्धारित की जाती है चुंबकीय गुणवह पदार्थ जिसके द्वारा तरंग का प्रसार होता है। इस मामले में, साइनसॉइडल तरंग λ की लंबाई एक निश्चित सटीक संबंध = / f द्वारा गति υ से संबंधित होती है, और क्षेत्र दोलनों की आवृत्ति f पर निर्भर करती है। निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंग की गति c मूलभूत भौतिक स्थिरांकों में से एक है - निर्वात में प्रकाश की गति।

चूंकि मैक्सवेल ने विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रसार की गति की परिमितता की घोषणा की, इसने उनकी परिकल्पना और उस समय स्वीकृत लंबी दूरी के सिद्धांत के बीच एक विरोधाभास पैदा किया, जिसके अनुसार तरंगों के प्रसार की गति अनंत होनी चाहिए थी। इसलिए मैक्सवेल के सिद्धांत को शॉर्ट-रेंज एक्शन का सिद्धांत कहा जाता था।

विद्युत चुम्बकीय तरंग में, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र का एक दूसरे में परिवर्तन एक साथ होता है, इसलिए चुंबकीय ऊर्जा का आयतन घनत्व और विद्युतीय ऊर्जाएक दूसरे के बराबर हैं। इसलिए, दावा सही है कि विद्युत क्षेत्र की ताकत और चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण के मॉड्यूल निम्नलिखित संबंधों द्वारा अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर परस्पर जुड़े हुए हैं:

विद्युत चुम्बकीय तरंगइसके वितरण की प्रक्रिया में एक धारा बनाता है विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा, और यदि हम तरंग प्रसार की दिशा के लंबवत विमान में क्षेत्र पर विचार करते हैं, तो थोड़े समय में एक निश्चित मात्रा में विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा इसके माध्यम से आगे बढ़ेगी। विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा प्रवाह घनत्व एक विद्युत चुम्बकीय तरंग द्वारा प्रति इकाई समय में एक इकाई क्षेत्र की सतह के माध्यम से की जाने वाली ऊर्जा की मात्रा है। वेग के मूल्यों के साथ-साथ चुंबकीय और विद्युत ऊर्जा को प्रतिस्थापित करके, हम मात्रा ई और बी के संदर्भ में फ्लक्स घनत्व के लिए एक अभिव्यक्ति प्राप्त कर सकते हैं।

चूंकि तरंग ऊर्जा प्रसार की दिशा तरंग प्रसार वेग की दिशा के साथ मेल खाती है, इसलिए विद्युत चुम्बकीय तरंग में फैलने वाले ऊर्जा प्रवाह को उसी तरह निर्देशित वेक्टर का उपयोग करके निर्दिष्ट किया जा सकता है जैसे तरंग प्रसार वेग। इस वेक्टर को "पॉइंटिंग वेक्टर" कहा जाता है - के सम्मान में ब्रिटिश भौतिक विज्ञानीहेनरी पोयंटिंग, जिन्होंने 1884 में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के ऊर्जा प्रवाह के प्रसार के सिद्धांत को विकसित किया था। तरंग ऊर्जा प्रवाह घनत्व W/sq.m में मापा जाता है।

जब कोई विद्युत क्षेत्र किसी पदार्थ पर कार्य करता है, तो उसमें छोटी धाराएँ दिखाई देती हैं, जो विद्युत आवेशित कणों की एक क्रमबद्ध गति होती हैं। विद्युत चुम्बकीय तरंग के चुंबकीय क्षेत्र में ये धाराएं एम्पीयर बल की क्रिया के अधीन होती हैं, जो पदार्थ में गहराई से निर्देशित होती है। एम्पीयर का बल और परिणामस्वरूप दबाव उत्पन्न होता है।

इस घटना की बाद में, 1900 में, रूसी भौतिक विज्ञानी प्योत्र निकोलाइविच लेबेदेव द्वारा प्रयोगात्मक रूप से जांच और पुष्टि की गई, जिसका प्रयोगात्मक कार्य मैक्सवेल के विद्युत चुंबकत्व के सिद्धांत और भविष्य में इसकी स्वीकृति और अनुमोदन की पुष्टि के लिए बहुत महत्वपूर्ण था।

तथ्य यह है कि एक विद्युत चुम्बकीय तरंग दबाव डालती है, एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में एक यांत्रिक आवेग की उपस्थिति का न्याय करना संभव बनाता है, जिसे विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के वॉल्यूमेट्रिक घनत्व और वैक्यूम में तरंग प्रसार की गति के संदर्भ में एक इकाई मात्रा के लिए व्यक्त किया जा सकता है:

