Как изменится интенсивность электромагнитной волны при увеличении расстояния до источника в 2 раза

Как измениться интенсивность электромагнитных волн при увеличении расстояния до источника в 2 раза

Я бы как обычно согласилась с Леонидом, более того, если какойто бездарный кретин, по ошибке назвавшися вашим учителем, задал вам задачку ИМЕННО в такой формулировке — отвечать нужно. А как нужно?
Если нужно сказать — как изменИТся — то надо она уменьшитСЯ в 4 раза!
А если как нужно ИЗМЕНИТЬ, чтобы у приёмника осталась прежней — то нужно увеличиТЬ в 4 раза. (что у вас со спряженими глаголов? , вы похоже русский знаете так же хорошо, как и физику 🙁

Теперь об условии. Ведь не охарактеризован источник! А если он излучает не сферические волны? Например эти электромагнитные волны — радио, а антенна штыревая? Тогда в ближней зоне уменьшится в 2 раза! А если, не дай бог, направленная антенна в приличным кпд и коэффициентом усиления? Тогда излучается в малый телесный угол и ПОЧТИ не изменится? А если источник — квантовый генератор? Лазер, мазер, не дай бог гразер? Тогда и вообще не изменится. .
А

Остальные ответы

Она обратно пропорциональна квадрату расстояния. Считайте.

уменьшится в 4 раза, пропорционально квадрату расстояния. по физике у вас, уважаемый, двойка? )

Интенсивность, давление и импульс электромагнитной волны

Цели обучения: ввести и сформировать понятия интенсивности, давления и импульса электромагнитной волны; теоретически и экспериментально обосновать эти понятия.

Цели развития: совершенствовать критичность мышления, умения рассуждать по аналогии; способности применять теоретические знания для объяснения физических явлений.

Цели воспитания: развивать волевые, мотивационные и толерантные характеристики личности.

1. Мякишев Г.Я. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. – М.: Просвещение, 2004.
2. Касьянов В.А. Физика. 11 кл.: Учебн. для 11 кл. общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2002.
3. Электронная версия опорного конспекта урока; видеофрагменты демонстрационных опытов.
4. Комплект для изучения электромагнитных волн (выпускается ЗАО НПК «Компьютерлинк»), вольтметр, миллиамперметр, регулируемый источник напряжения.

5.1. Введение

Учитель. Сегодня мы продолжим знакомство с важнейшими характеристиками электромагнитной волны как материального объекта. Перенос энергии волной характеризуется специальной величиной, которая называется интенсивностью. Электромагнитная волна, падая на препятствие, оказывает на него давление. При этом препятствие приобретает импульс, следовательно, импульсом обладает само электромагнитное излучение. Давление и импульс доступной нам электромагнитной волны ничтожно малы, поэтому мы не сможем измерить их в учебных опытах. Однако мы сумеем объяснить их существование и оценить значения соответствующих величин.

5.2. Интенсивность электромагнитной волны

Учитель. Вспомните, как математически записывается гармоническая волна и как выражается её энергия.

Учащиеся. Уравнение для напряжённости электрического поля в гармонической электромагнитной волне имеет вид где

а плотность её энергии:

Учитель. Произведение плотности энергии на скорость волны называется поверхностной плотностью потока энергии j = ωυ.

Учащиеся. Неужели мы должны запомнить этот длинный термин?!

Учитель. Нет, конечно. Но авторы школьных учебников почему-то очень любят его, поэтому, если вы хотите получить высшее образование, познакомиться с этим термином и его фамильярным вариантом «плотность потока энергии», хочешь-не хочешь, а запомнить придётся.

Учащиеся. Тогда нужно по крайней мере понять, откуда он взялся.

Учитель. Волна, проходящая по нормали через площадку S за время t, занимает объём V = sυt (рис. 5.1). Так как плотность энергии равна энергии в единице объёма: ω = W/V, – то поверхностную плотность потока энергии можно записать в виде:

Отношение энергии волны W ко времени t, в течение которого она проходит через поверхность, называется потоком энергии. А отношение потока энергии к площади поверхности, через которую он проходит, естественно назвать поверхностной плотностью потока энергии.

Учащиеся. Теперь понятно, что это просто энергия, переносимая волной за единицу времени через единицу площади, или мощность излучения, проходящая через единицу площади.

Учитель. Выясните, как зависит поверхностная плотность потока энергии электромагнитной волны от её частоты.

Учащиеся. Из формул (5.1), (5.2) и (5.3) получаем:

Так как косинус здесь получился в квадрате, то поверхностная плотность потока энергии электромагнитной волны колеблется с частотой, в два раза превышающей частоту волны. Как измерить эту величину?

