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전자기파란? 전자기파는 공간에서 전자기장의 전파 과정입니다.

전자기파는 수년간의 논쟁과 수천 번의 실험의 결과입니다. 현 사회를 역전시킬 수 있는 자연적 힘이 존재한다는 증거. 이것은 단순한 진리를 실제로 받아들이는 것입니다. 우리는 우리가 살고 있는 세상에 대해 너무 적게 알고 있습니다.

물리학은 생명뿐만 아니라 세계 자체의 기원에 대한 질문에도 답할 수 있는 자연과학의 여왕입니다. 그것은 과학자들에게 전기장과 자기장을 연구할 수 있는 능력을 제공하며, 이들의 상호 작용으로 EMW(전자기파)가 생성됩니다.

전자파란 무엇인가

얼마 전 영화 "전류 전쟁"(2018)이 우리 나라의 스크린에 공개되었습니다. 소설의 터치로 두 명의 위대한 과학자 에디슨과 테슬라 사이의 분쟁에 대해 이야기합니다. 하나는 다음의 이점을 증명하려고 했습니다. 직류, 다른 하나 - 변수에서. 이 긴 전투는 21세기의 일곱 번째 해에 끝났습니다.

"전투"가 시작될 때 상대성 이론을 연구하는 다른 과학자는 전기와 자기를 유사한 현상으로 설명했습니다.

19세기 30년에 물리학자는 영어 원산지패러데이는 현상을 발견 전자기 유도전기장과 자기장의 단일성이라는 용어를 도입했습니다. 그는 또한 이 분야의 움직임이 빛의 속도에 의해 제한된다고 주장했습니다.

조금 후에 영국 과학자 Maxwell의 이론에 따르면 전기는 자기 효과를 일으키고 자기는 전기장. 이 두 필드는 공간과 시간에 따라 움직이기 때문에 섭동, 즉 전자기파를 형성합니다.

간단히 말해서 전자파는 전기의 공간적 섭동이다. 자기장.

실험적으로 EMW의 존재는 독일 과학자 Hertz에 의해 입증되었습니다.

전자파, 그 특성 및 특성

전자기파는 다음과 같은 요인이 특징입니다.

  • 길이(충분히 넓은 범위);
  • 빈도;
  • 강도(또는 진동의 진폭);
  • 에너지의 양.

모든 전자기 복사의 주요 특성은 파장(진공 내)이며, 일반적으로 가시광선 스펙트럼에 대해 나노미터로 지정됩니다.

각 나노미터는 마이크로미터의 1000분의 1을 나타내며 두 ​​개의 연속적인 피크(정점) 사이의 거리로 측정됩니다.

파동의 해당 방사 주파수는 사인파 진동의 수이며 파장에 반비례합니다.

주파수는 일반적으로 헤르츠로 측정됩니다. 따라서 더 긴 파장은 더 낮은 주파수의 복사에 해당하고 더 짧은 파장은 더 높은 주파수의 복사에 해당합니다.

파도의 주요 속성:

  • 굴절;
  • 반사;
  • 흡수;
  • 간섭.

전자파 속도

전자기파의 실제 전파 속도는 매체가 가지고 있는 재료, 광학 밀도 및 압력과 같은 요인의 존재에 따라 다릅니다.

게다가, 다양한 재료원자의 "패킹"밀도가 다를수록 위치가 가까울수록 거리가 더 작아지고 속도가 빨라집니다. 결과적으로 전자기파의 속도는 이동하는 물질에 따라 달라집니다.

영향의 주요 도구는 하전 입자인 강입자 충돌기에서 유사한 실험이 수행됩니다. 에 대해 공부하다 전자기 현상빛이 작은 입자인 광자로 분해될 때 양자 수준에서 발생합니다. 하지만 양자 물리학별개의 문제다.

상대성 이론에 따르면 파동의 최고 속도는 빛의 속도를 초과할 수 없습니다.그의 글에서 속도 제한의 유한성은 Maxwell에 의해 설명되었으며, 이를 새로운 분야인 에테르의 존재로 설명했습니다. 현대 공식 과학은 아직 그러한 관계를 연구하지 않았습니다.

전자기 복사 및 그 유형

전자기 복사는 빛의 속도로 전파되는 전기장과 자기장의 변동으로 관찰되는 전자기파로 구성됩니다(진공에서 초당 300km).

EM 복사가 물질과 상호 작용할 때 주파수가 변함에 따라 그 거동이 질적으로 바뀝니다. 왜 다음과 같이 변환됩니까?