चूंकि गति द्रव्यमान की गति से जुड़ी होती है, इसलिए विद्युत चुम्बकीय द्रव्यमान जैसी अवधारणा को पेश किया जा सकता है, और फिर एक इकाई मात्रा के लिए यह अनुपात (एसआरटी के अनुसार) प्रकृति के एक सार्वभौमिक कानून के चरित्र पर ले जाएगा, और होगा किसी भी भौतिक निकाय के लिए मान्य, पदार्थ के रूप की परवाह किए बिना। और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र तब एक भौतिक शरीर के समान होता है - इसमें ऊर्जा W, द्रव्यमान m, गति p और एक परिमित प्रसार वेग v होता है। अर्थात्, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र पदार्थ के उन रूपों में से एक है जो वास्तव में प्रकृति में मौजूद है।

1888 में पहली बार, हेनरिक हर्ट्ज़ ने प्रयोगात्मक रूप से मैक्सवेल के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत की पुष्टि की। उन्होंने अनुभवजन्य रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों की वास्तविकता को साबित किया और विभिन्न मीडिया में अपवर्तन और अवशोषण के साथ-साथ धातु की सतहों से तरंगों के प्रतिबिंब जैसे उनके गुणों का अध्ययन किया।

हर्ट्ज़ ने तरंग दैर्ध्य को मापा, और दिखाया कि विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रसार की गति प्रकाश की गति के बराबर होती है। हर्ट्ज़ का प्रायोगिक कार्य मैक्सवेल के विद्युत चुम्बकीय सिद्धांत की मान्यता की दिशा में अंतिम कदम था। सात साल बाद, 1895 में, रूसी भौतिक विज्ञानी अलेक्जेंडर स्टेपानोविच पोपोव ने वायरलेस संचार बनाने के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उपयोग किया।

डीसी सर्किट में, चार्ज एक स्थिर गति से चलते हैं, और इस मामले में विद्युत चुम्बकीय तरंगें अंतरिक्ष में विकीर्ण नहीं होती हैं। विकिरण होने के लिए, एक एंटीना का उपयोग करना आवश्यक है जिसमें बारी-बारी से धाराएं, यानी धाराएं जो जल्दी से अपनी दिशा बदलती हैं, उत्तेजित होती हैं।

अपने सरलतम रूप में, विद्युत द्विध्रुव विद्युत चुम्बकीय तरंगों को उत्सर्जित करने के लिए उपयुक्त है। छोटे आकार का, जिसका द्विध्रुवीय क्षण समय के साथ तेजी से बदलेगा। यह एक ऐसा द्विध्रुव है जिसे आज "हर्ट्जियन द्विध्रुव" कहा जाता है, जिसका आकार इसके द्वारा उत्सर्जित तरंगदैर्घ्य से कई गुना छोटा होता है।

हर्ट्ज़ियन द्विध्रुव द्वारा उत्सर्जित होने पर, अधिकतम प्रवाहविद्युत चुम्बकीय ऊर्जा द्विध्रुव के अक्ष के लंबवत समतल पर गिरती है। द्विध्रुवीय अक्ष के साथ कोई विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा उत्सर्जित नहीं होती है। हर्ट्ज़ के सबसे महत्वपूर्ण प्रयोगों में, विद्युत चुम्बकीय तरंगों को उत्सर्जित करने और प्राप्त करने के लिए प्राथमिक द्विध्रुवों का उपयोग किया गया था, और विद्युत चुम्बकीय तरंगों का अस्तित्व साबित हुआ था।

एम। फैराडे ने एक क्षेत्र की अवधारणा पेश की:

आराम पर एक चार्ज के चारों ओर एक इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र

गतिमान आवेशों (करंट) के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र होता है।

1830 में, एम। फैराडे ने विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की घटना की खोज की: जब चुंबकीय क्षेत्र बदलता है, तो एक भंवर विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है।

चित्र 2.7 - भंवर विद्युत क्षेत्र

कहाँ पे,
- विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर,
- चुंबकीय प्रेरण के वेक्टर।

एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र एक भंवर विद्युत क्षेत्र बनाता है।

1862 में डी.के. मैक्सवेल ने एक परिकल्पना प्रस्तुत की: जब विद्युत क्षेत्र बदलता है, तो एक भंवर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।