Учитель. Измеряют не мгновенное, а среднее по времени значение плотности потока энергии, которое называют интенсивностью волны. Вы хорошо знаете, что среднее значение квадрата косинуса равно 1/2. Подставляя его в предыдущую формулу и учитывая выражения для E_m (5.1) и для после небольших преобразований можно получить, что интенсивность гармонической волны равна

где K – постоянный коэффициент. Проанализируйте этот результат.

Учащиеся. Из формулы (5.4) следует, что интенсивность электромагнитной волны, испускаемой гармоническим осциллятором, при прочих равных условиях пропорциональна четвёртой степени её частоты и обратно пропорциональна квадрату расстояния, пройденного волной.

Учитель. Дайте ещё один вариант определения интенсивности волны и качественно объясните, почему интенсивность электромагнитной волны пропорциональна четвёртой степени её частоты.

Учащиеся. Интенсивность волны есть средняя по времени энергия W_cр, проходящая через единицу площади за единицу времени:

Значит, интенсивность пропорциональна энергии волны J ~ W_cр. А энергия пропорциональна квадрату напряжённости электрического поля W_cр ~E_m 2 . В свою очередь напряжённость электрического поля пропорциональна ускорению излучающего волну заряда E_m ~ a_m, а ускорение пропорционально квадрату частоты колебаний заряда a_m ~ ω 2 . Отсюда следует, что интенсивность пропорциональна четвёртой степени частоты:

Учитель. Уточните, какие значения напряжённости и ускорения вы имеете в виду.

Учащиеся. Мы говорим об амплитуде напряжённости электрического поля E_m электромагнитной волны и амплитуде ускорения a_m гармонически колеблющегося заряда.

Учитель. А почему интенсивность обратно пропорциональна квадрату расстояния?

Учащиеся. Потому, что напряжённость электрического поля электромагнитной волны, созданной колеблющимся зарядом, обратно пропорциональна расстоянию до заряда, а интенсивность волны пропорциональна квадрату напряжённости.

5.3. Экспериментальное исследование излучения диполя

Учитель. На опыте исследуем зависимость интенсивности электромагнитной волны от расстояния до излучающего вибратора. Для этого рядом с лампой приёмного диполя (2,5 В; 0,15 А) расположим точно такую же лампу накаливания, через амперметр подключим её к регулируемому источнику постоянного напряжения и параллельно этой эталонной лампе включим вольтметр. Установим расстояние между излучающим и приёмным диполями 10 см и, регулируя напряжение источника, добьёмся, чтобы яркость эталонной лампы стала равна яркости приёмной (рис. 5.2, а). Тогда можно утверждать, что в эталонной лампе выделяется та же мощность, что и в приёмной. Вычислите её.

Учащиеся. Приборы показывают, что сила тока и напряжение на эталонной лампе соответственно равны I₁ = 0,111 А и U₁ = 1,8 В, значит, искомая мощность P₁ = U₁ I₁ = 0,20 Вт.

Учитель. Теперь удалим приёмный диполь на расстояние 20 см от излучающего, повторим измерения и сделаем выводы.

Учащиеся. Получилось I₂ = 0,087 А и U₂ = 1,2 В (рис. 5.2, б), поэтому P₂ = U₂ I₂ = 0,10 Вт. Отношение P₁ / P₂ равно двум, а не четырём, как следовало ожидать! Неужели в теории ошибка?

Учитель. Прежде чем менять теорию, посмотрим соответствуют ли её исходным данным условия эксперимента. Вспомним, при рассмотрении распространения энергии от излучающего диполя мы молчаливо предполагали, что она во все стороны излучается одинаково. Иначе говоря, мы допускали, что диполь является изотропным источником. В таком случае электромагнитная энергия равномерно распределяется по сферической поверхности. Так как площадь сферы S = 4πr 2 пропорциональна квадрату её радиуса, то мощность, приходящаяся на единицу площади, т.е. интенсивность волны, обратно пропорциональна квадрату расстояния.

Учащиеся. Нужно исследовать, как излучает диполь по разным направлениям, и тогда сделать вывод об интенсивности излучения.

Учитель. Параллельно излучающему диполю располагаю приёмный так, чтобы яркость его лампы стала максимальной, и перемещаю его по окружности с центром в центре излучающего диполя (рис. 5.3). Сделайте вывод из результата эксперимента.

Учащиеся. Во всех точках окружности лампа приёмного диполя горит с одинаковым накалом. Значит, во всех направлениях, перпендикулярных излучающему диполю, интенсивность электромагнитной волны одинакова.

