3.3.Електромагнітне поле й електромагнітні хвилі

1. Електромагнітне поле

Існують два види матерії – речовина і поле (електричне, магнітне).

Проблемне питання

• Чи пов’язані між собою електричне та магнітне поля?

Висновок Майкла Фарадея: Магнітне поле, яке змінюється, створює електричне поле.

Гіпотеза Джеймса Максвелла: Змінне електричне поле створює магнітне поле.

Відповідно до цієї гіпотези електричні та магнітні поля завжди існують разом.

Електромагнітне поле – вид матерії, за допомогою якого здійснюється взаємодія між зарядженими тілами і частинками та намагніченими тілами.

2. Електромагнітна хвиля

Проблемне питання

• Як виникає та поширюється в просторі електромагнітне поле?

Електромагнітна хвиля – це поширення в просторі змінного електромагнітного поля.

(Змінний струм – це струм, сила якого періодично змінюється: з часом значення сили струму то збільшується, то зменшується; змінюється й напрямок струму.)

За теорією Максвелла: джерелом електромагнітної хвилі може бути будь-яка заряджена частинка, що рухається з прискоренням (тобто частинка, яка весь час змінює швидкість свого руху або за значенням, або за напрямком, або одночасно і за значенням, і за напрямком).

3. Характеристика електромагнітної хвилі

Електромагнітна хвиля, як і механічна, характеризується частотою (ν), довжиною (λ) і швидкістю поширення (v).

Формула хвилі:

Для поширення електромагнітних хвиль не потрібне середовище. Найкраще й найшвидше електромагнітні хвилі поширюються у вакуумі.

Припущення Джеймса Максвелла: світло є різновидом електромагнітних хвиль.

У вакуумі – і тільки в ньому  –  всі електромагнітні хвилі поширюються з однаковою швидкістю (c).

Під час переходу з одного середовища в інше швидкість поширення електромагнітної хвилі змінюється, змінюється і довжина хвилі, а от частота залишається незмінною.

Через 15 років після створення теорія електромагнітного поля Максвелла була підтверджена експериментально: Генріх Герц (1857–1894) продемонстрував випромінювання і приймання електромагнітних хвиль.

Він установив, що електромагнітні хвилі:

-         відбиваються від провідних предметів (кут відбивання дорівнює куту падіння);

-         заломлюються на межі з діелектриком;

-         частково поглинаються речовиною і частково розсіюються нею.