  1. 라디오 방출.무선 주파수와 마이크로파 주파수에서 em 복사는 주로 물질과 상호 작용하는 공통 전하 집합의 형태로 큰 수영향을 받는 원자.
  2. 적외선.저주파 라디오 및 마이크로파 복사와 달리 적외선 방출기는 일반적으로 개별 분자에 존재하는 쌍극자와 상호 작용하며 진동할 때 끝에서 변합니다. 화학 결합원자 수준에서.
  3. 가시광선 방출.가시 범위에서 주파수가 증가함에 따라 광자는 일부 개별 분자의 결합 구조를 변경하기에 충분한 에너지를 갖습니다.
  4. 자외선.빈도가 증가하고 있습니다. 이제 자외선 광자(3볼트 이상)에는 분자 결합에 이중으로 작용하여 화학적으로 끊임없이 재배열하기에 충분한 에너지가 있습니다.
  5. 이온화 방사선.가장 높은 주파수와 가장 작은 파장에서. 물질에 의한 이러한 광선의 흡수는 전체 감마 스펙트럼에 영향을 미칩니다. 가장 유명한 효과는 방사선입니다.

전자파의 근원은 무엇입니까

만물의 기원에 대한 젊은 이론에 따르면 세계는 충동 덕분에 생겨났습니다. 그는 대폭발이라 불리는 엄청난 에너지를 뿜어냈다. 이것이 우주 역사상 최초의 전자파가 등장한 방식입니다.

현재 교란 형성의 원인은 다음과 같습니다.

  • emv는 인공 진동기를 방출합니다.
  • 원자 그룹 또는 분자 부분의 진동 결과;
  • 에 영향이 있는 경우 외부 쉘물질(원자-분자 수준에서);
  • 빛과 유사한 효과;
  • 핵 붕괴 중;
  • 전자 감속의 결과.

전자기 복사의 규모 및 적용

방사 스케일은 3·10 6 ÷10 -2 ~ 10 -9 ÷ 10 -14 의 넓은 파장 범위를 의미합니다.

전자기 스펙트럼의 각 부분은 일상 생활에서 광범위하게 적용됩니다.

  1. 작은 길이의 파도(전자레인지). 이 전파는 지구 대기를 우회할 수 있기 때문에 위성 신호로 사용됩니다. 또한 약간 향상된 버전은 주방의 난방 및 요리에 사용됩니다. 이것은 전자 레인지입니다. 준비 원칙은 간단합니다. 마이크로파 방사선물 분자가 흡수되고 가속되어 접시가 가열됩니다.
  2. 긴 섭동은 무선 기술(전파)에 사용됩니다. 그들의 주파수는 구름과 대기가 통과하는 것을 허용하지 않습니다. 덕분에 FM 라디오와 텔레비전을 사용할 수 있습니다.
  3. 적외선 교란은 열과 직접적인 관련이 있습니다. 그를 보는 것은 거의 불가능합니다. 자동차의 TV, 뮤직 센터 또는 라디오의 리모컨에서 특별한 장비 없이 빔을 알아차리십시오. 이러한 파동을 읽을 수 있는 장치는 국가의 군대에서 사용됩니다(야간 투시 장치). 또한 부엌의 인덕션 밥솥에도 있습니다.
  4. 자외선은 열과도 관련이 있습니다. 그러한 방사선의 가장 강력한 천연 "발생기"는 태양입니다. 사람의 피부에 황갈색이 형성되는 것은 자외선의 작용 때문입니다. 의학에서 이러한 유형의 파동은 기구를 소독하고 세균을 죽이는 데 사용됩니다.
  5. 감마선은 고주파의 단파 교란이 집중되는 가장 강력한 유형의 방사선입니다. 전자기 스펙트럼의 이 부분에 포함된 에너지는 광선에 더 큰 투과력을 제공합니다. 적용 가능한 핵 물리학- 평화로운 핵무기 - 전투 사용.

전자파가 인체 건강에 미치는 영향

인간에 대한 emv의 영향을 측정하는 것은 과학자의 책임입니다. 그러나 전리 방사선의 강도를 평가하기 위해 전문가가 될 필요는 없습니다. 이는 종양과 같은 심각한 질병을 수반하는 인간 DNA 수준의 변화를 유발합니다.