Учитель. Теперь я перемещаю и поворачиваю приёмный диполь в плоскости, проходящей через излучающий диполь (рис. 5.4). Делаю это так, чтобы приёмный диполь, двигаясь по окружности с центром в излучающем диполе, был направлен по касательной к этой окружности. Что вы наблюдаете и к какому выводу приходите?

Учащиеся. Лампа горит всё слабее по мере того, как приёмный диполь поворачивается относительно излучающего. Значит, соединённый с генератором диполь даёт максимум излучения в направлении, перпендикулярном диполю, и совершенно не излучает в направлении самого диполя.

Учитель. Если в полярной системе координат построить график зависимости интенсивности электромагнитной волны от угла между диполем и направлением излучения, то получится диаграмма направленности полуволнового диполя, подобная показанной на рис. 5.4 (длина стрелок пропорциональна интенсивности). Вернитесь теперь к опыту, в котором мы измеряли зависимость интенсивности электромагнитной волны от расстояния, и попробуйте объяснить его результат.

Учащиеся. Проделанный только что опыт показывает, что диполь не является изотропным источником электромагнитной волны: излучение распространяется в основном в плоскости, перпендикулярной излучающему диполю и проходящей через его центр. Значит, излучаемая энергия вблизи диполя приходится не на сферическую, а на цилиндрическую поверхность. Площадь боковой поверхности цилиндра пропорциональна его радиусу. Поэтому и интенсивность излучения диполя обратно пропорциональна не квадрату расстояния, а просто расстоянию до источника.

Учитель. Заметьте, что и приёмник не является изотропным: его чувствительность также зависит от направления, под которым на него падает волна. В теоретической модели мы полагали источник и приёмник точечными и изотропными. Нетрудно сообразить, что условия этой модели будут выполнены, если расстояние между источником и приёмником значительно превышает их размеры.

5.4. Давление и импульс электромагнитной волны

Учитель. Опыты показывают, что электромагнитная волна переносит энергию, значит, падая на препятствия, она должна оказывать на них давление. Корректно вывести соответствующую формулу довольно сложно, поэтому воспользуемся гидродинамической аналогией. Представьте, что по трубе, площадь сечения которой S со скоростью u течёт вода (рис. 5.5). Плотность энергии в движущейся воде очевидно равна ω = W/V = mu 2 /(2V) = ρu 2 /2, где ρ – плотность воды. Внезапно отверстие трубы перекрывают заслонкой. Что при этом происходит?

Учащиеся. Вода возле заслонки останавливается и сжимается. Фронт сжатия распространяется со скоростью перемещения упругой деформации υ навстречу движущейся воде. Скорость υ – это скорость упругой волны или скорость звука в воде.

Учитель. Верно. Применим к рассматриваемому явлению закон сохранения импульса. За небольшое время τ заслонкой останавливается объём воды Sυτ массой ρSυτ, который передаёт заслонке импульс ρSυτu. При этом на заслонку действует сила F, импульс которой равен Fτ. Приравнивая два последних выражения, после сокращения на время τ получаем равенство ρSυu = F. Отсюда давление внезапно остановленного потока воды равно P = F/S = ρuυ.

Учащиеся. Но скорость звука в воде равна 1500 м/с, неужели так сильно растёт давление?

Учитель. Именно так, и это явление называется гидродинамическим ударом. К слову сказать, его теорию создал наш соотечественник Н.Е.Жуковский. Но не будем отвлекаться. Допустим, что вода в трубе течёт со скоростью упругой волны u = υ. Что отсюда следует?

Учащиеся. Тогда возникающее давление равно P = ρuυ = ρu 2 . Так как плотность энергии в текущей воде ω = ρu 2 /2, то мы должны заключить, что давление при внезапной остановке воды составляет P = 2ω.

Учитель. Вы только что нашли формулу для давления, которое оказывает на полностью отражающее препятствие падающая на него нормально упругая волна. Но если эта формула справедлива для упругих волн, то почему бы не предположить, что она будет справедлива и для электромагнитных?

Учащиеся. Тогда можно считать, что электромагнитная волна оказывает на отражающее её препятствие или зеркало давление, равное удвоенной плотности энергии падающей волны. Если волна распространяется в вакууме, то её скорость υ = c и с учётом выражения для интенсивности J = ω_cрυ = ω_cрс. (5.5) имеем:

Учитель. Поскольку электромагнитная волна оказывает давление, она должна обладать импульсом. Попробуйте найти формулу для импульса электромагнитного излучения. Для этого рассмотрите отражение короткого всплеска электромагнитного излучения от зеркала.

