Mișcarea în mișcare. Undele electromagnetice.
Mișcarea în mișcare are loc în sisteme extinse. Pentru cei din fizică sunt medii obișnuite construite din atomi și câmpuri. Evident, natura fizică a valurilor în medii și domenii este diferită, însă o descriere formală a ambelor are multe asemănări. Această circumstanță este întotdeauna utilă pentru a avea în vedere. În mass-media, putem observa valuri elastice, sonore, valuri pe suprafața unui lichid; în câmpuri - cel mai tipic exemplu de valuri - electromagnetism. În primul rând, să atingem valurile în mass-media, mai simplu din punctul de vedere al înțelegerii mișcării undelor în general.
Ce este un val și cum diferă mișcarea valurilor de mișcarea obișnuită mecanică a corpurilor? Când vorbim despre mișcarea corpului, înțelegem mișcarea în spațiu în sine. În cazul mișcării cu undă, nu este vorba despre mutarea mediei sau a câmpului, ci despre mutarea stării excitate a mediului sau a câmpului. Într-un val, o anumită stare, localizată mai întâi într-un loc al spațiului, este transmisă (mutată) în alte puncte din spațiu din apropiere. În acest caz, starea mediei sau a câmpului poate avea un fel de modificare sau de denaturare. De exemplu, aceasta poate slăbi sau poate cădea înapoi sau, în general, poate fi transfomată. Există, de asemenea, cazuri în care nu apare nici o distorsiune în val.
Din cauza valurilor care apar, care este mecanismul apariției lor? Pentru a răspunde la această întrebare, este imposibil să dezvăluiți abstract, trebuie să țineți cont de tipul specific de valuri. Luați în considerare, de exemplu, un val vertical pe cordon sau pe șir. Deplasarea unei porțiuni a cordonului din poziția echilibrului datorită legăturii sale cu regiunea învecinată implică o deplasare în această secțiune vecină cu o anumită întârziere. Într-un val de sunet, de exemplu, compresiile locale locale și segregarea gazelor au loc în gaz. Comprimarea locală mică a gazului este transmisă site-ului vecin, nu este transmisă instantaneu, dar cu o anumită întârziere. Compresiunea urmează tăierii, este transferată și în secțiunile vecine. Deci starea determinată a gazului se deplasează de la un punct la altul, formând un val.
Mecanismul de apariție a undei electromagnetice este oarecum mai complicat, deși esența constă în aceleași domenii ale porțiunilor de legătură adiacente din cauza stării excentricitate a unui câmp porțiune întârziere pepedaetsya d.puguyu, următor. Câmpul electromagnetic este descris ca și „două câmpuri“: E elektpicheskim și B. Modificarea magnetic vpemeni okpestnosti un câmp la un anumit punct, ea trebuie, prin urmare, interpretată în excentricitate, popozhdaet d.puguyu câmp: E popozhdaet variație de câmp și câmpul B naobopot. Variabilele sunt variabile vpemeni de câmp elektpicheskoe popozhdaet sunt puncte învecinate în câmpul magnetic în câmpul său magnetic ocheped variabile sunt în variabilele lor popozhdaet okpestnosti sunt elektpicheskoe. Aceste generații nu apar imediat, dar cu o anumită întârziere, ca rezultat al producerii unui val electromagnetic.
Starea mediei sau a câmpului într-un anumit punct al spațiului este caracterizată de unul sau mai mulți parametri. Acești parametri, nappimep în val obpazuemoy pe stpune este abaterea poziției pavnovesiya porțiunii stpuny (x), în undei sonore în aer - această compresie passhipenie valoare hapaktepizuyuschaya sau aer, unde electromagnetice - este modulele vektopov E și B. Cel mai important concept pentru orice val este faza. O fază este o stare de undă la un anumit punct și la un moment dat, descrisă de parametrii corespunzători. De exemplu, faza unui val electromagnetic este dată de modulele vectorilor E și B. Faza de la punct la punct se modifică. Astfel, faza valului în sensul matematic este o funcție a coordonatelor și a timpului. Noțiunea de suprafață a undelor este legată de conceptul de fază. Acest povephnosti, toate punctele de excentricitate în momentul timpului sunt în aceeași fază, adică. E. suprafețelor fazei constante.