체르노빌 재해의 해로운 영향이 자연에 가장 위험한 것으로 간주되는 것은 당연합니다. 한때 아름다웠던 영토의 몇 평방 킬로미터는 완전히 배제된 영역이 되었습니다. 세기말까지 체르노빌 원자력 발전소의 폭발은 방사성 핵종의 반감기가 끝날 때까지 위험합니다.

일부 유형의 emv(라디오, 적외선, 자외선)는 사람에게 많은 해를 끼치지 않으며 단지 불편할 뿐입니다. 결국, 지구의 자기장은 실제로 우리에게 느껴지지 않지만 emv는 휴대전화원인이 될 수 있습니다 두통(신경계에 대한 영향).

전자기로부터 건강을 보호하려면 단순히 합리적인 예방 조치를 취해야 합니다. 수백 시간 동안 컴퓨터 게임을 하는 대신 산책을 나가십시오.

1864년 James Clerk Maxwell은 우주에 전자파가 존재할 가능성을 예측했습니다. 그는 전기와 자기에 관해 당시 알려진 모든 실험 데이터의 분석에서 비롯된 결론에 기초하여 이 진술을 제시했습니다.

Maxwell은 전기와 전기를 연결하여 전기 역학의 법칙을 수학적으로 통합했습니다. 자기 현상, 따라서 시간이 지남에 따라 변하는 전기장과 자기장이 서로를 발생시킨다는 결론에 도달했습니다.


처음에 그는 자기와 자기의 관계를 강조했다. 전기적 현상대칭이 아니며 "와류"라는 용어를 도입했습니다. 전기장"는 패러데이가 발견한 전자기 유도 현상에 대한 자신만의 참으로 새로운 설명을 제공합니다. 힘의 선».

Maxwell에 따르면 "변화하는 전기장이 주변 공간에서 자기장을 발생시킨다"는 반대의 진술이 공정했지만 이 진술은 처음에는 가설에 불과했습니다.


맥스웰은 자기장과 전기장의 상호 변환 법칙을 일관되게 설명하는 수학 방정식 시스템을 작성했으며, 이 방정식은 나중에 전기 역학의 기본 방정식이 되었으며 이를 기록한 위대한 과학자에게 경의를 표하여 "맥스웰 방정식"으로 알려지게 되었습니다. . 작성된 방정식을 기반으로 하는 Maxwell의 가설은 과학과 기술에 대해 몇 가지 매우 중요한 결론을 내렸으며, 다음과 같습니다.

전자기파는 실제로 존재한다



우주에서는 시간이 지남에 따라 전파되는 횡방향 전자기파가 존재할 수 있습니다. 파동이 횡단한다는 사실은 자기 유도 벡터 B와 전기장 세기 E가 서로 수직이고 둘 다 전자기파의 전파 방향에 수직인 평면에 있다는 사실에 의해 표시됩니다.

물질에서 전자기파의 전파 속도는 유한하며 전기 및 전기에 의해 결정됩니다. 자기 특성파동이 전파되는 물질. 이 경우 정현파 λ의 길이는 특정 정확한 관계 λ = υ / f에 의해 속도 υ와 관련되며 필드 진동의 주파수 f에 따라 달라집니다. 진공에서 전자기파의 속도 c는 기본적인 물리적 상수 중 하나입니다. 즉, 진공에서 빛의 속도입니다.

맥스웰은 전자기파의 전파속도의 유한성을 선언했기 때문에 그의 가설과 당시 받아들여진 장거리이론(파동의 전파속도는 무한해야 한다는 이론) 사이에 모순이 생겼다. 따라서 맥스웰의 이론은 단거리 행동 이론이라고 불렸다.

전자기파에서 전기장과 자기장의 서로 변환은 동시에 발생하므로 자기 에너지의 체적 밀도와 전기 에너지서로 동일합니다. 따라서 전계 강도 모듈과 자기장 유도 모듈이 공간의 각 지점에서 다음 관계에 의해 상호 연결된다는 주장은 사실입니다.

전자기파배포 과정에서 스트림이 생성됩니다. 전자기 에너지, 그리고 파동 전파 방향에 수직인 평면의 영역을 고려하면 짧은 시간에 일정량의 전자기 에너지가 그것을 통해 이동할 것입니다. 전자기 에너지 자속 밀도는 단위 시간당 단위 면적의 표면을 통해 전자기파가 운반하는 에너지의 양입니다. 속도 값과 자기 및 전기 에너지를 대입하면 양 E와 B로 자속 밀도에 대한 표현을 얻을 수 있습니다.