Учащиеся. Если импульс электромагнитной волны p, то при полном отражении её от зеркала за время t изменение импульса составляет 2p. Зеркало за то же время t получает импульс Ft = PSt = 2p. Так как давление P = 2J/c (5.7), то, подставляя это выражение в предыдущую формулу, получаем, что импульс электромагнитной волны p = J/c · St.

Учитель. Ещё раз вспоминая выражение для интенсивности J = W_cр / St (5.5), получаем

Таким образом, импульс электромагнитной волны, распространяющейся в вакууме, равен средней по времени энергии волны, делённой на скорость света в вакууме.

5.5. Почему электромагнитная волна оказывает давление?

Учитель. Нам теперь нужно установить физическую причину, по которой электромагнитная волна оказывает давление. Напротив излучающего диполя я располагаю приёмный с лампой накаливания. Докажите, что в электромагнитном поле на диполь действует сила в направлении распространения волны.

Учащиеся. Под действием электрического поля волны электроны в приёмном диполе приходят в колебательное движение. При этом по диполю идёт переменный электрический ток, о чём свидетельствует свечение лампы. Но откуда берётся сила?

Учитель. Не забывайте, что в электромагнитной волне помимо электрического имеется магнитное поле.

Учащиеся. Тогда понятно! На ток в проводнике со стороны магнитного поля действует сила Ампера (рис. 5.6). Чтобы определить её направление, применим правило левой руки. Получается, что сила F на диполь действует в направлении распространения электромагнитной волны. В следующий полупериод переменного тока в диполе направление индукции сменится на противоположное, но направление силы Ампера не изменится.

Учитель. Вычисления, которые мы проводить не будем, показывают, что среднее по времени значение действующей на электроны силы Лоренца, которая приходится на единицу площади отражающего проводника, в точности совпадает с выражением (5.7). Поэтому гидродинамическая аналогия (рис. 5.5), использованная нами в теоретической модели, вполне уместна.

5.6. Заключение

Учитель. Что нового вы узнали на этом уроке? Чему вы научились? Что произвело на вас наибольшее впечатление?

Учащиеся. Мы узнали, что такое интенсивность, давление и импульс электромагнитной волны, а также, как они связаны друг с другом. Выяснили, как интенсивность зависит от частоты и расстояния, проходимого волной. Научились экспериментально определять интенсивность электромагнитного излучения. Очень интересна аналогия между течением воды и распространением волны. Убедительны опыты, в которых определяется пространственное распределение интенсивности электромагнитного излучения диполя.

Учитель. Как обычно, домашнее задание даётся тем, кому интересно его выполнять, или тем, кто хочет повторить пройденное, узнать новое, углубить свои знания и умения. Материал для выполнения задания вы найдёте в учебниках физики и в электронной версии опорного конспекта урока.

Интенсивность электромагнитной волны: основы, измерение и влияние на окружающую среду

В данной статье рассматривается понятие и значение интенсивности электромагнитных волн, методы их измерения, а также факторы, влияющие на уровень интенсивности, с акцентом на практическую применимость этой информации.

Интенсивность электромагнитной волны: основы, измерение и влияние на окружающую среду обновлено: 27 августа, 2023 автором: Научные Статьи.Ру

Помощь в написании работы

Введение

Электромагнитные волны являются основой многих технологий и явлений в нашей жизни. Их интенсивность играет важную роль в понимании и использовании этих волн. В данной статье мы рассмотрим, что такое интенсивность электромагнитной волны и как она зависит от различных факторов. Также мы рассмотрим практическое применение знаний об интенсивности в различных областях.

Нужна помощь в написании работы?

Мы — биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Определение интенсивности электромагнитной волны

Интенсивность электромагнитной волны – это физическая величина, которая характеризует мощность энергии, переносимой волной через единицу площади в единицу времени. Она является мерой силы и концентрации энергии, переносимой электромагнитной волной.

Интенсивность электромагнитной волны зависит от амплитуды и частоты волны. Амплитуда определяет максимальное значение электрического или магнитного поля волны, а частота – количество колебаний волны в единицу времени.

Интенсивность электромагнитной волны можно выразить математически с помощью формулы:

I = (1/2) * ε₀ * c * E₀²

• I – интенсивность электромагнитной волны
• ε₀ – электрическая постоянная (приблизительно равна 8.854 × 10⁻¹² Ф/м)
• c – скорость света (приблизительно равна 3 × 10⁸ м/с)
• E₀ – амплитуда электрического поля волны

Таким образом, интенсивность электромагнитной волны пропорциональна квадрату амплитуды электрического поля волны.

Интенсивность измеряется в ваттах на квадратный метр (Вт/м²) или в других единицах, таких как эрг/см² или децибел (дБ).

