Elektromagnētisko viļņu (EMV) raksturojums un

iegūšana

P. Puķītis. Fizika 12. klasei: 12.-15. lpp.

Sasniedzamie rezultāti

• Izprot elektromagnētisko viļņu rašanos un izplatīšanos.

• Lieto fizikālo lielumu apzīmējumus, SI mērvienības. • Lieto decimālos daudzkārtņus.

Kurus fizikālos lielumus jāzina?

• Svārstību periods T [s]• Frekvence ν (nī) [Hz - hercs]• Ātrums v [m/s – metri sekundē]• Viļņa garums λ (lamda) [m – metrs]• Gaismas ātrums c = 3,0·108 [m/s] – formulu lapā• Kapacitāte C [F - farads]• Induktivitāte L [Wb/A jeb H - henrijs]

Elektriskais un magnētiskais lauks• Var pastāvēt neatkarīgi viens no otra

– mierā esoša lādēta lodīte ap sevi rada elektrisko lauku– mierā esošs magnēts ap sevi rada magnētisko lauku

• Mainīgs elektriskais un magnētiskais lauks ir savstarpēji saistīti:– mainīgs magnētiskais lauks rada elektrisko lauku– mainīgs elektriskais lauks rada magnētisko lauku

http://functionspace.com/topic/3580/Physics-using-gifs-

Elektromagnētiskais lauks

• Savstarpēji saistīto mainīgo elektrisko un mainīgo magnētisko lauku, ko nevar atdalīt vienu no otra, sauc par elektromagnētisko lauku.

• Mainīgam elektomagnētiskajam laukam ir raksturīga īpašība – izplatīties telpa.

• Mainīgā elektromagnētiskā lauka izplatīšanos telpā sauc par elektromagnētiskajiem viļņiem (EMV).

EMV īpašības

• Liels izplatīšanās ātrums– vakuumā 3·108 m/s– stiklā 2·108 m/s

• Elektromagnētiskie viļņi ir šķērsviļņi: – elektriskā lauka intensitāte E un magnētiskā lauka

indukcija B svārstās perpendikulāri viļņa izplatīšanās virzienam,

– E un B vektori atrodas savstarpēji perpendikulārās plaknēs (skat. nākamo slaidu)

https://giphy.com/gifs/body-electric-11UooZSrBKSlCE

https://giphy.com/gifs/speed-of-light-Ci5thLsO9Db9e

EMV iegūšana

• Mainīgs elektriskais lauks un mainīgs magnētiskais lauks rodas svārstību kontūrā, ja tam piešķir enerģiju.

• Slēgtā kontūrā posmos ab un cd strāva I plūst [pretējos virzienos, tāpēc mainīgie magnētiskie lauki kompensē viens otru un EMV nerodas.

EMV iegūšana

• Lai kontūrs varētu intensīvi istarot EMV, kad tam pievadīta enerģija, kontūrs jāpadara vaļējs.

• Vaļēju kontūru sauc par antenu.

1.11. – iztaisno augšējo kondensatora pievadu;1.12. – iztaisno apakšējo kondensatora pievadu;1.13. – iztaisno spoles tinumu, iegūstot taisnu vadu; 1.14. – pievieno strāvas avotu E.

Ieslēdzot / izslēdzot lēdzi, antenā rodas rimstošas EM svārstības.

EMV iegūšana• Vaļēju kontūru sauc par simetrisku vibratoru

jeb dipolu.• Ar šādu antenu 1888. gadā Heinrihs Hercs

pirmo reizi ieguva EM viļņus.

https://www.youtube.com/watch?v=xNTHbiKmwNQ

EMV iegūšana

• Intensīvai EMV izstarošanai nepieciešams, lai katras vibratora vada daļas garums būtu ¼ no viļņa garuma.

• Polarizēti EMV: simetriskā vibratora izstarotajos viļņos – elektriskā lauka intensitātes vektors svārstās paralēli

antenai,– magnētiskā lauka indulcijas vektors svārstās

perpendikulāri antenai

• Izmanto, piemēram, televīzijā.

EMV iegūšana• Antenas izstaroto viļņu jauda ir tieši

proporcionāla svārstību frekvences ceturtajai pakāpei

• Izstaroto viļņu jauda ir atkarīga arī no antenas garuma un izstarotā viļņa garuma attiecības

• λ (lamda) – viļņa garums, m• v – ātrums, m/s• T – periods, s

• Ja antenas garums ir mazs, salīdzinot ar viļņa garumu, antenas izstarotā jauda ir maza.

EMV raidītājs

• Lai pievadītu enerģiju, antenai pievieno– spoli L2 spraugā starp vibratora daļām

– induktīvi piesaista nerimstošo svārstību ģeneratora slēgtā svārstību kontūra spoli L1

EMV raidītāja raksturlielumi

– viļņa garums λ

v - EMV izplatīšanās ātrums

–periods T

L – kontūra indutivitāte

C - kpacitāte

Puķitis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi. 12. lpp.

Puķitis. Fizika 12. klasei. Praktiskie darbi/ 6. lpp.

Sasniedzamie rezultāti

• Izprot elektromagnētisko viļņu rašanos un izplatīšanos.

• Lieto fizikālo lielumu apzīmējumus, SI mērvienības. • Lieto decimālos daudzkārtņus.

Papildus informācijas avoti:

• https://www.fizmix.lv/fiztemas/elektromagnetiskie-vilni-un-svarstibas/elektromagnetiskie-vilni-un-svarstibas

• Вынужденные электромагнитные колебания. Электромагнитные колебания в контуре - источник радиоволн http://interneturok.ru/physics/11-klass/belektromagnitnye-kolebaniya-i-volny-b/vynuzhdennye-elektromagnitnye-kolebaniya-elektromagnitnye-kolebaniya-v-konture-istochnik-radiovoln?seconds=0&chapter_id=123

• Теория Максвелла http://interneturok.ru/physics/11-klass/belektromagnitnye-kolebaniya-i-volny-b/teoriya-maksvella?seconds=0&chapter_id=123

• Электромагнитные волны. Опыты Г. Герца. Изобретение радио А. Поповым• http://interneturok.ru/physics/11-klass/belektromagnitnye-kolebaniya-i-volny-

b/elektromagnitnye-volny-opyty-g-gertsa-izobretenie-radio-a-popovym

Videostundas krievu valodā:

JAUTĀJUMI?