एकल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का विचार उत्पन्न हुआ।

चित्र 2.8 - एकीकृत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र।

वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र एक भंवर चुंबकीय क्षेत्र बनाता है।

विद्युत चुम्बकीय- यह पदार्थ का एक विशेष रूप है - विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों का संयोजन। चर विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक साथ मौजूद होते हैं और एक एकल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाते हैं। यह सामग्री है:

यह विश्राम और गतिमान दोनों आवेशों पर क्रिया में प्रकट होता है;

यह एक उच्च लेकिन सीमित गति से फैलता है;

यह हमारी इच्छा और इच्छाओं से स्वतंत्र रूप से मौजूद है।

चार्जिंग स्पीड पर, शून्य, केवल एक विद्युत क्षेत्र है। एक स्थिर चार्ज दर पर, एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है।

चार्ज की त्वरित गति के साथ, एक विद्युत चुम्बकीय तरंग उत्सर्जित होती है, जो अंतरिक्ष में एक सीमित गति के साथ फैलती है .

विद्युत चुम्बकीय तरंगों के विचार का विकास मैक्सवेल के अंतर्गत आता है, लेकिन फैराडे को उनके अस्तित्व के बारे में पहले से ही पता था, हालांकि वह काम को प्रकाशित करने से डरते थे (यह उनकी मृत्यु के 100 से अधिक वर्षों बाद पढ़ा गया था)।

विद्युत चुम्बकीय तरंग के उद्भव के लिए मुख्य स्थिति विद्युत आवेशों की त्वरित गति है।

विद्युत चुम्बकीय तरंग क्या है, निम्न उदाहरण की कल्पना करना आसान है। यदि आप पानी की सतह पर एक कंकड़ फेंकते हैं, तो सतह पर वृत्तों में विचलन करने वाली तरंगें बनती हैं। वे प्रसार की एक निश्चित गति के साथ अपनी घटना (परेशान) के स्रोत से आगे बढ़ते हैं। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के लिए, विक्षोभ अंतरिक्ष में गतिमान विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र हैं। एक समय-भिन्न विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र आवश्यक रूप से एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र का कारण बनता है, और इसके विपरीत। ये क्षेत्र आपस में जुड़े हुए हैं।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्पेक्ट्रम का मुख्य स्रोत सूर्य तारा है। विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्पेक्ट्रम का एक हिस्सा मानव आंख को देखता है। यह स्पेक्ट्रम 380...780 एनएम (चित्र 2.1) के भीतर है। दृश्यमान स्पेक्ट्रम में, आंख प्रकाश को अलग तरह से मानती है। विभिन्न तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय दोलन विभिन्न रंगों के साथ प्रकाश की अनुभूति का कारण बनते हैं।

चित्र 2.9 - विद्युत चुम्बकीय तरंगों का स्पेक्ट्रम

विद्युत चुम्बकीय तरंगों के स्पेक्ट्रम का एक हिस्सा रेडियो और टेलीविजन प्रसारण और संचार के प्रयोजनों के लिए उपयोग किया जाता है। विद्युत चुम्बकीय तरंगों का स्रोत एक तार (एंटीना) होता है जिसमें दोलन होता है विद्युत शुल्क. तार के पास से शुरू हुई खेतों के बनने की प्रक्रिया धीरे-धीरे, बिंदु दर बिंदु, पूरे स्थान पर कब्जा कर लेती है। आवृत्ति जितनी अधिक होगी प्रत्यावर्ती धारातार से गुजरते हुए और एक विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हुए, तार द्वारा बनाई गई दी गई लंबाई की रेडियो तरंगें उतनी ही तीव्र होती हैं।

रेडियो(अव्य। रेडियो - उत्सर्जन, किरणें त्रिज्या - बीम) - एक प्रकार का वायरलेस संचार जिसमें अंतरिक्ष में स्वतंत्र रूप से फैलने वाली रेडियो तरंगों का उपयोग सिग्नल वाहक के रूप में किया जाता है।

रेडियो तरंगें(रेडियो से...), तरंग दैर्ध्य के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगें> 500 µm (आवृत्ति .)< 6×10 12 Гц).

रेडियो तरंगें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र हैं जो समय के साथ बदलते हैं। मुक्त स्थान में रेडियो तरंगों के प्रसार की गति 300,000 किमी/सेकंड है। इसके आधार पर, आप रेडियो तरंग (m) की लंबाई निर्धारित कर सकते हैं।

λ=300/एफ,जहां एफ - आवृत्ति (मेगाहर्ट्ज)

टेलीफोन पर बातचीत के दौरान उत्पन्न हवा के ध्वनि कंपन को एक माइक्रोफोन द्वारा ध्वनि आवृत्ति के विद्युत कंपन में परिवर्तित किया जाता है, जो तारों द्वारा ग्राहक के उपकरण में प्रेषित किया जाता है। वहां, लाइन के दूसरे छोर पर, फोन के एमिटर की मदद से, वे हवा के कंपन में परिवर्तित हो जाते हैं, जिसे सब्सक्राइबर द्वारा ध्वनि के रूप में माना जाता है। टेलीफोनी में, संचार के साधन तार हैं; रेडियो प्रसारण में, रेडियो तरंगें।

किसी भी रेडियो स्टेशन के ट्रांसमीटर का "हृदय" एक जनरेटर है - एक उपकरण जो किसी दिए गए रेडियो स्टेशन के लिए उच्च, लेकिन कड़ाई से स्थिर आवृत्ति के दोलन उत्पन्न करता है। ये रेडियो फ़्रीक्वेंसी दोलन, आवश्यक शक्ति के लिए प्रवर्धित, एंटीना में प्रवेश करते हैं और आसपास के अंतरिक्ष में ठीक उसी आवृत्ति - रेडियो तरंगों के विद्युत चुम्बकीय दोलनों को उत्तेजित करते हैं। रेडियो स्टेशन के एंटीना से रेडियो तरंगों को हटाने की गति प्रकाश की गति के बराबर है: 300,000 किमी / सेकंड, जो हवा में ध्वनि के प्रसार से लगभग एक लाख गुना तेज है। इसका मतलब यह है कि यदि मॉस्को ब्रॉडकास्टिंग स्टेशन पर एक निश्चित समय पर एक ट्रांसमीटर चालू किया गया था, तो इसकी रेडियो तरंगें 1/30 सेकेंड से भी कम समय में व्लादिवोस्तोक पहुंच जाएंगी, और इस समय के दौरान ध्वनि केवल 10 के प्रचार के लिए ही होगी। -11 मी.

रेडियो तरंगें न केवल हवा में फैलती हैं, बल्कि उन जगहों पर भी फैलती हैं जहां कोई नहीं है, उदाहरण के लिए, बाहरी अंतरिक्ष में। इसमें वे भिन्न हैं ध्वनि तरंगेंजिसके लिए हवा या कोई अन्य सघन माध्यम, जैसे पानी, नितांत आवश्यक है।

विद्युत चुम्बकीय तरंग अंतरिक्ष में फैलने वाला एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है (सदिशों का दोलन)
) चार्ज के पास, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक फेज शिफ्ट p/2 के साथ बदलते हैं।

चित्र 2.10 - एकीकृत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र।

आवेश से बड़ी दूरी पर, विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र चरण में बदलते हैं।

चित्र 2.11 - विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों में चरणबद्ध परिवर्तन।

विद्युत चुम्बकीय तरंग अनुप्रस्थ होती है. वेक्टर गिलेट के हैंडल को मोड़ते समय विद्युत चुम्बकीय तरंग की गति की दिशा दाहिने पेंच की गति की दिशा से मेल खाती है वेक्टर के लिए .

चित्र 2.12 - विद्युत चुम्बकीय तरंग।

इसके अलावा, एक विद्युत चुम्बकीय तरंग में, संबंध
, जहां c निर्वात में प्रकाश की गति है।

मैक्सवेल ने सैद्धांतिक रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों की ऊर्जा और गति की गणना की।

इस प्रकार, तरंग ऊर्जा आवृत्ति की चौथी शक्ति के सीधे आनुपातिक है. इसका अर्थ है कि तरंग को अधिक आसानी से स्थिर करने के लिए यह आवश्यक है कि वह उच्च आवृत्ति की हो।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों की खोज जी हर्ट्ज़ (1887) ने की थी।

एक बंद ऑसिलेटरी सर्किट विद्युत चुम्बकीय तरंगों को विकीर्ण नहीं करता है: संधारित्र के विद्युत क्षेत्र की सारी ऊर्जा कुंडल के चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। दोलन आवृत्ति थरथरानवाला सर्किट के मापदंडों द्वारा निर्धारित की जाती है:
.