Физические основы измерения интенсивности

Измерение интенсивности электромагнитной волны является важной задачей в физике и инженерии. Существует несколько методов измерения интенсивности, которые основаны на различных физических явлениях.

Методы измерения интенсивности

Один из методов измерения интенсивности основан на измерении плотности энергии электромагнитной волны. Плотность энергии – это энергия, переносимая волной через единицу объема. Измерение плотности энергии позволяет определить интенсивность волны.

Другой метод измерения интенсивности основан на использовании датчиков, которые регистрируют энергию, переносимую волной. Эти датчики могут быть различных типов, включая фотодиоды, фотоэлектрические приемники или термопары. Они преобразуют энергию волны в электрический сигнал, который затем может быть измерен.

Физические явления, лежащие в основе методов измерения

Методы измерения интенсивности электромагнитной волны основаны на различных физических явлениях. Например, измерение плотности энергии основано на законе сохранения энергии, согласно которому энергия, переносимая волной, должна быть равна энергии, поглощенной или рассеянной в среде.

Использование датчиков для измерения интенсивности основано на преобразовании энергии волны в электрический сигнал. Например, фотодиоды и фотоэлектрические приемники используют фотоэффект, при котором фотоны волны вызывают выход электронов из материала датчика. Термопары, с другой стороны, используют эффект термоэлектрической эмиссии, при котором разность температур между двумя различными материалами создает электрический ток.

Все эти методы измерения интенсивности электромагнитной волны имеют свои преимущества и ограничения, и выбор метода зависит от конкретной задачи и условий эксперимента.

Зависимость интенсивности от расстояния до источника

Расстояние до источника электромагнитной волны играет важную роль в определении ее интенсивности. Согласно закону обратного квадрата расстояния, интенсивность волны уменьшается с увеличением расстояния до источника.

Закон обратного квадрата расстояния устанавливает, что интенсивность электромагнитной волны обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника. Это означает, что при удвоении расстояния от источника интенсивность уменьшается в четыре раза.

Для лучевой волны, распространяющейся в трехмерном пространстве, интенсивность I связана с расстоянием r до источника следующим образом:

I = P / (4πr²)

где P – мощность источника волны.

Примером, иллюстрирующим зависимость интенсивности от расстояния, может служить свет от лампы. Если мы двигаемся дальше от лампы, интенсивность света, который мы видим, будет уменьшаться. Это объясняется тем, что свет распространяется в пространстве и интенсивность его уменьшается с увеличением расстояния до источника.

Закон обратного квадрата расстояния имеет важные практические применения. Например, в области радиосвязи он помогает определить дальность действия радиосигнала и оптимизировать размещение антенн. Также он применяется в физических экспериментах для измерения интенсивности электромагнитных волн и расчета энергетических потоков.

Факторы, влияющие на интенсивность электромагнитной волны

Интенсивность электромагнитной волны может быть изменена различными факторами, включая физическое окружение и среду распространения. Ниже приведены некоторые из этих факторов:

Поглощение

Поглощение электромагнитной волны происходит, когда энергия волны передается среде и превращается в другие формы энергии, например, в тепло. Различные материалы имеют разную способность поглощать энергию волны. Например, металлы обычно обладают высокой способностью поглощать электромагнитные волны, в то время как стекло или пластик могут быть более прозрачными для них.

Рассеяние

Рассеяние электромагнитной волны происходит, когда она сталкивается с частицами или поверхностями и отклоняется от своего исходного направления. Рассеяние может происходить под разными углами и в разных направлениях. Например, свет от солнца рассеивается в атмосфере, что создает голубое небо.

Преломление

Преломление электромагнитной волны происходит, когда она переходит из одной среды в другую с различными оптическими свойствами. При преломлении волна меняет свое направление и скорость. Преломление может привести к изменению интенсивности волны, так как часть энергии может быть отражена или поглощена при переходе через границу раздела сред.

Распространение волн в волноводах

Волноводы – это структуры, которые позволяют электромагнитным волнам распространяться по определенному пути. Волноводы могут иметь различные формы и размеры, и они могут ограничивать распространение волн в определенных направлениях. Интенсивность волн в волноводах может быть изменена путем изменения формы или размеров волновода.

Влияние физического окружения

Физическое окружение, в котором распространяется электромагнитная волна, также может влиять на ее интенсивность. Например, препятствия, такие как стены или другие объекты, могут создавать тени и препятствовать распространению волны, что может привести к уменьшению ее интенсивности. Кроме того, наличие других источников электромагнитных волн в окружающей среде может привести к интерференции и изменению интенсивности волны.

Понимание этих факторов и их влияния на интенсивность электромагнитных волн является важным для различных областей, включая технологию, связь, медицину и науку. Изучение и контроль интенсивности волн позволяет оптимизировать процессы и применения, связанные с электромагнитными волнами.

Практическое применение знаний об интенсивности

Интенсивность электромагнитных волн имеет широкий спектр практических применений в различных областях. Ниже приведены некоторые примеры конкретных задач и проблем, которые можно решить, имея информацию о интенсивности.

Медицина

В медицине знание интенсивности электромагнитных волн играет важную роль в диагностике и лечении различных заболеваний. Например, в радиологии интенсивность рентгеновских лучей используется для получения изображений внутренних органов и тканей. Также интенсивность лазерных лучей используется в лазерной хирургии и косметологии для удаления опухолей, рубцов и других дефектов кожи.

Связь

В области связи знание интенсивности электромагнитных волн позволяет оптимизировать передачу данных и обеспечить стабильное соединение. Например, в беспроводных сетях интенсивность радиосигнала определяет качество связи и скорость передачи данных. Также в оптической связи интенсивность световых волн в оптоволоконных кабелях влияет на пропускную способность и дальность передачи сигнала.

Технология

В различных технологических процессах знание интенсивности электромагнитных волн позволяет контролировать и оптимизировать производственные процессы. Например, в лазерной обработке материалов интенсивность лазерного луча определяет глубину и скорость обработки. Также в солнечных батареях интенсивность солнечного излучения влияет на эффективность преобразования света в электрическую энергию.

Наука

В научных исследованиях знание интенсивности электромагнитных волн позволяет изучать различные физические явления и взаимодействия. Например, в астрономии интенсивность электромагнитных волн из космоса позволяет изучать свойства звезд, галактик и других космических объектов. Также в физике интенсивность лазерных лучей используется для исследования оптических явлений и создания новых материалов.

Все эти примеры демонстрируют, что знание интенсивности электромагнитных волн имеет практическую значимость и может быть применено в различных областях. Дальнейшие исследования и разработки в этой области могут привести к новым технологиям и улучшению существующих процессов.

Заключение

В данной статье было рассмотрено понятие интенсивности электромагнитных волн и его значимость. Интенсивность является важным параметром, определяющим энергию, переносимую электромагнитной волной. Она зависит от амплитуды и частоты волны, а также от расстояния до источника.

Методы измерения интенсивности электромагнитных волн включают использование плотности энергии и специальных датчиков. Знание интенсивности имеет практическое применение в различных областях, таких как медицина, связь, технология и наука.

Интенсивность электромагнитных волн играет важную роль в диагностике и лечении заболеваний, обеспечении стабильной связи, оптимизации технологических процессов и научных исследованиях. Дальнейшие исследования в области интенсивности могут привести к новым технологиям и улучшению существующих процессов.

Интенсивность электромагнитной волны: основы, измерение и влияние на окружающую среду обновлено: 27 августа, 2023 автором: Научные Статьи.Ру

Электромагнитные волны 11 класс
презентация к уроку по физике (11 класс)

Изучил свойства электромагнитных волн Определил скорость электромагнитной волны Доказал, что свет – частный случай электромагнитной волны 6 Экспериментально обнаружил существование электромагнитных волн (1887 г.)

Почему лампочка в приемной антенне изменяет свой накал при внесении металлического стержня? Почему этого не происходит при замене металлического стержня на стеклянный? 7

8 Осуществил радиотелеграфную связь в Санкт-Петербурге (1895 г.) 250 м 600 м 20 км 150 км (1901 г.) Г. Маркони осуществил радиосвязь через Атлантический океан (1901 г.) Связь на расстояние

1. Что такое электромагнитная волна? 2. Кто создал теорию электромагнитной волны? 3. Кто изучил свойства электромагнитных волн? 9

10 Как зависит длина волны от частоты колебания ? Что произойдет с длиной волны, если период колебания частиц увеличится в 2 раза? Как изменится частота колебания излучения при переходе волны в более плотную среду? Что является причиной излучения электромагнитной волны? Где используются электромагнитные волны? Обратно пропорционально Увеличится в 2 раза Не изменится Заряженные ч-цы , движущиеся с ускорением

Решите задачу Краснодарский телецентр передает две несущие волны: несущая волна изображения с частотой излучения 93,2 Гц и несущая волна звука 94,2 Гц. Определить длины волн, соответствующие данным частотам излучения. 11

Подготовить сообщения о применении волн разной частоты и их особенностях (продолжительность сообщения 5 мин.) Волны звуковой частоты Радиоволны СВЧ излучение Инфракрасное излучение Видимый свет Ультрафиолетовое излучение Рентгеновское излучение Гамма излучение 12

Лучи — линии, перпендикулярные поверхностям (волновые), во всех точках которых колебания происходят в одинаковых фазах. Плотность потока электромагнитного излучения I — отношение электромагнитной энергии Δ W , проходящей за время Δ t через перпендикулярную лучам поверхность площадью S , к произведению площади на время.

Мощность Интенсивность волны Мощность электромагнитного излучения, проходящая через единицу площади Плотность потока электромагнитного излучения

Плотность потока излучения от точечного источника убывает обратно пропорционально квадрату расстояния до источника. Точечный источник- источник, размеры которого много меньше расстояния, на котором оценивают его действие. R Зависимость плотности потока излучения от расстояния до источника

Зависимость плотности потока излучения от частоты ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Плотность потока излучения пропорциональна четвертой степени частоты

Предварительный просмотр:

Конспект урока физики в 11 классе

Тема: «Электромагнитные волны»

Учитель: Бакурадзе Л.А.

• Учебная: познакомить учащихся с особенностями распространения электромагнитных волн; историей изучения свойств этих волн;
• Воспитательная: ознакомить учащихся с биографией Генриха Герца;
• Развивающая: способствовать развитию интереса к предмету.

Демонстрации: слайды, видеоролик.

1. Оргмомент (1 мин.)
2. Повторение (5 мин.)
3. Изучение нового материала (20 мин.)
4. Закрепление (10 мин.)
5. Домашнее задание (2 мин.)
6. Итоги урока (2 мин.)

(СЛАЙД № 1) . Сегодня познакомимся с особенностями распространения электромагнитных волн, отметим этапы создания теории электромагнитного поля и экспериментального подтверждения этой теории, остановимся на некоторых биографических данных.

Для осуществления целей урока нам необходимо повторить некоторые вопросы:

1. Что такое волна, в частности механическая волна? (Распространение колебаний частиц вещества в пространстве)
2. Какие величины характеризуют волну? (длина волны, скорость волны, период колебаний и частота колебаний)
3. Какая математическая связь между длиной волны и периодом колебаний? (длина волны равна произведению скорости волны и периода колебаний)

1. Изучение нового материала

Электромагнитная волна во многом схожа с механической волной, но есть и различия. Основное отличие состоит в том, что для распространения этой волны не нужна среда. Электромагнитная волна – результат распространения переменного электрического поля и переменного магнитного полей в пространстве, т.е. электромагнитного поля.

1. Электромагнитное поле создается ускоренно движущимися заряженными частицами. Его наличие относительно. Это особый вид материи, является совокупностью переменных электрического и магнитного полей.
2. Электромагнитная волна – распространение электромагнитного поля в пространстве.

(СЛАЙД № 3) (СЛАЙД № 3) (СЛАЙД № 3)

Схема распространения электромагнитной волны представлена на рисунке. Необходимо запомнить, что вектора напряженности электрического поля, магнитной индукции и скорости распространения волны взаимно перпендикулярны.

1. Этапы создания теории электромагнитной волны и ее практического подтверждения.

• Майкл Фарадей (1831 г.)

(СЛАЙД № 4) Он претворил свой девиз в жизнь. Превратил магнетизм в электричество:

(СЛАЙД № 4) ~ магнитное поле ~ электрический ток

• Максвелл Джеймс Клерк (1864 г.)

(СЛАЙД № 5) Ученый-теоретик вывел уравнения, которые носят его имя.

(СЛАЙД № 5) Из этих уравнений следует, что переменное магнитное поле создает

(СЛАЙД № 5) вихревое электрическое поле,

(СЛАЙД № 5) а оно создает переменное магнитное поле. Кроме того, в его уравнениях была постоянная величина

(СЛАЙД № 5) – это скорость света в вакууме. Т.Е. из этой теории следовало, что электромагнитная волна распространяется в пространстве со скоростью света в вакууме. Поистине гениальная работа была оценена многими учеными того времени, а А. Эйнштейн говорил, что самым увлекательным во время его учения была теория Максвелла.

• Генрих Герц (1887 г.)

(СЛАЙД № 6) . Генрих Герц родился болезненным ребенком, но стал очень сообразительным учеником. Ему нравились все предметы, которые изучал. Будущий ученый любил писать стихи, работать на токарном станке. После окончания гимназии Герц поступил в высшее техническое училище, но не пожелал быть узким специалистом и поступил в Берлинский университет, чтобы стать ученым. После поступления в университет Генрих Герц стремиться заниматься в физической лаборатории, но для этого необходимо было заниматься решением конкурсных задач. И он взялся за решение следующей задачи: обладает ли электрический ток кинетической энергией? Эта работа была рассчитана на 9 месяцев, но будущий ученый решил ее через три месяца. Правда, отрицательный результат, с современной точки зрения неверен. Точность измерения необходимо было увеличить в тысячи раз, что тогда не представлялось возможным.

