III. எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸின் அடிப்படைகள். மின்காந்த கதிர்வீச்சு - மனிதர்கள் மீதான விளைவுகள், பாதுகாப்பு

மின்காந்த இயற்கையின் கதிர்வீச்சு முழு பிரபஞ்சத்தையும் ஊடுருவிச் செல்கிறது என்பது சிலருக்குத் தெரியும். அது விண்வெளியில் பரவும் போது மின்காந்த அலைகள் எழுகின்றன. அலைகளின் அதிர்வு அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்து, அவை நிபந்தனையுடன் காணக்கூடிய ஒளி, ரேடியோ அதிர்வெண் ஸ்பெக்ட்ரம், அகச்சிவப்பு வரம்புகள், முதலியன பிரிக்கப்படுகின்றன. மின்காந்த அலைகளின் நடைமுறை இருப்பு 1880 ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மன் விஞ்ஞானி ஜி. ஹெர்ட்ஸால் சோதனை ரீதியாக நிரூபிக்கப்பட்டது. அதிர்வெண் அளவீட்டு அலகு அவருக்கு பெயரிடப்பட்டது).

இயற்பியல் பாடத்தில் இருந்து ஒரு சிறப்பு வகை பொருள் என்ன என்பதை நாம் அறிவோம். அதன் ஒரு சிறிய பகுதியை மட்டுமே பார்வையால் பார்க்க முடியும் என்றாலும், பொருள் உலகில் அதன் தாக்கம் மிகப்பெரியது. மின்காந்த அலைகள் என்பது காந்த மற்றும் மின்சார புல வலிமையின் ஊடாடும் திசையன்களின் இடைவெளியில் வரிசையாக பரவுவது ஆகும். இருப்பினும், இந்த விஷயத்தில் "பரவல்" என்ற வார்த்தை முற்றிலும் சரியானது அல்ல: நாங்கள் பேசுகிறோம், மாறாக, அலை போன்ற இடத்தின் இடையூறு பற்றி. மின்காந்த அலைகளை உருவாக்குவதற்கான காரணம், காலப்போக்கில் மாறும் ஒரு மின்சார புலத்தின் வெளியில் தோன்றும். மேலும், உங்களுக்குத் தெரிந்தபடி, மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களுக்கு இடையே நேரடி தொடர்பு உள்ளது. எந்தவொரு மின்னோட்டக் கடத்தியையும் சுற்றி ஒரு காந்தப்புலம் இருக்கும் விதியை நினைவில் வைத்துக் கொண்டால் போதும். மின்காந்த அலைகளால் பாதிக்கப்பட்ட ஒரு துகள் ஊசலாடத் தொடங்குகிறது, மேலும் இயக்கம் இருப்பதால், ஆற்றல் கதிர்வீச்சு உள்ளது என்று அர்த்தம். மின்சார புலம் ஓய்வில் இருக்கும் ஒரு அண்டை துகளுக்கு மாற்றப்படுகிறது, இதன் விளைவாக மீண்டும் மின் இயல்பின் ஒரு புலம் உருவாக்கப்படுகிறது. புலங்கள் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டிருப்பதால், காந்தப்புலம் அடுத்ததாக தோன்றுகிறது. செயல்முறை ஒரு பனிச்சரிவு போல் பரவுகிறது. இந்த வழக்கில், உண்மையான இயக்கம் இல்லை, ஆனால் துகள்களின் அதிர்வுகள் மட்டுமே.

இயற்பியலாளர்கள் இதை நடைமுறையில் பயன்படுத்துவதற்கான சாத்தியக்கூறு பற்றி நீண்ட காலமாக யோசித்து வருகின்றனர். நவீன உலகில், மின்காந்த அலைகளின் ஆற்றல் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, பலர் அதை கவனிக்கவில்லை, அதை ஒரு பொருட்டாக எடுத்துக்கொள்கிறார்கள். ஒரு குறிப்பிடத்தக்க உதாரணம் ரேடியோ அலைகள், இது இல்லாமல் தொலைக்காட்சிகள் மற்றும் மொபைல் போன்களின் செயல்பாடு சாத்தியமற்றது.

செயல்முறை பின்வருமாறு நிகழ்கிறது: ஒரு சிறப்பு வடிவத்தின் (ஆண்டெனா) ஒரு பண்பேற்றப்பட்ட உலோகக் கடத்தி தொடர்ந்து கடத்தப்படுகிறது, மின்னோட்டத்தின் பண்புகள் காரணமாக, ஒரு மின்சாரம் மற்றும் பின்னர் ஒரு காந்தப்புலம் கடத்தியைச் சுற்றி எழுகிறது, இதன் விளைவாக மின்காந்த அலைகளின் உமிழ்வு ஏற்படுகிறது. அவை பண்பேற்றப்பட்டவை என்பதால், அவை ஒரு குறிப்பிட்ட வரிசை, குறியிடப்பட்ட தகவலைக் கொண்டு செல்கின்றன. தேவையான அதிர்வெண்களைப் பிடிக்க, பெறுநரிடம் ஒரு சிறப்பு வடிவமைப்பின் பெறும் ஆண்டெனா நிறுவப்பட்டுள்ளது. பொது மின்காந்த பின்னணியில் இருந்து தேவையான அதிர்வெண்களைத் தேர்ந்தெடுக்க இது உங்களை அனுமதிக்கிறது. உலோக ரிசீவரில் ஒருமுறை, அலைகள் ஓரளவு அசல் பண்பேற்றத்தின் மின்னோட்டமாக மாற்றப்படுகின்றன. அடுத்து, அவை பெருக்கும் அலகுக்குச் சென்று சாதனத்தின் செயல்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன (அவை ஸ்பீக்கர் டிஃப்பியூசரை நகர்த்துகின்றன, டிவி திரைகளில் மின்முனைகளை சுழற்றுகின்றன).

மின்காந்த அலைகளிலிருந்து உருவாகும் மின்னோட்டத்தை எளிதாகக் காணலாம். இதைச் செய்ய, ஆன்டெனாவிலிருந்து ரிசீவர் வரை இயங்கும் கேபிளின் வெற்று மையமானது பொதுவான வெகுஜனத்தைத் தொடுவதற்கு போதுமானது (வெப்பமூட்டும் ரேடியேட்டர். இந்த நேரத்தில், தரைக்கும் மையத்திற்கும் இடையில் ஒரு தீப்பொறி தாவுகிறது - இது ஒரு வெளிப்பாடாகும். ஆண்டெனாவால் உருவாக்கப்படும் மின்னோட்டம் அதன் மதிப்பு அதிகமாகும், மேலும் ஆன்டெனா கட்டமைப்பும் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது.

அன்றாட வாழ்வில் பலர் அன்றாடம் சந்திக்கும் மின்காந்த அலைகளின் மற்றொரு வெளிப்பாடு மைக்ரோவேவ் அடுப்பைப் பயன்படுத்துவதாகும். சுழலும் புல வலிமைக் கோடுகள் பொருளைக் கடந்து அவற்றின் ஆற்றலின் ஒரு பகுதியை வெப்பமாக்குகின்றன.

1864 ஆம் ஆண்டில், ஜேம்ஸ் கிளார்க் மேக்ஸ்வெல் விண்வெளியில் இருக்கும் மின்காந்த அலைகளின் சாத்தியத்தை கணித்தார். மின்சாரம் மற்றும் காந்தவியல் தொடர்பான அந்த நேரத்தில் அறியப்பட்ட அனைத்து சோதனை தரவுகளின் பகுப்பாய்விலிருந்து எழும் முடிவுகளின் அடிப்படையில் அவர் இந்த அறிக்கையை முன்வைத்தார்.

மேக்ஸ்வெல் எலக்ட்ரோடைனமிக்ஸ் விதிகளை ஒருங்கிணைத்து, மின் மற்றும் காந்த நிகழ்வுகளை இணைத்து, காலப்போக்கில் மாறும் மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்கள் ஒன்றையொன்று உருவாக்குகின்றன என்ற முடிவுக்கு வந்தார்.

ஆரம்பத்தில், அவர் காந்த மற்றும் மின் நிகழ்வுகளுக்கு இடையிலான உறவு சமச்சீராக இல்லை என்பதில் கவனம் செலுத்தினார், மேலும் "சுழல் மின்சார புலம்" என்ற வார்த்தையை அறிமுகப்படுத்தினார், ஃபாரடே கண்டுபிடித்த மின்காந்த தூண்டல் நிகழ்வின் உண்மையான புதிய விளக்கத்தை வழங்கினார்: "காந்தத்தின் ஒவ்வொரு மாற்றமும். புலம் மூடிய விசைக் கோடுகளைக் கொண்ட ஒரு சுழல் மின்சார புலத்தின் சுற்றியுள்ள இடத்தின் தோற்றத்திற்கு வழிவகுக்கிறது."

மேக்ஸ்வெல்லின் கூற்றுப்படி, எதிர் அறிக்கையும் உண்மையாக இருந்தது: "மாறும் மின்சார புலம் சுற்றியுள்ள இடத்தில் ஒரு காந்தப்புலத்தை உருவாக்குகிறது," ஆனால் இந்த அறிக்கை ஆரம்பத்தில் ஒரு கருதுகோளாக மட்டுமே இருந்தது.

மேக்ஸ்வெல் ஒரு கணித சமன்பாடுகளை எழுதினார், இது காந்த மற்றும் மின்சார புலங்களின் பரஸ்பர மாற்றங்களின் விதிகளை தொடர்ந்து விவரிக்கிறது, பின்னர் இந்த சமன்பாடுகள் மின் இயக்கவியலின் அடிப்படை சமன்பாடுகளாக மாறியது, மேலும் அவற்றை எழுதிய சிறந்த விஞ்ஞானியின் நினைவாக "மேக்ஸ்வெல் சமன்பாடுகள்" என்று அழைக்கப்பட்டது. கீழ். எழுதப்பட்ட சமன்பாடுகளின் அடிப்படையில் மேக்ஸ்வெல்லின் கருதுகோள், அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்திற்கான பல மிக முக்கியமான முடிவுகளைக் கொண்டிருந்தது, அவை கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளன.

மின்காந்த அலைகள் உண்மையில் உள்ளன

குறுக்கு மின்காந்த அலைகள் விண்வெளியில் இருக்கலாம், அவை காலப்போக்கில் பரவுகின்றன. காந்த தூண்டல் B மற்றும் மின்சார புலம் வலிமை E ஆகியவற்றின் திசையன்கள் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக இருப்பதால் அலைகள் குறுக்காக உள்ளன என்பதும், இரண்டும் மின்காந்த அலையின் பரவல் திசைக்கு செங்குத்தாக ஒரு விமானத்தில் உள்ளது என்பதன் மூலம் சுட்டிக்காட்டப்படுகிறது.

ஒரு பொருளில் மின்காந்த அலைகளின் பரவலின் வேகம் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளது, மேலும் இது அலை பரவும் பொருளின் மின் மற்றும் காந்த பண்புகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. சைனூசாய்டல் அலையின் நீளம் λ ஒரு குறிப்பிட்ட துல்லியமான விகிதத்தில் υ வேகத்துடன் தொடர்புடையது λ = υ / f, மற்றும் புல அலைவுகளின் அதிர்வெண் f சார்ந்தது. வெற்றிடத்தில் உள்ள மின்காந்த அலையின் வேகம் c என்பது அடிப்படை இயற்பியல் மாறிலிகளில் ஒன்றாகும் - வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகம்.

மேக்ஸ்வெல் ஒரு மின்காந்த அலையின் பரவலின் வரையறுக்கப்பட்ட வேகத்தை அறிவித்ததால், இது அவரது கருதுகோளுக்கும் அந்த நேரத்தில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட நீண்ட தூர செயல்பாட்டின் கோட்பாட்டிற்கும் இடையே ஒரு முரண்பாட்டை உருவாக்கியது, அதன்படி அலைகளின் பரவலின் வேகம் எல்லையற்றதாக இருக்க வேண்டும். எனவே மாக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாடு குறுகிய தூர நடவடிக்கை கோட்பாடு என்று அழைக்கப்பட்டது.

ஒரு மின்காந்த அலையில், மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்கள் ஒன்றுக்கொன்று மாறுவது ஒரே நேரத்தில் நிகழ்கிறது, எனவே காந்த ஆற்றல் மற்றும் மின் ஆற்றலின் அளவு அடர்த்திகள் ஒருவருக்கொருவர் சமமாக இருக்கும். எனவே, மின்புல வலிமை மற்றும் காந்தப்புலத் தூண்டலின் மாடுலிகள் பின்வரும் உறவின் மூலம் விண்வெளியில் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் ஒன்றோடொன்று தொடர்புடையவை என்பது உண்மைதான்:

ஒரு மின்காந்த அலை, அதன் பரப்புதலின் செயல்பாட்டில், மின்காந்த ஆற்றலின் ஓட்டத்தை உருவாக்குகிறது, மேலும் அலையின் பரவலின் திசைக்கு செங்குத்தாக ஒரு விமானத்தில் ஒரு பகுதியைக் கருத்தில் கொண்டால், சிறிது நேரத்தில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு மின்காந்த ஆற்றல் நகரும். அதன் மூலம். மின்காந்த ஆற்றல் ஃப்ளக்ஸ் அடர்த்தி என்பது ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு ஒரு யூனிட் பகுதியின் மேற்பரப்பு வழியாக மின்காந்த அலையால் மாற்றப்படும் ஆற்றலின் அளவு. வேகத்தின் மதிப்புகள், அதே போல் காந்த மற்றும் மின் ஆற்றல் ஆகியவற்றை மாற்றுவதன் மூலம், E மற்றும் B இன் மதிப்புகளின் அடிப்படையில் ஃப்ளக்ஸ் அடர்த்திக்கான வெளிப்பாட்டைப் பெறலாம்.

அலை ஆற்றலின் பரவலின் திசையானது அலை பரவலின் வேகத்தின் திசையுடன் ஒத்துப்போவதால், மின்காந்த அலையில் பரவும் ஆற்றலின் ஓட்டம் அலை பரவலின் வேகத்தைப் போலவே இயக்கப்பட்ட திசையனைப் பயன்படுத்தி குறிப்பிடலாம். இந்த திசையன் "பாயிண்டிங் வெக்டார்" என்று அழைக்கப்பட்டது - 1884 இல் மின்காந்த புல ஆற்றல் ஓட்டத்தை பரப்புவதற்கான கோட்பாட்டை உருவாக்கிய பிரிட்டிஷ் இயற்பியலாளர் ஹென்றி பாய்ண்டிங்கின் நினைவாக. அலை ஆற்றல் ஃப்ளக்ஸ் அடர்த்தி W/sq.m இல் அளவிடப்படுகிறது.

ஒரு மின்சார புலம் ஒரு பொருளின் மீது செயல்படும் போது, ​​சிறிய மின்னோட்டங்கள் அதில் தோன்றும், இது மின்சாரம் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கத்தைக் குறிக்கிறது. மின்காந்த அலையின் காந்தப்புலத்தில் உள்ள இந்த நீரோட்டங்கள் ஆம்பியர் விசையின் செயல்பாட்டிற்கு உட்பட்டவை, இது பொருளில் ஆழமாக இயக்கப்படுகிறது. ஆம்பியர் விசை இறுதியில் அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது.

இந்த நிகழ்வு பின்னர், 1900 இல், ரஷ்ய இயற்பியலாளர் பியோட்ர் நிகோலேவிச் லெபடேவ் ஆய்வு செய்து சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தினார், அதன் சோதனை வேலை மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்தவியல் கோட்பாட்டை உறுதிப்படுத்துவதற்கும் எதிர்காலத்தில் அதன் ஏற்றுக்கொள்ளல் மற்றும் ஒப்புதலுக்கும் மிகவும் முக்கியமானது.

ஒரு மின்காந்த அலை அழுத்தத்தை செலுத்துகிறது என்ற உண்மை, மின்காந்த புலம் ஒரு இயந்திர உந்துதலைக் கொண்டுள்ளது என்று தீர்மானிக்க அனுமதிக்கிறது, இது மின்காந்த ஆற்றலின் கன அளவு அடர்த்தி மற்றும் வெற்றிடத்தில் அலை பரவலின் வேகம் மூலம் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு வெளிப்படுத்தப்படலாம்:

வேகமானது வெகுஜனத்தின் இயக்கத்துடன் தொடர்புடையது என்பதால், மின்காந்த நிறை போன்ற ஒரு கருத்தை அறிமுகப்படுத்த முடியும், பின்னர் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு இந்த உறவு (எஸ்டிஆர் படி) இயற்கையின் உலகளாவிய விதியின் தன்மையை எடுக்கும், மேலும் பொருளின் வடிவத்தைப் பொருட்படுத்தாமல், எந்தவொரு பொருள் உடல்களுக்கும் செல்லுபடியாகும். மின்காந்த புலம் பின்னர் ஒரு பொருள் உடலுக்கு ஒத்ததாக இருக்கிறது - இது ஆற்றல் W, நிறை m, உந்தம் p மற்றும் இறுதிப் பரப்பு வேகம் v ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. அதாவது, மின்காந்த புலம் என்பது இயற்கையில் உண்மையில் இருக்கும் பொருளின் வடிவங்களில் ஒன்றாகும்.

1888 இல் முதன்முறையாக, ஹென்ரிச் ஹெர்ட்ஸ், மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டை சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தினார். அவர் மின்காந்த அலைகளின் யதார்த்தத்தை சோதனை ரீதியாக நிரூபித்தார் மற்றும் பல்வேறு ஊடகங்களில் ஒளிவிலகல் மற்றும் உறிஞ்சுதல் மற்றும் உலோக மேற்பரப்பில் இருந்து அலைகளின் பிரதிபலிப்பு போன்ற அவற்றின் பண்புகளை ஆய்வு செய்தார்.

ஹெர்ட்ஸ் அலைநீளத்தை அளந்து, ஒரு மின்காந்த அலையின் பரவலின் வேகம் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமம் என்பதைக் காட்டினார். ஹெர்ட்ஸின் சோதனைப் பணியானது மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டை அங்கீகரிப்பதற்கான கடைசிப் படியாகும். ஏழு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, 1895 இல், ரஷ்ய இயற்பியலாளர் அலெக்சாண்டர் ஸ்டெபனோவிச் போபோவ் வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்புகளை உருவாக்க மின்காந்த அலைகளைப் பயன்படுத்தினார்.

DC சுற்றுகளில், கட்டணங்கள் நிலையான வேகத்தில் நகரும், இந்த விஷயத்தில் மின்காந்த அலைகள் விண்வெளியில் உமிழப்படுவதில்லை. கதிர்வீச்சு நடைபெற, ஆன்டெனாவைப் பயன்படுத்துவது அவசியம், அதில் மாற்று நீரோட்டங்கள் உற்சாகமாக இருக்கும், அதாவது, அவற்றின் திசையை விரைவாக மாற்றும் நீரோட்டங்கள்.

அதன் எளிமையான வடிவத்தில், சிறிய அளவிலான மின்சார இருமுனையம், அதன் இருமுனை கணம் காலப்போக்கில் விரைவாக மாறும், இது மின்காந்த அலைகளை வெளியிடுவதற்கு ஏற்றது. துல்லியமாக இந்த வகையான இருமுனையம் தான் இன்று "ஹெர்ட்ஸ் இருமுனை" என்று அழைக்கப்படுகிறது, இதன் அளவு அது வெளியிடும் அலைநீளத்தை விட பல மடங்கு சிறியது.

ஹெர்ட்ஜியன் இருமுனையினால் கதிர்வீச்சு செய்யப்படும்போது, ​​மின்காந்த ஆற்றலின் அதிகபட்ச ஓட்டம் இருமுனை அச்சுக்கு செங்குத்தாக ஒரு விமானத்தில் விழுகிறது. இருமுனை அச்சில் மின்காந்த ஆற்றலின் கதிர்வீச்சு இல்லை. ஹெர்ட்ஸின் மிக முக்கியமான சோதனைகளில், மின்காந்த அலைகளை வெளியிடுவதற்கும் பெறுவதற்கும் அடிப்படை இருமுனைகள் பயன்படுத்தப்பட்டன, மேலும் மின்காந்த அலைகள் இருப்பது நிரூபிக்கப்பட்டது.

மின்காந்த அலை என்பது மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களின் வலிமை திசையன்களில் தொடர்ச்சியான, ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட மாற்றங்களின் செயல்முறையாகும், இது அலை பரவல் கற்றைக்கு செங்குத்தாக இயக்கப்படுகிறது, இதில் மின்சார புலத்தில் ஏற்படும் மாற்றம் காந்தப்புலத்தில் மாற்றங்களை ஏற்படுத்துகிறது, இதையொட்டி, மின்சார துறையில் மாற்றங்களை ஏற்படுத்தும்.

அலை (அலை செயல்முறை) - அலைவுகளின் பரவல் செயல்முறை தொடர்ச்சி. ஒரு அலை பரவும்போது, ​​நடுத்தரத்தின் துகள்கள் அலையுடன் நகராது, ஆனால் அவற்றின் சமநிலை நிலைகளைச் சுற்றி ஊசலாடுகின்றன. அலையுடன் சேர்ந்து, ஊசலாட்ட இயக்கத்தின் நிலைகள் மற்றும் அதன் ஆற்றல் மட்டுமே துகள்களிலிருந்து நடுத்தரத்தின் துகளுக்கு மாற்றப்படுகின்றன. எனவே, அனைத்து அலைகளின் முக்கிய சொத்து, அவற்றின் தன்மையைப் பொருட்படுத்தாமல், பொருள் பரிமாற்றம் இல்லாமல் ஆற்றல் பரிமாற்றம் ஆகும்

விண்வெளியில் மின்சார புலம் மாறும் போது எப்போதும் மின்காந்த அலைகள் ஏற்படுகின்றன. இத்தகைய மாறும் மின்சார புலம், பெரும்பாலும், சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கத்தால் ஏற்படுகிறது, மேலும் அத்தகைய இயக்கத்தின் ஒரு சிறப்பு நிகழ்வாக, மாற்று மின்னோட்டத்தால் ஏற்படுகிறது.

மின்காந்த புலம் என்பது மின்சாரம் (E) மற்றும் காந்த (B) புலங்களின் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட அலைவு ஆகும். விண்வெளியில் ஒரு ஒற்றை மின்காந்த புலத்தின் பரவல் மின்காந்த அலைகள் மூலம் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

மின்காந்த அலை - விண்வெளியில் பரவும் மற்றும் ஆற்றலை மாற்றும் மின்காந்த அதிர்வுகள்

மின்காந்த அலைகளின் அம்சங்கள், அவற்றின் தூண்டுதல் மற்றும் பரவலின் விதிகள் மேக்ஸ்வெல்லின் சமன்பாடுகளால் விவரிக்கப்படுகின்றன (அவை இந்த பாடத்திட்டத்தில் விவாதிக்கப்படவில்லை). மின் கட்டணங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்கள் விண்வெளியின் சில பகுதிகளில் இருந்தால், காலப்போக்கில் அவற்றின் மாற்றம் மின்காந்த அலைகளின் உமிழ்வுக்கு வழிவகுக்கிறது. அவற்றின் பரவலின் விளக்கம் இயந்திர அலைகளின் விளக்கத்தைப் போன்றது.

ஊடகம் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால் மற்றும் அலை X அச்சில் v வேகத்துடன் பரவுகிறது என்றால், பிறகு மின்சாரம் (E) மற்றும் காந்தம் (B)நடுத்தரத்தின் ஒவ்வொரு புள்ளியிலும் உள்ள புலக் கூறுகள் ஒரே வட்ட அதிர்வெண் (ω) மற்றும் அதே கட்டத்தில் (விமான அலை சமன்பாடு) ஒரு இணக்க விதியின் படி மாறுபடும்:

இதில் x என்பது புள்ளியின் ஒருங்கிணைப்பு, மற்றும் t என்பது நேரம்.

திசையன்கள் B மற்றும் E பரஸ்பர செங்குத்தாக உள்ளன, மேலும் அவை ஒவ்வொன்றும் அலை பரவலின் திசையில் (X அச்சு) செங்குத்தாக இருக்கும். எனவே மின்காந்த அலைகள் குறுக்காக உள்ளன

சினுசாய்டல் (ஹார்மோனிக்) மின்காந்த அலை. திசையன்கள் , மற்றும் பரஸ்பர செங்குத்தாக உள்ளன

1) மின்காந்த அலைகள் பொருளில் பரவுகின்றன முனைய வேகம்

வேகம் cஒரு வெற்றிடத்தில் மின்காந்த அலைகளின் பரவல் அடிப்படை இயற்பியல் மாறிலிகளில் ஒன்றாகும்.

மின்காந்த அலைகளின் பரவலின் வரையறுக்கப்பட்ட வேகம் பற்றிய மேக்ஸ்வெல்லின் முடிவு அந்த நேரத்தில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட பார்வையுடன் முரண்பட்டது. நீண்ட தூர கோட்பாடு , இதில் மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களின் பரவல் வேகம் எண்ணற்ற பெரியதாகக் கருதப்படுகிறது. எனவே, மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாடு கோட்பாடு என்று அழைக்கப்படுகிறது குறுகிய வரம்பு.

ஒரு மின்காந்த அலையில், மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்களின் பரஸ்பர மாற்றங்கள் ஏற்படுகின்றன. இந்த செயல்முறைகள் ஒரே நேரத்தில் நிகழ்கின்றன, மேலும் மின்சாரம் மற்றும் காந்தப்புலங்கள் சமமான "பங்காளிகளாக" செயல்படுகின்றன. எனவே, மின் மற்றும் காந்த ஆற்றலின் அளவு அடர்த்திகள் ஒன்றுக்கொன்று சமம்: டபிள்யூஇ = டபிள்யூமீ.

4. மின்காந்த அலைகள் ஆற்றலைக் கொண்டு செல்கின்றன. அலைகள் பரவும் போது, ​​மின்காந்த ஆற்றல் ஓட்டம் எழுகிறது. நீங்கள் ஒரு தளத்தைத் தேர்ந்தெடுத்தால் எஸ்(படம். 2.6.3), அலை பரவல் திசைக்கு செங்குத்தாக, பின்னர் சிறிது நேரத்தில் Δ டிஆற்றல் Δ மேடையில் பாயும் டபிள்யூஉம், சமம்

இதற்கான வெளிப்பாடுகளை இங்கே மாற்றுகிறது டபிள்யூஅட, டபிள்யூமீ மற்றும் υ, நாம் பெறலாம்:

எங்கே ஈ 0 - மின்சார புல வலிமை அலைவுகளின் வீச்சு.

SI இல் ஆற்றல் ஃப்ளக்ஸ் அடர்த்தி அளவிடப்படுகிறது ஒரு சதுர மீட்டருக்கு வாட்ஸ்(W/m2).

5. மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டின்படி மின்காந்த அலைகள் உறிஞ்சும் அல்லது பிரதிபலிக்கும் உடலின் மீது அழுத்தத்தை செலுத்த வேண்டும். அலையின் மின்சார புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ், பலவீனமான நீரோட்டங்கள் பொருளில் எழுகின்றன, அதாவது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களின் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட இயக்கம் என்பதன் மூலம் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் அழுத்தம் விளக்கப்படுகிறது. இந்த நீரோட்டங்கள் அலையின் காந்தப்புலத்திலிருந்து ஆம்பியர் சக்தியால் பாதிக்கப்படுகின்றன, இது பொருளின் தடிமனாக இயக்கப்படுகிறது. இந்த சக்தி விளைவாக அழுத்தத்தை உருவாக்குகிறது. பொதுவாக மின்காந்த கதிர்வீச்சின் அழுத்தம் மிகக் குறைவு. எடுத்துக்காட்டாக, முற்றிலும் உறிஞ்சும் மேற்பரப்பில் பூமிக்கு வரும் சூரியக் கதிர்வீச்சின் அழுத்தம் தோராயமாக 5 μPa ஆகும். மேக்ஸ்வெல்லின் கோட்பாட்டின் முடிவை உறுதிப்படுத்தும் உடல்களை பிரதிபலிக்கும் மற்றும் உறிஞ்சும் கதிர்வீச்சு அழுத்தத்தை 1900 இல் பி.என். லெபடேவ் மேற்கொண்டார்.

மின்காந்த அலைகளின் அழுத்தத்தின் இருப்பு மின்காந்த புலம் உள்ளார்ந்ததாக இருக்கும் என்று முடிவு செய்ய அனுமதிக்கிறது. இயந்திர தூண்டுதல். ஒரு அலகு தொகுதியில் மின்காந்த புலத்தின் துடிப்பு உறவால் வெளிப்படுத்தப்படுகிறது

இது குறிக்கிறது:

ஒரு அலகு தொகுதியில் மின்காந்த புலத்தின் நிறை மற்றும் ஆற்றலுக்கு இடையிலான இந்த உறவு இயற்கையின் உலகளாவிய விதி. சிறப்பு சார்பியல் கோட்பாட்டின் படி, எந்தவொரு உடல்களுக்கும், அவற்றின் இயல்பு மற்றும் உள் அமைப்பு ஆகியவற்றைப் பொருட்படுத்தாமல் இது உண்மையாகும்.

இவ்வாறு, மின்காந்த புலம் பொருள் உடல்களின் அனைத்து பண்புகளையும் கொண்டுள்ளது - ஆற்றல், பரவலின் வரையறுக்கப்பட்ட வேகம், வேகம், நிறை. மின்காந்த புலம் என்பது பொருளின் இருப்பு வடிவங்களில் ஒன்றாகும் என்று இது அறிவுறுத்துகிறது.

6. மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டின் முதல் சோதனை உறுதிப்படுத்தல் ஜி. ஹெர்ட்ஸ் (1888) இன் சோதனைகளில் கோட்பாடு உருவாக்கப்பட்ட சுமார் 15 ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு வழங்கப்பட்டது. ஹெர்ட்ஸ் மின்காந்த அலைகள் இருப்பதை சோதனை ரீதியாக நிரூபித்தது மட்டுமல்லாமல், முதன்முறையாக அவற்றின் பண்புகளை ஆய்வு செய்யத் தொடங்கினார் - வெவ்வேறு ஊடகங்களில் உறிஞ்சுதல் மற்றும் ஒளிவிலகல், உலோக மேற்பரப்புகளிலிருந்து பிரதிபலிப்பு, முதலியன. அலைகள், ஒளியின் வேகத்திற்கு சமமாக மாறியது.

ஹெர்ட்ஸின் சோதனைகள் மேக்ஸ்வெல்லின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டின் சான்று மற்றும் அங்கீகாரத்தில் தீர்க்கமான பங்கைக் கொண்டிருந்தன. இந்த சோதனைகளுக்கு ஏழு ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, மின்காந்த அலைகள் கம்பியில்லா தகவல்தொடர்புகளில் பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்தன (A.S. Popov, 1895).

7. மின்காந்த அலைகளை மட்டுமே உற்சாகப்படுத்த முடியும் துரிதப்படுத்தப்பட்ட நகரும் கட்டணங்கள். நேரடி மின்னோட்ட சுற்றுகள், இதில் சார்ஜ் கேரியர்கள் நிலையான வேகத்தில் நகரும், மின்காந்த அலைகளின் ஆதாரமாக இல்லை. நவீன ரேடியோ பொறியியலில், பல்வேறு வடிவமைப்புகளின் ஆண்டெனாக்களைப் பயன்படுத்தி மின்காந்த அலைகள் உமிழப்படுகின்றன, இதில் வேகமாக மாற்று மின்னோட்டங்கள் உற்சாகமடைகின்றன.

மின்காந்த அலைகளை வெளியிடும் எளிய அமைப்பு ஒரு சிறிய அளவிலான மின்சார இருமுனை, இருமுனை தருணம் ப (டி) இது காலப்போக்கில் வேகமாக மாறுகிறது.

அத்தகைய அடிப்படை இருமுனையம் என்று அழைக்கப்படுகிறது ஹெர்ட்ஸ் இருமுனை . ரேடியோ பொறியியலில், ஹெர்ட்ஸ் இருமுனையானது ஒரு சிறிய ஆண்டெனாவிற்குச் சமமானது, இதன் அளவு அலைநீளம் λ (படம் 2.6.4) விட மிகச் சிறியது.

அரிசி. 2.6.5 அத்தகைய இருமுனையினால் உமிழப்படும் மின்காந்த அலையின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய ஒரு கருத்தை அளிக்கிறது.

மின்காந்த ஆற்றலின் அதிகபட்ச ஓட்டம் இருமுனை அச்சுக்கு செங்குத்தாக ஒரு விமானத்தில் உமிழப்படும் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். இருமுனையானது அதன் அச்சில் ஆற்றலைப் பரப்புவதில்லை. ஹெர்ட்ஸ் மின்காந்த அலைகள் இருப்பதை சோதனை ரீதியாக நிரூபிக்க ஒரு அடிப்படை இருமுனையை கடத்தும் மற்றும் பெறும் ஆண்டெனாவாகப் பயன்படுத்தினார்.

), மின்காந்த புலத்தை விவரிக்கும், கோட்பாட்டளவில் ஒரு வெற்றிடத்தில் மின்காந்த புலம் ஆதாரங்கள் இல்லாத நிலையில் இருக்க முடியும் என்பதைக் காட்டுகிறது - கட்டணங்கள் மற்றும் நீரோட்டங்கள். ஆதாரங்கள் இல்லாத ஒரு புலம் ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட வேகத்தில் பரவும் அலைகளின் வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமம்: உடன்= 299792458±1.2 மீ/வி. முன்னர் அளவிடப்பட்ட ஒளியின் வேகத்துடன் வெற்றிடத்தில் மின்காந்த அலைகள் பரவும் வேகத்தின் தற்செயல் நிகழ்வு, ஒளி மின்காந்த அலைகள் என்று முடிவெடுக்க மேக்ஸ்வெல்லை அனுமதித்தது. இதேபோன்ற முடிவு பின்னர் ஒளியின் மின்காந்தக் கோட்பாட்டின் அடிப்படையை உருவாக்கியது.

1888 ஆம் ஆண்டில், ஜி. ஹெர்ட்ஸின் சோதனைகளில் மின்காந்த அலைகளின் கோட்பாடு சோதனை உறுதிப்படுத்தலைப் பெற்றது. உயர் மின்னழுத்த மூலத்தையும் அதிர்வுகளையும் பயன்படுத்தி (ஹெர்ட்ஸ் வைப்ரேட்டரைப் பார்க்கவும்), ஹெர்ட்ஸ் ஒரு மின்காந்த அலையின் பரவலின் வேகத்தையும் அதன் நீளத்தையும் தீர்மானிக்க நுட்பமான சோதனைகளைச் செய்ய முடிந்தது. ஒரு மின்காந்த அலையின் பரவலின் வேகம் ஒளியின் வேகத்திற்கு சமம் என்பது சோதனை ரீதியாக உறுதிப்படுத்தப்பட்டது, இது ஒளியின் மின்காந்த தன்மையை நிரூபித்தது.

நமது பிரபஞ்சம் வாழும் வரை மின்காந்த கதிர்வீச்சு சரியாக இருக்கும். பூமியில் உயிரினங்களின் பரிணாம வளர்ச்சியில் இது முக்கிய பங்கு வகித்தது. உண்மையில், இந்த இடையூறு என்பது விண்வெளியில் விநியோகிக்கப்படும் ஒரு மின்காந்த புலத்தின் நிலை.

மின்காந்த கதிர்வீச்சின் பண்புகள்

எந்த மின்காந்த அலையும் மூன்று பண்புகளைப் பயன்படுத்தி விவரிக்கப்படுகிறது.

1. அதிர்வெண்.

2. துருவப்படுத்தல்.

துருவப்படுத்தல்- முக்கிய அலை பண்புகளில் ஒன்று. மின்காந்த அலைகளின் குறுக்கு அனிசோட்ரோபியை விவரிக்கிறது. அனைத்து அலை அலைவுகளும் ஒரே விமானத்தில் நிகழும்போது கதிர்வீச்சு துருவப்படுத்தப்பட்டதாகக் கருதப்படுகிறது.

இந்த நிகழ்வு நடைமுறையில் தீவிரமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. உதாரணமாக, திரையரங்குகளில் 3டி படங்களை காண்பிக்கும் போது.

துருவமுனைப்பைப் பயன்படுத்தி, IMAX கண்ணாடிகள் வெவ்வேறு கண்களுக்கான படத்தைப் பிரிக்கின்றன.

அதிர்வெண்- ஒரு வினாடியில் பார்வையாளரைக் கடந்து செல்லும் அலை முகடுகளின் எண்ணிக்கை (இந்த விஷயத்தில், கண்டறிதல்). இது ஹெர்ட்ஸில் அளவிடப்படுகிறது.

அலைநீளம்- மின்காந்த கதிர்வீச்சின் அருகிலுள்ள புள்ளிகளுக்கு இடையில் ஒரு குறிப்பிட்ட தூரம், அதே கட்டத்தில் ஏற்படும் அலைவுகள்.

மின்காந்த கதிர்வீச்சு கிட்டத்தட்ட எந்த ஊடகத்திலும் பரவுகிறது: அடர்த்தியான பொருளிலிருந்து வெற்றிடத்திற்கு.

வெற்றிடத்தில் பரவும் வேகம் வினாடிக்கு 300 ஆயிரம் கி.மீ.

EM அலைகளின் தன்மை மற்றும் பண்புகள் பற்றிய சுவாரஸ்யமான வீடியோவிற்கு, கீழே உள்ள வீடியோவைப் பார்க்கவும்:

மின்காந்த அலைகளின் வகைகள்

அனைத்து மின்காந்த கதிர்வீச்சுகளும் அதிர்வெண்ணால் வகுக்கப்படுகின்றன.

1. ரேடியோ அலைகள்.குறுகிய, தீவிர குறுகிய, கூடுதல் நீளம், நீண்ட, நடுத்தர உள்ளன.

ரேடியோ அலைகளின் நீளம் 10 கிமீ முதல் 1 மிமீ வரையிலும், 30 கிலோஹெர்ட்ஸ் முதல் 300 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் வரையிலும் இருக்கும்.

அவற்றின் ஆதாரங்கள் மனித செயல்பாடு மற்றும் பல்வேறு இயற்கை வளிமண்டல நிகழ்வுகளாக இருக்கலாம்.

2. . அலைநீளம் 1mm முதல் 780nm வரை இருக்கும், மேலும் 429 THz வரை அடையலாம். அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சு வெப்ப கதிர்வீச்சு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது. நமது கிரகத்தில் உள்ள அனைத்து உயிர்களுக்கும் அடிப்படை.

3. காணக்கூடிய ஒளி.நீளம் 400 - 760/780 nm. அதன்படி, இது 790-385 THz க்கு இடையில் மாறுகிறது. மனிதக் கண்ணால் பார்க்கக்கூடிய கதிர்வீச்சின் முழு நிறமாலையும் இதில் அடங்கும்.

4. . அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சை விட அலைநீளம் குறைவாக உள்ளது.

10 nm வரை அடையலாம். இத்தகைய அலைகள் மிகப் பெரியவை - சுமார் 3x10^16 ஹெர்ட்ஸ்.

5. எக்ஸ்-கதிர்கள். அலைகள் 6x10^19 ஹெர்ட்ஸ், மற்றும் நீளம் சுமார் 10 nm - 5 pm.

6. காமா அலைகள்.எக்ஸ்-கதிர்களை விட அதிகமான கதிர்வீச்சு மற்றும் நீளம் குறைவாக இருக்கும். அத்தகைய மின்காந்த அலைகளின் ஆதாரம் காஸ்மிக், அணுசக்தி செயல்முறைகள்.

விண்ணப்பத்தின் நோக்கம்

19 ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில் இருந்து எங்கோ, அனைத்து மனித முன்னேற்றமும் மின்காந்த அலைகளின் நடைமுறை பயன்பாட்டுடன் தொடர்புடையது.

முதலில் குறிப்பிட வேண்டியது வானொலி தொடர்பு. மக்கள் ஒருவரையொருவர் தொலைவில் இருந்தாலும் தொடர்புகொள்வதற்கான வாய்ப்பை வழங்கியது.

செயற்கைக்கோள் ஒளிபரப்பு மற்றும் தொலைத்தொடர்பு ஆகியவை பழமையான வானொலி தகவல்தொடர்புகளின் மேலும் வளர்ச்சியாகும்.

இந்த தொழில்நுட்பங்கள்தான் நவீன சமுதாயத்தின் தகவல் படத்தை வடிவமைத்துள்ளன.

மின்காந்த கதிர்வீச்சின் ஆதாரங்கள் பெரிய தொழில்துறை வசதிகள் மற்றும் பல்வேறு மின் இணைப்புகள் ஆகிய இரண்டையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

மின்காந்த அலைகள் இராணுவ விவகாரங்களில் தீவிரமாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன (ரேடார்கள், சிக்கலான மின் சாதனங்கள்). மேலும், அவற்றின் பயன்பாடு இல்லாமல் மருந்து செய்ய முடியாது. அகச்சிவப்பு கதிர்வீச்சு பல நோய்களுக்கு சிகிச்சையளிக்கப் பயன்படுகிறது.

X- கதிர்கள் ஒரு நபரின் உட்புற திசுக்களுக்கு சேதம் ஏற்படுவதைக் கண்டறிய உதவுகின்றன.

துல்லியமான துல்லியம் தேவைப்படும் பல செயல்பாடுகளைச் செய்ய லேசர்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மனித நடைமுறை வாழ்க்கையில் மின்காந்த கதிர்வீச்சின் முக்கியத்துவத்தை மிகைப்படுத்தி மதிப்பிடுவது கடினம்.

மின்காந்த புலம் பற்றிய சோவியத் வீடியோ:

மனிதர்களுக்கு சாத்தியமான எதிர்மறை தாக்கம்

பயனுள்ளதாக இருந்தாலும், மின்காந்த கதிர்வீச்சின் வலுவான ஆதாரங்கள் இது போன்ற அறிகுறிகளை ஏற்படுத்தும்:

சோர்வு;

தலைவலி;

குமட்டல்.

சில வகையான அலைகளின் அதிகப்படியான வெளிப்பாடு உள் உறுப்புகள், மத்திய நரம்பு மண்டலம் மற்றும் மூளைக்கு சேதத்தை ஏற்படுத்துகிறது. மனித ஆன்மாவில் மாற்றங்கள் சாத்தியமாகும்.

மனிதர்கள் மீது EM அலைகளின் தாக்கம் பற்றிய சுவாரஸ்யமான வீடியோ:

இத்தகைய விளைவுகளைத் தவிர்க்க, உலகில் உள்ள அனைத்து நாடுகளும் மின்காந்த பாதுகாப்பை நிர்வகிக்கும் தரநிலைகளைக் கொண்டுள்ளன. ஒவ்வொரு வகை கதிர்வீச்சுக்கும் அதன் சொந்த ஒழுங்குமுறை ஆவணங்கள் உள்ளன (சுகாதாரமான தரநிலைகள், கதிர்வீச்சு பாதுகாப்பு தரநிலைகள்). மனிதர்கள் மீது மின்காந்த அலைகளின் தாக்கம் முழுமையாக ஆய்வு செய்யப்படவில்லை, எனவே அவற்றின் வெளிப்பாட்டைக் குறைக்க WHO பரிந்துரைக்கிறது.