चित्र 2.13 - ऑसिलेटरी सर्किट।

आवृत्ति बढ़ाने के लिए, एल और सी को कम करना आवश्यक है, अर्थात। कुंडल को एक सीधे तार में बदल दें और, जैसा
, प्लेटों के क्षेत्र को कम करें और उन्हें अधिकतम दूरी तक फैलाएं। इससे पता चलता है कि हमें, संक्षेप में, एक सीधा कंडक्टर मिलता है।

ऐसे उपकरण को हर्ट्ज़ वाइब्रेटर कहा जाता है। बीच को काटा जाता है और एक उच्च आवृत्ति ट्रांसफार्मर से जोड़ा जाता है। तारों के सिरों के बीच, जिस पर छोटे गोलाकार कंडक्टर लगे होते हैं, एक बिजली की चिंगारी उछलती है, जो विद्युत चुम्बकीय तरंग का स्रोत है। तरंग इस तरह से फैलती है कि विद्युत क्षेत्र शक्ति वेक्टर उस विमान में दोलन करता है जिसमें कंडक्टर स्थित है।

चित्र 2.14 - हर्ट्ज़ वाइब्रेटर।

यदि एक ही चालक (एंटीना) को उत्सर्जक के समानांतर रखा जाए, तो उसमें लगे आवेश दोलन करेंगे और दुर्बल चिंगारियाँ चालकों के बीच कूद जाएँगी।

हर्ट्ज़ ने प्रयोगात्मक रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंगों की खोज की और उनकी गति को मापा, जो मैक्सवेल द्वारा गणना की गई और c = 3 के बराबर थी। 10 8 मी/से.

एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है, जो बदले में, एक वैकल्पिक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है, अर्थात, एक ऐन्टेना जो किसी एक क्षेत्र को उत्तेजित करता है, एक एकल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की उपस्थिति का कारण बनता है। इस क्षेत्र का सबसे महत्वपूर्ण गुण यह है कि यह विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में फैलता है।

दोषरहित माध्यम में विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रसार वेग माध्यम की अपेक्षाकृत ढांकता हुआ और चुंबकीय पारगम्यता पर निर्भर करता है। हवा के लिए, माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता एक के बराबर होती है, इसलिए इस मामले में विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रसार वेग प्रकाश की गति के बराबर होता है।

एंटीना एक उच्च आवृत्ति जनरेटर द्वारा संचालित एक ऊर्ध्वाधर तार हो सकता है। जनरेटर कंडक्टर में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की गति को तेज करने के लिए ऊर्जा खर्च करता है, और यह ऊर्जा एक वैकल्पिक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, यानी विद्युत चुम्बकीय तरंगों में परिवर्तित हो जाती है। जनरेटर की वर्तमान आवृत्ति जितनी अधिक होती है, उतनी ही तेजी से विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बदलता है और तरंग उपचार उतना ही तीव्र होता है।

ऐन्टेना तार से जुड़े दोनों एक विद्युत क्षेत्र हैं, जिनमें से बल की रेखाएं सकारात्मक से शुरू होती हैं और नकारात्मक चार्ज पर समाप्त होती हैं, और एक चुंबकीय क्षेत्र, जिसकी रेखाएं तार की धारा के आसपास होती हैं। दोलन की अवधि जितनी कम होगी, बाध्य क्षेत्रों की ऊर्जा को तार (यानी जनरेटर के लिए) में वापस आने के लिए कम समय रहता है और जितना अधिक यह मुक्त क्षेत्रों में गुजरता है, जो आगे विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में फैलता है। वैद्युतचुंबकीय तरंगों का प्रभावी विकिरण तरंगदैर्घ्य और विकिरण करने वाले तार की लंबाई के अनुरूप होने की स्थिति में होता है।

इस प्रकार, यह निर्धारित किया जा सकता है कि रेडियो तरंग- यह एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र है जो उत्सर्जक और चैनल बनाने वाले उपकरणों से जुड़ा नहीं है, 10 -3 से 10 12 हर्ट्ज की आवृत्ति आवृत्ति के साथ तरंग के रूप में अंतरिक्ष में स्वतंत्र रूप से फैलता है।

ऐन्टेना में इलेक्ट्रॉनों के दोलन एक अवधि के साथ समय-समय पर बदलते ईएमएफ के स्रोत द्वारा बनाए जाते हैं टी. यदि किसी समय ऐन्टेना के क्षेत्र का अधिकतम मान था, तो थोड़ी देर बाद उसका वही मान होगा टी. इस समय के दौरान, ऐन्टेना पर प्रारंभिक क्षण में मौजूद विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कुछ दूरी पर चला जाएगा

= (1)

अंतरिक्ष में दो बिंदुओं के बीच की न्यूनतम दूरी जहां क्षेत्र का मान समान होता है, कहलाती है तरंग दैर्ध्य।इस प्रकार है (1), तरंगदैर्घ्य λ इसके प्रसार की गति और एंटीना में इलेक्ट्रॉनों के दोलन की अवधि पर निर्भर करता है। जैसा आवृत्तिवर्तमान एफ = 1 / टी, फिर तरंग दैर्ध्य λ = υ / एफ .