Еще будучи студентом, Герц защитил докторскую диссертацию на «отлично» и получил звание доктора. Ему было 22 года. Ученый успешно занялся теоретическими исследованиями. Изучая теорию Максвелла, он показал высокие экспериментальные навыки, создал прибор, который называется сегодня антенной и с помощью передающей и приемной антенн осуществил создание и прием электромагнитной волны

(СЛАЙД № 6 ) и изучил все свойства этих волн.

(СЛАЙД № 6) Он понял, что скорость распространения этих волн конечна и равна (СЛАЙД № 6) скорости распространения света в вакууме. После изучения свойств электромагнитных волн он доказал, что они аналогичны свойствам света.

К сожалению, эта робота окончательно подорвала здоровье ученого. Сначала отказали глаза, затем заболели уши, зубы и нос. Вскоре он скончался.

Генрих Герц завершил огромный труд, начатый Фарадеем. Максвелл преобразовал представления Фарадея в математические формулы, а Герц превратил математические образы в видимые и слышимые электромагнитные волны.

Слушая радио, просматривая телевизионные передачи, мы должны помнить (СЛАЙД № 7) об этом человеке.

Не случайно единица частоты колебаний названа в честь Герца, и совсем не случайно первыми словами, переданными русским (СЛАЙД № 8) физиком А.С. Поповым с помощью беспроводной связи, были «Генрих Герц», зашифрованные азбукой Морзе.

Попов совершенствовал приемную и передающую антенну и вначале была осуществлена связь на расстоянии 250 м, затем на 600 м. И в 1899 году ученый установил радиосвязь на расстоянии 20 км, а в 1901 – на 150 км. В 1900 году радиосвязь помогла провести спасательные работы в Финском заливе. В 1901 году итальянский инженер Г. Маркони осуществил радиосвязь через Атлантический океан.

1. Закрепление

1. Ответьте на вопросы:

1. Что такое электромагнитная волна?

1. Кто создал теорию электромагнитной волны?

1. Кто изучил свойства электромагнитных волн?

1. Заполните таблицу ответов в тетради, помечая номер вопроса.

Краснодарский телецентр передает две несущие волны: несущая волна изображения с частотой излучения 93,2 Гц и несущая волна звука 94,2 Гц. Определить длины волн, соответствующие данным частотам излучения.

(СЛАЙД № 12) Необходимо подготовить сообщения о различных видах электромагнитного излучения, перечислив их особенности и рассказать об их применении в жизни человека. Сообщение по длительности должно составлять пять минут. Темы сообщений:

• Волны звуковой частоты
• Радиоволны
• СВЧ излучение
• Инфракрасное излучение
• Видимый свет
• Ультрафиолетовое излучение
• Рентгеновское излучение
• Гамма излучение

1. Подведение итогов.

Спасибо за внимание и за работу.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Тест 9 класс по теме «Электромагнитное поле. Электромагнитные волны»

данный тест поможет учителю быстро проверить качество знаний учащихся по даннному вопросу.

конспект урока «Электромагнитное поле.Электромагнитные волны»

изучить электромагнитные волны.

Электромагнитное поле. Электромагнитные волны.

Познакомить учащихся с понятием электромагнитной волны.

Урок №97 «Свободные электромагнитные колебания в контуре, их период. Электромагнитное поле. Напряженность электрического поля. Электромагнитные волны. Скорость распространения электромагнитной волны. Принцип радиосвязи и телевидения. Свет – электромагнит

В рамках дистанционного оучения составлен план занятия (объединенные уроки) на платформе zoom видеоурок с использованием презентации. Уплотненный материал в связи с уменьшением часов занятий.

Презентация к уроку: «Электромагнитное поле. Электромагнитная волна»

В презентации спользуются элементы компьютерного моделирования. Благодаря которым объяснение становится наглядным. Возможно создание на уроке проблемной ситуации.

Презентация по теме «Электромагнитное поле.Электромагнитные волны»

Презентация для 9 класса по п 47 и 48 учебника А.В. Перышкин.

Разработка урока физики в 11 классе по теме «Свойства электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн»

Разработка урока физики в 11 классе по теме «Свойства электромагнитных волн. Шкала электромагнитных волн&raquo.