Conceptele suprafeței și fazei undelor ne permit să facem o clasificare a undelor în funcție de caracterul comportamentului lor în spațiu și timp. Dacă suprafețele undei se mișcă în spațiu (de exemplu undele obișnuite de pe suprafața apei), atunci valul se numește funcționare. Dacă faza valului este o funcție a timpului, adică toate punctele valului în procesul oscilațiilor sunt în aceeași fază (deși cu amplitudini diferite), atunci un astfel de val este numit un val în picioare. De exemplu, undele în picioare sunt observate pe un șir întins cu o anumită lungime și o tensiune specificată. Sunt posibile valuri permanente pe suprafața apei și valuri volumetrice în cavități închise. Cavitățile închise, în care apar valuri în picioare, se numesc rezonatoare.
Dacă faza de undă în fiecare punct al spațiului se schimbă periodic, atunci valul este de asemenea numit periodic. Într-o stare omogenă, undele periodice variază periodic și în spațiu. Desigur, valurile nu trebuie să fie periodice. Profilul lor în spațiu și timp poate fi foarte diferit. În special, el poate avea un formular
un tren scurt, similar cu cel descris în figura 1.1. Astfel de valuri sunt scurte sau lungi, în funcție de lungimea trenului, semnale. Linii care sunt normale pentru suprafața undelor unui val sunt numite raze. Valul călător se deplasează de-a lungul razei și este logic să vorbim despre viteza sa.
Conceptul de viteză a valurilor nu este bun. Pentru valuri este necesar să se introducă mai multe concepte de viteză, care, în general, nu coincid una cu cealaltă. Cele mai simple și mai evidente dintre ele sunt legate de deplasarea suprafeței undei. Viteza deplasării suprafeței undei unei valuri se numește viteza de fază. Aceasta este rata de deplasare a fazei de undă. Cu toate acestea, viteza de fază pentru descrierea undelor nu este suficientă. Reprezentăm cazul unui val în formă de tren, ca în figura 1.1. Se poate întâmpla ca un pasplyvaetsya tren, și apoi fazele individuale ale undei (nappimep sale individuale „gopby“) va pepemeschatsya cu skopostyami Varia. Că, în acest caz, introduceți nevoie simplu noțiunea skoposti skopost defini un val ca fiind altceva, dar nu ca skopost fază DEPLASĂRILOR (nappimep ca skopost „DEPLASĂRILOR“ enepgii, care a fost apoi poartă un semnal). În viitor, vom introduce așa-numitul val gpuppovye skopost, iar excentricitatea este esențială în cazurile în care ppofil privind mișcările valurilor MEPE sunt distorsionate. Între timp, suntem limitați la noțiunea de viteză de fază.
După cum sa observat deja la început, vor interveni doar unde electromagnetice. Un val electromagnetic este un câmp electromagnetic care schimbă undele. O caracteristică caracteristică a unui val electromagnetic este faptul că există trei vectori în el: vectorul E, vectorul B și vectorul de viteză de fază v sunt întotdeauna perpendiculare între ele. (Figura 1.2)
În plus, modulele vektopov E și B întotdeauna ppopoptsionalny între un (constant cu ppopoptsionalnosti coeficient universal), care permite faza de undă nu descriu două și una vektopom, nappimep vektopom E (vektop E variațiuni valurilor interacțiune cu atomi, așa este alegerea lui pentru caracteristicile valurilor).
Deoarece E vektopy și B peppendikulyapny la vektopu undelor electromagnetice skoposti undele care sunt clasificate de valuri transversale. Acesta este un lucru foarte important: prin valuri transversale sunt mai complexe în proprietățile lor decât P, deoarece în planul la faza skoposti peppendikulyapnoy, vektop E poate ocupa poziția și să descrie mișcarea DIFERITE DIFERITE ... Undele P această libertate de mișcare în val vektopa E nu - l paspolozhen întotdeauna a stabilit de-a lungul liniei de-a lungul valurilor vektopa skoposti. Proprietatea naturii transversale a undelor electromagnetice conduce la o întreagă clasă de fenomene specifice numite polarizare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: