Πώς γεννιέται ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα: φορτία που ταλαντώνονται σε μια κεραία (ταλαντούμενο ηλεκτρικό δίπολο) δημιουργούν ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο που απομακρύνονται με την ταχύτητα του φωτός. Η ενότητα δίνει και τις ιδιότητες του κύματος.
Γ΄ Λυκείου · Φυσική · 30 λεπτά
Το μάθημα είναι στο σχολικό βιβλίο. Δεν το αντιγράφουμε εδώ. Άνοιξε το επίσημο
κεφάλαιο και γύρνα για την εξάσκηση.
Η σύνοψη, οι όροι και οι ασκήσεις γράφτηκαν με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης από το
σχολικό βιβλίο και μπορεί να έχουν λάθη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο: ό,τι σου φαίνεται περίεργο,
έλεγξέ το εκεί. Βρήκες λάθος; Γράψε μας στο aporia@signmak.com.
Σχεδιάγραμμα
Δική μας σύνοψη της ενότητας, για επανάληψη. Πηγή είναι πάντα το βιβλίο.
Τι έγινε
Ένα ζεύγος φορτίων +Q, −Q δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο και ένας αγωγός με ρεύμα μαγνητικό. Αν δύο αγωγοί συνδεθούν με γεννήτρια εναλλασσόμενης τάσης, τα φορτία τους αλλάζουν ημιτονοειδώς και διαρρέονται από εναλλασσόμενο ρεύμα: είναι ταλαντούμενο ηλεκτρικό δίπολο.
Σε κάθε περίοδο τα φορτία μεγαλώνουν, μηδενίζονται, αλλάζουν πρόσημο. Το ηλεκτρικό πεδίο που σχηματίζεται κάθε τέταρτο της περιόδου φεύγει από τους αγωγούς με ταχύτητα c.
Ταυτόχρονα το εναλλασσόμενο ρεύμα δημιουργεί μαγνητικό πεδίο που αλλάζει με τη συχνότητα του ρεύματος και απλώνεται κι αυτό στον χώρο.
Η ταυτόχρονη διάδοση ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου είναι το ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Στο κενό τρέχει με την ταχύτητα του φωτός, σε κάθε υλικό πιο αργά.
Ιδιότητες: είναι εγκάρσιο (E κάθετο στο B και τα δύο κάθετα στη διάδοση), E/B = c κάθε στιγμή, και ισχύει η αρχή της επαλληλίας.
Αιτία είναι η επιταχυνόμενη κίνηση φορτίων· σταθερά πεδία, ακίνητα φορτία ή σταθερά ρεύματα δεν παράγουν κύμα.
Στην κεραία το ρεύμα είναι μέγιστο όταν τα φορτία μηδενίζονται: κοντά της τα δύο πεδία έχουν διαφορά φάσης 90°, μακριά της είναι σε φάση. Για αρμονικό κύμα κατά x: E = Emax·ημ2π(t/T − x/λ) και B = Bmax·ημ2π(t/T − x/λ).
Η επιταχυνόμενη κίνηση ηλεκτρικών φορτίων. Ακίνητα φορτία ή φορτία με σταθερή ταχύτητα δίνουν σταθερά πεδία, που δεν παράγουν κύμα· χρειάζονται μεταβαλλόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.
Γιατί το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι εγκάρσιο;
Γιατί τα δύο πεδία, E και B, σχηματίζουν ορθή γωνία, και καθένα είναι κάθετο στη διεύθυνση διάδοσης. Το πηλίκο των μέτρων τους είναι κάθε στιγμή E/B = c.
Τι είναι το ταλαντούμενο ηλεκτρικό δίπολο;
Δύο μεταλλικοί αγωγοί συνδεδεμένοι σε γεννήτρια εναλλασσόμενης τάσης, που φορτίζονται με ετερόσημα φορτία μεταβαλλόμενα ημιτονοειδώς και διαρρέονται από εναλλασσόμενο ρεύμα. Τέτοιες είναι οι κεραίες εκπομπής των ραδιοφωνικών και τηλεοπτικών σταθμών.
Ανοίγει το μενού κοινοποίησης του κινητού σου. Αν δεν υπάρχει, αντιγράφεται ο σύνδεσμος.
Νέα από το aporia.gr Νέες ενότητες και ό,τι βρίσκουμε στα θέματα των Πανελληνίων, στη σελίδα μας στο Facebook.