रेडियो लिंक में निम्नलिखित मुख्य भाग शामिल हैं:

ट्रांसमीटर

रिसीवर

वह माध्यम जिसमें रेडियो तरंगें फैलती हैं।

ट्रांसमीटर और रिसीवर रेडियो लिंक के नियंत्रणीय तत्व हैं, क्योंकि ट्रांसमीटर शक्ति को बढ़ाना, अधिक कुशल एंटीना को जोड़ना और रिसीवर की संवेदनशीलता को बढ़ाना संभव है। माध्यम रेडियो लिंक का एक अनियंत्रित तत्व है।

एक रेडियो संचार लाइन और वायर्ड लाइनों के बीच का अंतर यह है कि वायर्ड लाइनें एक कनेक्टिंग लिंक के रूप में तारों या केबलों का उपयोग करती हैं, जो नियंत्रित तत्व हैं (आप उनके विद्युत मापदंडों को बदल सकते हैं)।

भौतिकी के अनुसार विद्युत चुम्बकीय तरंगें सबसे रहस्यमयी तरंगों में से हैं। उनमें, ऊर्जा वास्तव में कहीं गायब हो जाती है, कहीं से प्रकट नहीं होती है। पूरे विज्ञान में कोई अन्य समान वस्तु नहीं है। ये सभी चमत्कारी परिवर्तन कैसे होते हैं?

मैक्सवेल इलेक्ट्रोडायनामिक्स

यह सब इस तथ्य से शुरू हुआ कि 1865 में वैज्ञानिक मैक्सवेल ने फैराडे के काम पर भरोसा करते हुए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का समीकरण निकाला। मैक्सवेल खुद मानते थे कि उनके समीकरणों ने ईथर में तरंगों के मरोड़ और तनाव का वर्णन किया है। तेईस साल बाद, हर्ट्ज ने प्रयोगात्मक रूप से माध्यम में इस तरह की गड़बड़ी पैदा की, और न केवल उन्हें इलेक्ट्रोडायनामिक्स के समीकरणों के साथ समेटने में, बल्कि इन गड़बड़ी के प्रसार को नियंत्रित करने वाले कानूनों को प्राप्त करने में भी सफल रहा। प्रकृति में विद्युत चुम्बकीय प्रकृति के किसी भी गड़बड़ी को हर्ट्ज़ियन तरंगों के रूप में घोषित करने के लिए एक जिज्ञासु प्रवृत्ति उत्पन्न हुई है। हालांकि, ये विकिरण ऊर्जा हस्तांतरण करने का एकमात्र तरीका नहीं हैं।

ताररहित संपर्क

आज तक, to विकल्पऐसे वायरलेस संचार के कार्यान्वयन में शामिल हैं:

इलेक्ट्रोस्टैटिक युग्मन, जिसे कैपेसिटिव भी कहा जाता है;

प्रवेश;

वर्तमान;

टेस्ला कनेक्शन, यानी प्रवाहकीय सतहों के साथ इलेक्ट्रॉन घनत्व तरंगों का कनेक्शन;

सबसे आम वाहकों की सबसे विस्तृत श्रृंखला, जिसे विद्युत चुम्बकीय तरंगें कहा जाता है - अति-निम्न आवृत्तियों से गामा विकिरण तक।

इस प्रकार के कनेक्शनों पर अधिक विस्तार से विचार करना उचित है।

इलेक्ट्रोस्टैटिक बंधन

अंतरिक्ष में दो द्विध्रुव युग्मित विद्युत बल हैं, जो कूलम्ब के नियम का परिणाम है। विद्युत चुम्बकीय तरंगों से दिया गया प्रकारसंचार को एक ही रेखा पर स्थित होने पर द्विध्रुव को जोड़ने की क्षमता से अलग किया जाता है। बढ़ती दूरी के साथ, कनेक्शन की ताकत कम हो जाती है, और विभिन्न हस्तक्षेपों का एक मजबूत प्रभाव भी देखा जाता है।

