Найти в Дзене
инженер-энергетик

Что такое электромагнитные волны? Рассказываю понятно и доступно

Электрические и магнитные поля тесно связаны друг с другом. Подобно тому, как изменяющееся магнитное поле порождает электрическое, изменяющееся электрическое поле порождает магнитное.Электрическое поле создаётся не только зарядами, но и изменяющимся магнитным полем. Магнитное поле создаётся не только токами, но и изменяющимся электрическим полем. Этот процесс взаимного порождения полей, начавшись в некоторой точке пространства, распространяется от точки к точке всё дальше и дальше - это и есть электромагнитная волна. Электромагнитные волны были предсказаны Максвеллом на основе полной системы уравнений, описывающей эти поля (уравнений Максвелла), и обнаружены экспериментально Генрихом Герцем в конце 19 века. Как же запустить в пространство электромагнитную волну? Для этого нужно заставить заряды в каком-то месте двигаться с ускорением, и из этого места начнёт распространяться электромагнитная волна. Чем больше ускорение, тем больше интенсивность волны. Один из способов сообщить ускорени

Электрические и магнитные поля тесно связаны друг с другом. Подобно тому, как изменяющееся магнитное поле порождает электрическое, изменяющееся электрическое поле порождает магнитное.Электрическое поле создаётся не только зарядами, но и изменяющимся магнитным полем. Магнитное поле создаётся не только токами, но и изменяющимся электрическим полем. Этот процесс взаимного порождения полей, начавшись в некоторой точке пространства, распространяется от точки к точке всё дальше и дальше - это и есть электромагнитная волна.

электромагнитная волна
электромагнитная волна

Электромагнитные волны были предсказаны Максвеллом на основе полной системы уравнений, описывающей эти поля (уравнений Максвелла), и обнаружены экспериментально Генрихом Герцем в конце 19 века.

Как же запустить в пространство электромагнитную волну? Для этого нужно заставить заряды в каком-то месте двигаться с ускорением, и из этого места начнёт распространяться электромагнитная волна. Чем больше ускорение, тем больше интенсивность волны. Один из способов сообщить ускорение зарядам - это заставить их колебаться туда-сюда с большой частотой. Чем больше частота колебаний, тем больше ускорение (оно пропорционально квадрату частоты) и больше интенсивность излучения (она пропорциональна квадрату ускорения, то есть частоте в четвёртой степени). На этом принципе основано излучение всех антенн: от смартфона до радиовещания.

ещё одна электромагнитная волна
ещё одна электромагнитная волна

Чтоб интенсивность излучения была хоть сколько-то ощутима, частота колебаний в антенне должна быть очень большой - десятки килогерц и больше. На технической частоте 50 Гц никакого электромагнитного излучения нет! Иногда говорят: проводка или прибор работающий на переменном токе излучает электромагнитное поле. Это не совсем корректно.Вокруг проводов проводки есть электромагнитное поле, но никакие волны она не излучает. Излучают радиоантенны, смартфоны и базовые станции, микроволновые печи, беспроводные наушники, Wi-Fi роутеры и так далее.

Чем больше частота, тем меньше длина волны, как и для звуковых волн. Самые короткие радиоволны с длинной от 1 мм до 1 м называют микроволнами, их частоты лежат в пределах от 30 миллионов герц до 300 миллиардов герц. Микроволны излучают смартфоны, роутеры микроволновки. Ещё более короткие волны - это уже инфракрасное излучение, источником которого являются все нагретые тела.