파동 에너지의 전파 방향은 파동 전파 속도의 방향과 일치하므로 전자기파에서 전파하는 에너지 플럭스는 파동 전파 속도와 같은 방향으로 향하는 벡터를 사용하여 지정할 수 있습니다. 이 벡터를 "포인팅 벡터"라고 합니다. 영국의 물리학자 1884년에 전자기장의 에너지 흐름 전파 이론을 개발한 헨리 포인팅(Henry Poynting). 파동 에너지 플럭스 밀도는 W/sq.m으로 측정됩니다.

전기장이 물질에 작용하면 전하를 띤 입자의 질서 있는 운동인 작은 전류가 물질에 나타납니다. 전자기파의 자기장에서 이러한 전류는 물질 깊숙이 전달되는 암페어 힘의 작용을 받습니다. 암페어의 힘은 결과적으로 압력을 생성합니다.

이 현상은 나중에 1900년에 러시아 물리학자 Pyotr Nikolaevich Lebedev에 의해 실험적으로 조사되고 확인되었습니다. 그의 실험 작업은 Maxwell의 전자기 이론과 미래에 수용 및 승인을 확인하는 데 매우 중요했습니다.

전자기파가 압력을 가한다는 사실은 전자기장에서 기계적 충격의 존재를 판단하는 것을 가능하게 하며, 이는 전자기 에너지의 부피 밀도와 진공에서의 파동 전파 속도의 관점에서 단위 부피에 대해 표현될 수 있습니다.

운동량은 질량의 움직임과 관련이 있기 때문에 전자기 질량과 같은 개념이 도입될 수 있으며 단위 체적에 대해 이 비율(SRT에 따라)은 자연의 보편적 법칙의 성격을 띠고 다음과 같이 됩니다. 물질의 형태에 관계없이 모든 물질체에 유효합니다. 그리고 전자기장은 물질체와 유사합니다. 에너지 W, 질량 m, 운동량 p 및 유한 전파 속도 v를 갖습니다. 즉, 전자기장은 실제로 자연에 존재하는 물질의 형태 중 하나이다.

1888년에 처음으로 하인리히 헤르츠는 맥스웰의 전자기 이론을 실험적으로 확인했습니다. 전자파의 실재성을 실증적으로 증명하고 다양한 매질에서의 굴절과 흡수, 금속표면에서 파동이 반사되는 성질 등을 연구하였다.

Hertz는 파장을 측정하여 전자기파의 전파 속도가 빛의 속도와 같다는 것을 보여주었습니다. Hertz의 실험 작업은 Maxwell의 전자기 이론을 인정하기 위한 마지막 단계였습니다. 7년 후인 1895년 러시아 물리학자 Alexander Stepanovich Popov는 전자기파를 사용하여 무선 통신을 만들었습니다.



DC 회로에서는 전하가 일정한 속도로 이동하며 이 경우 전자파는 공간으로 방사되지 않습니다. 복사가 발생하려면 교류, 즉 빠르게 방향을 바꾸는 전류가 여기되는 안테나를 사용해야 합니다.

가장 단순한 형태의 전기 쌍극자는 전자기파를 방출하는 데 적합합니다. 작은 크기, 쌍극자 모멘트는 시간에 따라 빠르게 변합니다. 오늘날 "헤르츠 쌍극자"라고 불리는 쌍극자는 방출하는 파장보다 크기가 몇 배나 작습니다.

Hertzian 쌍극자에 의해 방출될 때, 최대 흐름전자기 에너지는 쌍극자의 축에 수직인 평면에 떨어집니다. 쌍극자 축을 따라 전자기 에너지가 방출되지 않습니다. Hertz의 가장 중요한 실험에서는 기본 쌍극자를 전자기파의 방출과 수신에 모두 사용하여 전자기파의 존재를 증명했습니다.

M. Faraday는 필드의 개념을 소개했습니다.

    정지 상태의 전하 주위의 정전기장

    움직이는 전하(전류) 주위에는 자기장이 있습니다.

1830년 M. Faraday는 전자기 유도 현상을 발견했습니다. 자기장이 변하면 소용돌이 전기장이 발생합니다.

그림 2.7 - 소용돌이 전기장

어디,
- 전계 강도 벡터,
- 자기 유도 벡터.

교류 자기장은 소용돌이 전기장을 생성합니다.

1862년 D.K. Maxwell은 전기장이 변할 때 소용돌이 자기장이 발생한다는 가설을 제시했습니다.

단일 전자기장의 아이디어가 발생했습니다.

그림 2.8 - 통합 전자기장.

교류 전기장은 소용돌이 자기장을 생성합니다.

전자기장- 이것은 전기장과 자기장의 조합인 특별한 형태의 물질입니다. 가변 전기장과 자기장은 동시에 존재하며 단일 전자기장을 형성합니다. 재료입니다:

그것은 휴식 및 이동 요금 모두에서 행동으로 나타납니다.

그것은 빠르지만 유한한 속도로 퍼집니다.

그것은 우리의 의지와 욕망과 독립적으로 존재합니다.

충전 속도에서, 영, 전기장만 있습니다. 일정한 충전 속도에서 전자기장이 생성됩니다.

전하의 가속된 이동으로 인해 전자기파가 방출되어 유한한 속도로 우주 공간에 전파됩니다. .

전자기파에 대한 아이디어의 개발은 Maxwell에 속하지만 Faraday는 그 작품을 출판하는 것을 두려워했지만 이미 그 존재에 대해 알고 있었습니다(그가 죽은 지 100년 이상 지난 후에 읽음).

전자기파 출현의 주요 조건은 전하의 가속된 이동입니다.

전자파가 무엇인지, 다음과 같은 예를 상상하기 쉽습니다. 물 표면에 자갈을 던지면 표면에 원으로 분기하는 파도가 형성됩니다. 그들은 특정 전파 속도로 발생 (섭동)의 근원에서 움직입니다. 전자기파의 경우 교란은 공간에서 움직이는 전기장과 자기장입니다. 시간에 따라 변하는 전자기장은 필연적으로 교류 자기장을 유발하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이러한 필드는 서로 연결되어 있습니다.

전자기파 스펙트럼의 주요 소스는 태양별입니다. 전자기파 스펙트럼의 일부는 인간의 눈을 봅니다. 이 스펙트럼은 380...780 nm 내에 있습니다(그림 2.1). 가시 스펙트럼에서 눈은 빛을 다르게 인식합니다. 다른 파장의 전자기 진동은 다른 색상의 빛의 감각을 유발합니다.

그림 2.9 - 전자파 스펙트럼

전자파 스펙트럼의 일부는 라디오 및 텔레비전 방송 및 통신 목적으로 사용됩니다. 전자파의 근원은 진동이 일어나는 전선(안테나)이다. 전기 요금. 와이어 근처에서 시작된 들판의 형성 과정은 점차적으로 전체 공간을 포착합니다. 주파수가 높을수록 교류와이어를 통과하여 전기장 또는 자기장을 생성하면 와이어에 의해 생성되는 주어진 길이의 전파가 더 강해집니다.

라디오(lat. radio - 방사, 방출 광선 ← 반경 - 빔) - 공간에서 자유롭게 전파되는 전파가 신호 캐리어로 사용되는 무선 통신 유형.

전파(무선에서...), 파장이 > 500 µm인 전자기파(주파수< 6×10 12 Гц).

전파는 시간에 따라 변하는 전기장과 자기장입니다. 자유 공간에서 전파의 전파 속도는 300,000km/s입니다. 이를 기반으로 전파의 길이(m)를 결정할 수 있습니다.

λ=300/f,여기서 f - 주파수(MHz)

통화 중에 발생하는 공기의 소리 진동은 마이크에 의해 소리 주파수의 전기적 진동으로 변환되어 유선을 통해 가입자의 장비로 전송됩니다. 거기에서 전화선의 다른 쪽 끝에서 전화기의 송신기의 도움으로 가입자가 소리로 인식하는 공기 진동으로 변환됩니다. 전화에서 통신 수단은 유선이고 라디오 방송에서는 전파입니다.

모든 라디오 방송국 송신기의 "심장"은 발전기 - 주어진 라디오 방송국에 대해 높지만 엄격하게 일정한 주파수의 진동을 생성하는 장치입니다. 필요한 전력으로 증폭된 이러한 무선 주파수 진동은 안테나에 입력되어 주변 공간에서 정확히 동일한 주파수의 전자기 진동(전파)을 여기시킵니다. 라디오 방송국의 안테나에서 전파를 제거하는 속도는 빛의 속도인 300,000km / s와 같으며 이는 공기 중 소리의 전파보다 거의 백만 배 빠릅니다. 이것은 모스크바 방송국에서 송신기가 특정 시간에 켜져 있으면 전파가 1/30 초 이내에 블라디보스토크에 도달하고 이 시간 동안의 소리는 10- 11미터

전파는 공기뿐만 아니라 우주와 같이 전파가 없는 곳에서도 전파됩니다. 이것에서 그들은 다릅니다 음파, 공기 또는 물과 같은 다른 고밀도 매체가 절대적으로 필요합니다.

전자기파 공간에서 전파되는 전자기장(벡터의 진동
). 전하 근처에서 전기장과 자기장은 위상 편이 p/2로 변합니다.

그림 2.10 - 통합 전자기장.

전하로부터 먼 거리에서 전기장과 자기장은 위상이 바뀝니다.

그림 2.11 - 전기장과 자기장의 동위상 변화.

전자파는 횡방향이다.. 전자파의 속도 방향은 벡터 김렛의 손잡이를 돌릴 때 오른쪽 나사의 이동 방향과 일치 벡터에 .

그림 2.12 - 전자파.

또한, 전자파에서 관계
, 여기서 c는 진공에서 빛의 속도입니다.

Maxwell은 이론적으로 전자기파의 에너지와 속도를 계산했습니다.

따라서, 파동 에너지는 주파수의 4제곱에 정비례합니다.. 즉, 파동을 보다 쉽게 ​​고정하기 위해서는 고주파가 필요하다.

전자기파는 G. Hertz(1887)에 의해 발견되었습니다.

닫힌 진동 회로는 전자기파를 방출하지 않습니다. 커패시터 전기장의 모든 에너지는 코일 자기장의 에너지로 변환됩니다. 발진 주파수는 발진 회로의 매개변수에 의해 결정됩니다.
.

그림 2.13 - 발진 회로.

주파수를 높이려면 L과 C를 줄여야 합니다. 코일을 직선 와이어로 돌리고 다음과 같이
, 판의 면적을 줄이고 최대 거리로 펼칩니다. 이것은 본질적으로 직선 도체를 얻는다는 것을 보여줍니다.

이러한 장치를 Hertz 진동기라고 합니다. 중간이 절단되어 고주파 변압기에 연결됩니다. 작은 구형 도체가 고정 된 전선의 끝 사이에서 전자파의 근원 인 전기 스파크가 점프합니다. 파동은 전도체가 위치한 평면에서 전기장 강도 벡터가 진동하는 방식으로 전파됩니다.

그림 2.14 - Hertz 진동기.

동일한 도체(안테나)가 이미 터에 평행하게 배치되면 그 안의 전하가 진동하고 약한 스파크가 도체 사이를 점프합니다.

Hertz는 실험적으로 전자기파를 발견하고 그 속도를 측정했는데 Maxwell이 계산한 것과 일치하고 c=3과 같습니다. 108m/s

교류 전기장은 교류 자기장을 생성하고, 이는 차례로 교류 전기장을 생성합니다. 즉, 필드 중 하나를 여기시키는 안테나가 단일 전자기장의 출현을 유발합니다. 이 장의 가장 중요한 성질은 전자기파의 형태로 전파된다는 것이다.

무손실 매체에서 전자기파의 전파 속도는 매체의 상대적인 유전성과 투자율에 따라 달라집니다. 공기의 경우 매질의 투자율은 1이므로 이 경우 전자기파의 전파 속도는 빛의 속도와 같습니다.

안테나는 고주파 발생기로 구동되는 수직 와이어일 수 있습니다. 발전기는 도체 내 자유 전자의 이동을 가속화하기 위해 에너지를 소비하고, 이 에너지는 교류 전자기장, 즉 전자기파로 변환됩니다. 발전기 전류 주파수가 높을수록 전자기장이 더 빨리 변하고 파동 치유가 더 강해집니다.

안테나 와이어에 연결된 전기장은 양전하에서 시작하여 음전하에서 끝나는 힘선과 와이어의 전류 주위에서 닫히는 자기장입니다. 진동 주기가 짧을수록 구속된 필드의 에너지가 와이어(즉, 발전기)로 되돌아오는 시간이 줄어들고 자유 필드로 더 많이 전달되어 전자기파의 형태로 더 전파됩니다. 전자기파의 효과적인 방사는 파장과 방사선의 길이가 일치하는 조건에서 발생합니다.

따라서 다음과 같이 결정할 수 있습니다. 전파- 이것은 이미 터 및 채널 형성 장치와 관련이없는 전자기장으로 진동 주파수가 10 -3 ~ 10 12Hz 인 파동 형태로 공간에서 자유롭게 전파됩니다.

안테나에서 전자의 진동은 주기에 따라 주기적으로 변화하는 EMF 소스에 의해 생성됩니다. 티. 어느 순간 안테나의 필드가 최대 값을 가졌다면 잠시 후 동일한 값을 갖게 될 것입니다 티. 이 시간 동안 안테나에 초기 순간에 존재했던 전자기장은 먼 거리로 이동합니다.

λ = υТ (1)

필드가 동일한 값을 갖는 공간의 두 점 사이의 최소 거리 파장.(1)에서 다음과 같이 파장 λ 전파 속도와 안테나에서 전자의 진동 주기에 따라 달라집니다. 처럼 빈도현재의 에프 = 1 / 티, 다음 파장 λ = υ / 에프 .

라디오 링크에는 다음과 같은 주요 부분이 포함됩니다.

송신기

수화기

전파가 전파되는 매체.

송신기와 수신기는 송신기 전력을 증가시키고 보다 효율적인 안테나를 연결하며 수신기의 감도를 증가시킬 수 있기 때문에 무선 링크의 제어 가능한 요소입니다. 매체는 무선 링크의 제어되지 않는 요소입니다.

무선 통신 라인과 유선 라인의 차이점은 유선 라인은 제어 요소(전기적 매개변수를 변경할 수 있음)인 연결 링크로 와이어 또는 케이블을 사용한다는 것입니다.

물리학에 따르면 전자기파는 가장 신비한 것 중 하나입니다. 그들에게서 에너지는 실제로 아무데도 사라지고 아무데도 나타나지 않습니다. 모든 과학에서 이와 유사한 대상은 없습니다. 이 모든 기적적인 변화가 어떻게 일어납니까?

맥스웰 전기역학

이 모든 것은 1865년 과학자 Maxwell이 Faraday의 작업에 의존하여 전자기장의 방정식을 도출했다는 사실에서 시작되었습니다. Maxwell 자신은 그의 방정식이 에테르에서 파동의 비틀림과 장력을 설명한다고 믿었습니다. 23년 후, Hertz는 실험적으로 매질에서 이러한 섭동을 생성했으며, 이를 전기역학 방정식과 조화시킬 뿐만 아니라 이러한 섭동의 전파를 지배하는 법칙을 얻는 데 성공했습니다. 본질적으로 전자기적인 섭동을 헤르츠파로 선언하는 이상한 경향이 생겼습니다. 그러나 이러한 방사선이 에너지 전달을 수행하는 유일한 방법은 아닙니다.

무선 통신

현재까지, 옵션이러한 무선 통신의 구현에는 다음이 포함됩니다.

정전 용량이라고도 하는 정전 커플링;

유도;

현재의;

Tesla 연결, 즉 전도성 표면을 따라 전자 밀도 파동의 연결;

초저 주파수에서 감마 방사선에 이르기까지 전자기파라고하는 가장 일반적인 캐리어의 가장 넓은 범위.

이러한 유형의 연결을 더 자세히 고려할 가치가 있습니다.

정전기 결합

두 쌍극자는 공간에서 결합된 전기력이며, 이는 쿨롱의 법칙의 결과입니다. 전자파로부터 주어진 유형통신은 쌍극자가 동일한 라인에 있을 때 연결하는 기능으로 구별됩니다. 거리가 멀어질수록 연결 강도가 약해지고 다양한 간섭의 영향도 강하게 관찰됩니다.

유도 결합

인덕턴스의 자기 표유 필드를 기반으로 합니다. 인덕턴스가 있는 물체 사이에서 관찰됩니다. 근거리 행동으로 인해 적용 범위가 매우 제한적입니다.

현재 연결

전도 매체의 전류 확산으로 인해 특정 상호 작용이 발생할 수 있습니다. 전류가 단자(한 쌍의 접점)를 통과하면 접점에서 상당한 거리에서 이러한 동일한 전류를 감지할 수 있습니다. 이것이 전류 퍼짐의 효과라고 불리는 것입니다.

테슬라 연결

유명한 물리학자 Nikola Tesla는 전도성 표면의 파동을 사용하여 통신을 발명했습니다. 평면의 특정 위치에서 전하 캐리어의 밀도가 방해를 받으면 이러한 캐리어가 움직이기 시작하여 평형을 회복하는 경향이 있습니다. 캐리어는 관성 특성을 가지므로 회복은 파동 특성을 갖습니다.

전자기 연결

전자기파의 복사는 진폭이 소스까지의 거리에 반비례하기 때문에 거대한 장거리 작용으로 구별됩니다. 가장 널리 사용되는 것은 이 무선 통신 방법입니다. 그러나 전자파는 무엇입니까? 먼저 그들의 발견의 역사를 간략히 살펴봐야 합니다.

전자파는 어떻게 "나타나나요"?

이 모든 것은 1829년 미국 물리학자인 Henry가 Leyden 병을 사용한 실험에서 전기 방전의 섭동을 발견했을 때 시작되었습니다. 1832년 물리학자 패러데이는 전자기파와 같은 과정의 존재를 제안했습니다. Maxwell은 1865년에 그의 유명한 전자기 방정식을 만들었습니다. 19세기 말에 정전기와 무선통신을 이용한 무선통신을 만들기 위한 많은 시도가 있었다. 전자기 유도.유명한 발명가 Edison은 승객을 허용하는 시스템을 고안했습니다. 철도기차가 움직이는 동안 전보를 보내고 받습니다. 1888년 G. Hertz는 진동기라는 장치를 사용하여 전자파가 나타난다는 것을 분명히 증명했습니다. Hertz는 멀리 떨어진 전자기 신호의 전송에 대한 실험을 수행했습니다. 1890년 프랑스의 공학자이자 물리학자인 브랑리는 전자기 복사를 기록하는 장치를 발명했습니다. 그 후 이 장치를 "무선 전도체"(코히러)라고 불렀습니다. 1891-1893년에 Nikola Tesla는 장거리 신호 전송 구현을 위한 기본 원리를 설명하고 전자파의 소스인 마스트 안테나에 대한 특허를 받았습니다. 파동 연구와 그 생산 및 응용의 기술적 구현에 대한 추가 장점은 Popov, Marconi, de Maur, Lodge, Mirhead 등과 같은 유명한 물리학자 및 발명가에게 있습니다.

"전자파"의 개념

전자기파는 일정한 유한 속도로 공간에 전파되는 현상으로 전기장과 자기장이 교번하는 현상입니다. 자기장과 전기장은 서로 불가분의 관계에 있기 때문에 전자기장을 형성합니다. 또한 전자기파는 장의 섭동이라고 할 수 있으며, 맥스웰의 전기역학에 따르면 전파되는 동안 자기장이 갖는 에너지는 전기장의 에너지로 변환되고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 외부에서 이것은 다른 매질의 다른 파동의 전파와 유사하지만 중요한 차이점도 있습니다.

전자파와 다른 것의 차이점은 무엇입니까?

전자기파의 에너지는 다소 이해할 수 없는 매체에서 전파됩니다. 이러한 파동과 다른 파동을 비교하려면 어떤 전파 매체가 문제의. 원자 내부 공간은 절대 유전체인 특정 매체인 전기 에테르로 채워져 있다고 가정합니다. 전파 중 모든 파동은 운동 에너지가 위치 에너지로 또는 그 반대로 전환되는 것을 보여줍니다. 동시에, 이 에너지들은 서로에 대해 시간과 공간의 최대값을 1/4만큼 이동시켰습니다. 전체 기간파도. 이 경우 평균 파동 에너지는 포텐셜과 운동 에너지상수입니다. 그러나 전자파의 경우 상황이 다릅니다. 자기장과 전기장의 에너지는 동시에 최대값에 도달합니다.

전자파는 어떻게 생성됩니까?

전자기파의 물질은 전기장(에테르)입니다. 움직이는 필드는 구조화되어 있으며 운동 에너지와 필드 자체의 전기 에너지로 구성됩니다. 그래서 잠재력운동 및 동상과 관련된 파동. 전자파의 성질은 일정한 상태에 있는 주기적인 전기장이다. 전진 운동공간과 함께 움직이는 빛의 속도.

변위 전류

전자기파가 무엇인지 설명하는 또 다른 방법이 있습니다. 불균일한 전기장의 이동 중에 에테르에서 변위 전류가 발생한다고 가정합니다. 물론 그것들은 고정된 외부 관찰자에게만 발생합니다. 전계 강도와 같은 매개 변수가 최대에 도달하는 순간 공간의 특정 지점에서 변위 전류가 중지됩니다. 따라서 최소한의 장력에서 역상을 얻습니다. 이 접근 방식은 파동 특성을 명확히 합니다. 전자기 방사선, 전기장의 에너지가 변위 전류에 대해 주기의 1/4만큼 이동하기 때문입니다. 그러면 우리는 전기적 교란 또는 오히려 교란의 에너지가 변위 전류의 에너지로 또는 그 반대로 변환되고 유전 매질에서 파동으로 전파된다고 말할 수 있습니다.

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