आगमनात्मक युग्मन

प्रेरण के चुंबकीय आवारा क्षेत्रों के आधार पर। उन वस्तुओं के बीच देखा गया जिनमें अधिष्ठापन है। शॉर्ट-रेंज एक्शन के कारण इसका आवेदन काफी सीमित है।

वर्तमान कनेक्शन

एक संवाहक माध्यम में फैलने वाली धाराओं के कारण, एक निश्चित अंतःक्रिया हो सकती है। यदि धाराओं को टर्मिनलों (संपर्कों की एक जोड़ी) के माध्यम से पारित किया जाता है, तो इन समान धाराओं को संपर्कों से काफी दूरी पर पता लगाया जा सकता है। इसे ही करंट स्प्रेडिंग का प्रभाव कहा जाता है।

टेस्ला कनेक्शन

प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी निकोला टेस्ला ने एक प्रवाहकीय सतह पर तरंगों का उपयोग करके संचार का आविष्कार किया। यदि विमान के किसी स्थान पर आवेश वाहक का घनत्व गड़बड़ा जाता है, तो ये वाहक चलना शुरू कर देंगे, जिससे संतुलन बहाल हो जाएगा। चूंकि वाहकों में एक जड़त्वीय प्रकृति होती है, इसलिए पुनर्प्राप्ति में एक तरंग चरित्र होता है।

विद्युत चुम्बकीय कनेक्शन

विद्युत चुम्बकीय तरंगों का विकिरण एक विशाल लंबी दूरी की क्रिया द्वारा प्रतिष्ठित होता है, क्योंकि उनका आयाम स्रोत से दूरी के व्युत्क्रमानुपाती होता है। यह बेतार संचार की यह विधि है जो सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। लेकिन विद्युत चुम्बकीय तरंगें क्या हैं? सबसे पहले आपको उनकी खोज के इतिहास में एक संक्षिप्त विषयांतर करने की आवश्यकता है।

विद्युत चुम्बकीय तरंगें "प्रकट" कैसे हुईं?

यह सब 1829 में शुरू हुआ, जब अमेरिकी भौतिक विज्ञानी हेनरी ने लेडेन जार के प्रयोगों में विद्युत निर्वहन में गड़बड़ी की खोज की। 1832 में, भौतिक विज्ञानी फैराडे ने विद्युत चुम्बकीय तरंगों जैसी प्रक्रिया के अस्तित्व का सुझाव दिया। मैक्सवेल ने 1865 में विद्युत चुंबकत्व के अपने प्रसिद्ध समीकरण बनाए। उन्नीसवीं सदी के अंत में, इलेक्ट्रोस्टैटिक और का उपयोग करके वायरलेस संचार बनाने के कई सफल प्रयास हुए इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंडक्शन।प्रसिद्ध आविष्कारक एडिसन एक ऐसी प्रणाली के साथ आए, जिसने यात्रियों को अनुमति दी रेलवेट्रेन के चलते समय टेलीग्राम भेजें और प्राप्त करें। 1888 में, जी. हर्ट्ज़ ने स्पष्ट रूप से साबित कर दिया कि विद्युतचुंबकीय तरंगें वाइब्रेटर नामक उपकरण का उपयोग करके दिखाई देती हैं। हर्ट्ज ने दूर से विद्युत चुम्बकीय संकेत के संचरण पर एक प्रयोग किया। 1890 में, फ्रांसीसी इंजीनियर और भौतिक विज्ञानी ब्रैनली ने विद्युत चुम्बकीय विकिरण को रिकॉर्ड करने के लिए एक उपकरण का आविष्कार किया। इसके बाद, इस उपकरण को "रेडियो कंडक्टर" (कोहेरर) कहा गया। 1891-1893 में, निकोला टेस्ला ने लंबी दूरी पर सिग्नल ट्रांसमिशन के कार्यान्वयन के लिए बुनियादी सिद्धांतों का वर्णन किया और एक मस्तूल एंटीना का पेटेंट कराया, जो विद्युत चुम्बकीय तरंगों का एक स्रोत था। तरंगों के अध्ययन और उनके उत्पादन और अनुप्रयोग के तकनीकी कार्यान्वयन में आगे के गुण पोपोव, मार्कोनी, डी मौर, लॉज, मिरहेड और कई अन्य जैसे प्रसिद्ध भौतिकविदों और आविष्कारकों के हैं।

"विद्युत चुम्बकीय तरंग" की अवधारणा

एक विद्युत चुम्बकीय तरंग एक ऐसी घटना है जो एक निश्चित परिमित गति के साथ अंतरिक्ष में फैलती है और एक वैकल्पिक विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र है। चूंकि चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र एक दूसरे के साथ अटूट रूप से जुड़े हुए हैं, इसलिए वे एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र बनाते हैं। यह भी कहा जा सकता है कि एक विद्युत चुम्बकीय तरंग क्षेत्र की गड़बड़ी है, और इसके प्रसार के दौरान, मैक्सवेल के इलेक्ट्रोडायनामिक्स के अनुसार, चुंबकीय क्षेत्र की ऊर्जा विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है और इसके विपरीत। बाह्य रूप से, यह किसी अन्य माध्यम में किसी अन्य तरंग के प्रसार के समान है, लेकिन महत्वपूर्ण अंतर भी हैं।

विद्युत चुम्बकीय तरंगों और अन्य में क्या अंतर है?

विद्युत चुम्बकीय तरंगों की ऊर्जा एक अतुलनीय माध्यम में फैलती है। इन तरंगों और किसी अन्य की तुलना करने के लिए, यह समझना आवश्यक है कि प्रसार माध्यम क्या है प्रश्न में. यह माना जाता है कि अंतर-परमाणु स्थान विद्युत ईथर से भरा होता है - एक विशिष्ट माध्यम, जो एक पूर्ण ढांकता हुआ होता है। प्रसार के दौरान सभी तरंगें गतिज ऊर्जा के स्थितिज ऊर्जा में संक्रमण को दर्शाती हैं और इसके विपरीत। साथ ही, इन ऊर्जाओं ने एक दूसरे के सापेक्ष अधिकतम समय और स्थान को एक चौथाई स्थानांतरित कर दिया है पूरी अवधिलहर की। इस मामले में, औसत तरंग ऊर्जा, क्षमता का योग होने के नाते और गतिज ऊर्जाएक स्थिरांक है। लेकिन विद्युत चुम्बकीय तरंगों के साथ स्थिति अलग होती है। चुंबकीय और विद्युत दोनों क्षेत्रों की ऊर्जाएं एक साथ अपने अधिकतम मूल्यों तक पहुंच जाती हैं।

विद्युत चुम्बकीय तरंग कैसे उत्पन्न होती है?

विद्युत चुम्बकीय तरंग का पदार्थ एक विद्युत क्षेत्र (ईथर) है। गतिमान क्षेत्र संरचित है और इसमें इसकी गति की ऊर्जा और क्षेत्र की विद्युत ऊर्जा शामिल है। इसलिए स्थितिज ऊर्जागतिज और इन-फेज से जुड़ी तरंगें। विद्युत चुम्बकीय तरंग की प्रकृति एक आवधिक विद्युत क्षेत्र है जो एक अवस्था में होती है आगे बढ़नाअंतरिक्ष में और साथ चल रहा है प्रकाश की गति।

विस्थापन धाराएं

विद्युत चुम्बकीय तरंगें क्या हैं, यह समझाने का एक और तरीका है। यह माना जाता है कि अमानवीय विद्युत क्षेत्रों की गति के दौरान ईथर में विस्थापन धाराएँ उत्पन्न होती हैं। वे, निश्चित रूप से, केवल एक स्थिर बाहरी पर्यवेक्षक के लिए उत्पन्न होते हैं। उस समय जब विद्युत क्षेत्र की ताकत के रूप में ऐसा पैरामीटर अपने अधिकतम तक पहुंच जाता है, अंतरिक्ष में किसी दिए गए बिंदु पर विस्थापन वर्तमान बंद हो जाएगा। तदनुसार, कम से कम तनाव पर, विपरीत तस्वीर प्राप्त की जाती है। यह दृष्टिकोण तरंग प्रकृति को स्पष्ट करता है विद्युत चुम्बकीय विकिरण, चूंकि विस्थापन धाराओं के संबंध में विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा अवधि के एक चौथाई से स्थानांतरित हो जाती है। तब हम कह सकते हैं कि विद्युत विक्षोभ, या यों कहें कि विक्षोभ की ऊर्जा, विस्थापन धारा की ऊर्जा में बदल जाती है और इसके विपरीत और एक ढांकता हुआ माध्यम में तरंग तरीके से फैलती है।