Электромагнитные волны отличаются от звуковых

Электромагнитные волны отличаются от звуковых

Все электромагнитные поля создаются ускоренно движущимися зарядами. Неподвижный заряд создает только электростатическое поле. Электромагнитных волн в этом случае нет. В простейшем случае источником излучения является заряженная частица, совершающая колебание. Так как электрические заряды могут колебаться с любыми частотами, то частотный спектр электромагнитных волн неограничен. Этим электромагнитные волны отличаются от звуковых волн. Классификация этих волн по частотам (в герцах) или длинам волн (в метрах) представляется шкалой электромагнитных волн (рис. 1.10). Хотя весь спектр разбит на области, границы между ними намечены условно. Области следуют непрерывно одна за другой, а в некоторых случаях перекрываются. Различие свойств становится заметным только в том случае, когда длины волн различаются на несколько порядков.

Рассмотрим качественные характеристики электромагнитных волн разных частотных диапазонов и способы их возбуждения и регистрации.

Почему некоторые элементарные частицы могут себя вести как частица, а могут как волна? Этот вопрос меня очень заинтересовал. Чтобы понять, в чём дело, прежде всего, нужно понять, что такое любая волна.

Волновое движение – это регулярно повторяющееся колебание частиц вещества. Распространение волн всегда связано с переносом энергии импульса в пространстве. Для того, что возникла волна, нужен источник импульса или сила воздействия. Любая волна характеризуется амплитудой, частотой, длиной и направлением. Амплитуда волны – это максимальное смещение частиц вещества от положения равновесия. Частота волны – это число её колебаний в секунду. Длина волны – это расстояние между двумя максимумами или минимумами амплитуды. Направление волны – это направление распространения волны в пространстве.

Примерами волнового движения могут служить рябь на поверхности воды (волны в жидкой среде), звук (волны в газообразной среде и твёрдой среде), радиосигналы и свет (электромагнитная среда).

Понять движение волны лучше всего, наблюдая за волнами, возникающими на воде. Для этого нужен начальный импульс или сила, под действием которой они существуют. Бросим камень в воду. Что происходит? Мы видим, как возникшая волна кругами расходится от места падения камня. Волны по воде катятся вследствие вертикального смещения частиц воды вблизи поверхности. Происходит подъём и опускание частиц воды, то есть движение по вертикали, но движения частиц воды по горизонтали нет. Почему мы видим тогда, что волны от брошенного камня расширяются. Всё в начальном импульсе. Брошенный камень давит на частицы воды, и они под ним опускаются. Это заставляет другие, ближайшие к ним частицы воды, подниматься. Ближайшие к этим поднятым частицам воды опускаются и так далее. Возникают волны, которые мы видим. Постепенно энергия импульса переходит в движение волн, и волны уменьшаются, пока совсем не исчезнут. Чем больше энергия импульса, тем шире круг и дольше длятся волны.

Кроме рассмотренной волны воды есть приливные волны. Эти волны возникают под действием определённой силы. Например, под действием силы ветра, силы притяжения Луны. В этом случае происходит, как колебание частиц воды по вертикали, так и движение этих частиц по горизонтали.

Поперечные волны – это движение частиц по вертикали (вверх — вниз), перпендикулярно направлению волны. Есть продольные волны – это движение частиц (колебания) вдоль направления распространения.

Читайте также:  Как быстро вылечить пиелонефрит

Рассмотрим звуковые волны. Звуковые волны распространяются в воздухе за счёт частых изменений давлений. При распространении звуковых волн в воздухе его молекулы колеблются в том же направлении, в каком идёт звук. Это продольные волны. Сейсмические волны, расходящиеся от района землетрясения, представляют собой продольные волны давления. При своём прохождении по толще Земли они заставляют частицы горных пород колебаться взад — вперед.

Распространение световых и радиоволн не связано с колебанием частиц вещества. Оба эти вида волн представляют собой электромагнитное излучение (распространение энергии благодаря колебаниям электрического и магнитного полей). Электромагнитные волны являются поперечными – колебания напряжённости электрического и магнитного полей происходит под прямым углом к направлению движения волны и под прямым углом друг к другу.

Если свет и радиоволны – это электромагнитные волны, то почему мы свет видим, а радиоволны нет? Наука объясняет это частотой колебания волн.

Если частица ведёт себя как волна, то это означает, что она распалась на более элементарные частицы, которые и создают эту волну. Если это так, то электромагнитные волны – это колебания каких-то элементарных частиц, оказывающих своё действие через магнитное и электрическое поле. Это определенное состояние физической материи. Следовательно, оно должно присутствовать в любом объекте физического мира, включая и самого человека. Мы находимся в океане электромагнитных волн. Остаётся понять, что создаёт этот океан?

Если у Вас нет специального образования, то ваша работа просто замечательна!

Теперь о некоторых моментах, которые Вы по незнанию или специально опустили.
Энергия передаётся через взаимодействия физических объектов. По отношению к ЭМВ, то она действительно является колебанием (возмущением)ЭМполя, но оно не является средой. Пока никто не знает, что такое ЭМП и что такое электрический заряд, колебания которого и создают его. Пока все успешно пользуются уравнениями Максвелла, выведенными на основе существования некой среды — эфира.

Ни света, ни звука не существует в природе. Они являются психическим отражением воздействия на нас звуковых и ЭМ волн. Погуглите "психофизическая проблема". Одни волны мы слышим, другие видим, третьи ощущаем кожей, четвёртые . общим состоянием организма.

"Если частица ведёт себя как волна, то это означает, что она распалась на более элементарные частицы, которые и создают эту волну." Нет эксперимента, подтверждающего это.

"Мы находимся в океане электромагнитных волн. Остаётся понять, что создаёт этот океан?" Не следует забывать, что поле не существует без источника. Выключили передатчик и поле с волной пропало. Океан создаёт Источник.

В целом мне понравилось.

Большое спасибо за интересный отзыв.Специального образования по данной теме у меня нет, но есть больше желание понять, что такое огонь, свет и электромагнитные волны.

Портал Проза.ру предоставляет авторам возможность свободной публикации своих литературных произведений в сети Интернет на основании пользовательского договора. Все авторские права на произведения принадлежат авторам и охраняются законом. Перепечатка произведений возможна только с согласия его автора, к которому вы можете обратиться на его авторской странице. Ответственность за тексты произведений авторы несут самостоятельно на основании правил публикации и законодательства Российской Федерации. Вы также можете посмотреть более подробную информацию о портале и связаться с администрацией.

Читайте также:  Поврежден спинной мозг последствия

Ежедневная аудитория портала Проза.ру – порядка 100 тысяч посетителей, которые в общей сумме просматривают более полумиллиона страниц по данным счетчика посещаемости, который расположен справа от этого текста. В каждой графе указано по две цифры: количество просмотров и количество посетителей.

© Все права принадлежат авторам, 2000-2019. Портал работает под эгидой Российского союза писателей. 18+

Основные характеристики звуковых волн

Акустическими (или волнами звука) называют упругие волны, которые распространяются в пространстве определенного частотного диапазона: ��=16 – 20 000 Гц. Волны этого частотного диапазона способны оказывать действие на слуховой аппарат человека и вызывать у него ощущение звука.

Звуковые волны относят к механическим колебаниям с малыми амплитудами (это слабые возмущения).

Волны с частотами менее 16 Гц называют инфразвуковыми, при ��>20000Гц волны являются ультразвуковыми. Инфразвук и ультразвук человек не слышит.

Звуковые волны в газообразных и жидких веществах могут быть только продольными, поскольку эти вещества имеют свойство упругости только в отношении деформации сжатия и растяжения. В твердом теле акустические волны могут быть и продольными, и поперечными, так как твердое тело может быть подвержено еще и деформации сдвига.

Чувствительность уха человека разная для разных частот. Для создания у человека ощущения звука акустическая волна должна иметь некоторую минимальную интенсивность. В случае превышения определенного предела интенсивности человек звук не слышит, волна может вызывать только болевые ощущения.

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Скорость распространения акустических волн в газовых средах может быть найдена в соответствии с выражением:

Формула (1) говорит нам о том, что скорость звука в газовых средах не зависит от давления, но увеличивается с ростом температуры. Чем больше молярная масса газа, тем меньше скорость распространения волн звука.

Рассматривая распространение акустических волн в атмосфере, следует принимать во внимание множество параметров:

  • скорость и направление ветра;
  • влажность;
  • состав воздуха;
  • явления преломления и отражения звука на границах раздела сред;
  • вязкость газа, в котором распространяется звуковая волна.

Уравнение механических волн

Акустические волны, как и любые другие упругие волны, появляются из-за наличия связей, которые имеются между частицами вещества, в котором они распространяются. При этом отклонение (перемещение) одной частицы от положения равновесия ведет к смещению соседствующих с ней других частиц. Данный процесс происходит в пространстве с некоторой ограниченной скоростью.

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

Уравнение волны отображает функциональную связь между смещением частицы, совершающей колебания, и ее координатой в равновесии и временем.

Рассмотрим звуковую волну, которая распространяется по оси $X$ без затухания. Тогда мы должны получить функцию:

Если в волне нет затухания, то амплитуды всех точек одинаковы. Пусть источник волны совершает колебания по закону:

Читайте также:  Снизить внутричерепное давление препараты

где $s_m$ – амплитуда колебаний.

Колебания точки с координатой $x$ в этой волне будет описывать уравнение:

где $v$ — скорость распространения волны. Выражение (2) – уравнение плоской звуковой волны.

Волновое уравнение для звуковой волны в одномерном случае:

Выражение (2) является одним из решений волнового уравнения (3). Если изменение физического параметра отвечает уравнению (3), то эта величина распространяется как волна со скоростью $v$.

Электромагнитные волны

Переменное электрическое поле порождает изменяющееся магнитное поле и наоборот, это ведет к распространению единого электромагнитного поля в пространстве, которое называют электромагнитной волной.

Электромагнитной волной называют изменяющееся электромагнитное поле, которое распространяется в пространстве.

Электромагнитные волны описывают при помощи уравнений для векторов напряженности электрического и магнитного полей.

Допустим, что мы имеем дело с плоской электромагнитной волной, распространяющейся по оси $X$, тогда волновые уравнение можно записать в виде:

Решением уравнения (4.1) служит функция (5),

Решением уравнения (4.2) служит (6).

Из волнового уравнения (4) можно сделать вывод о том, что электромагнитная волна в веществе распространяется со скоростью, равной:

Выражение (7) показывает нам, что скорость движения электромагнитной волны зависит только от вида вещества, в котором волна перемещается и не зависит от состояния этого вещества (давления, температуры и т.д.).

Электромагнитные волны являются поперечными волнами. Колебания векторов $E ⃗,H ⃗$ происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях. Мало того, три вектора, $E ⃗,H ⃗,v ⃗$ образуют правовинтовую систему, что означает: Если смотреть из конца вектора скорости на вращение, по кратчайшему расстоянию, от вектора напряженности электрического поля к вектору напряженности магнитного поля, то это вращение будет происходить против часовой стрелки.

Сравнение акустических и электромагнитных волн

  1. По своей природе звуковые волны являются механическим волнами. Электромагнитные волны – порождение переменных магнитного и электрического полей.
  2. По месту распространения: акустическая волна способна распространяться только в веществе, которое имеет свойство упругости. Электромагнитная волна может распространяться и в веществе, и в вакууме.
  3. Скорость распространения звуковых волн зависит от состояния среды (см формулу 1). В частности, скорость распространения акустических волн зависит от температуры газа и не зависит от давления. Электромагнитная волна распространяется со скоростью, не зависящей от состояния вещества. В вакууме электромагнитные волы распространяются со скоростью света.
  4. Звуковые волны определённой интенсивности способны воздействовать на слуховой аппарат человека и могу быть им услышаны. Электромагнитные волны нуждаются в специальной детекции. Их наличие или отсутствие человек не может обнаружить при помощи органов чувств.

Общим у звуковых и электромагнитных волн является то что:

  • Эти процессы являются волновыми, следовательно, описываются волновыми уравнениями одинаковой формы (3,4).
  • Эти волны распространяются в пространстве с конечной скоростью.
  • В естественных условиях эти волновые процессы являются затухающими, для их длительного существования необходимы источники энергии.

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector