§ 8.4 Энергия электромагнитного поля
Содержание
Представьте себе, что было бы с человечеством, если бы не было открыто электромагнитное поле и люди не умели передавать информацию с помощью радиоволн.
Внешнее переменное магнитное поле (синие линии на рис. 8.12), в котором находится проводник, создаёт в нём переменный ток.
1 — проводник; 2, 7 — новые магнитные поля; 3, 6 — новые электрические поля; 4 — переменное электрическое поле проводника; 5 — внешнее переменное магнитное поле
Для этого проводник можно подключить к катушке, соединённой с источником переменного тока. Соответственно возникает и переменное электрическое поле. Это поле порождает вокруг проводника новое собственное переменное магнитное поле.
Новое магнитное поле в пространстве рождает новое переменное электрическое поле. А оно, в свою очередь, — новое переменное магнитное поле и т. д.
Образуется распространяющееся в пространстве переменное электромагнитное поле. Оно подобно кольцевым волнам от брошенного в воду камня.
Не случайно такое «бегущее» поле называют радиоволнами. Скорость их распространения 300 000 км/с.
Например, если между двумя шариками создать сильное электрическое поле, то в воздушном промежутке начнут проскакивать искры (рис. 8.13, а, красные прямые линии).
Этот прерывистый ток создаст вокруг себя кольцевое переменное магнитное поле (большой синий овал). Вокруг силовых линий этого поля возникнет переменное электрическое поле. Затем вновь магнитное и т. д. Этот разрядник будет излучать электромагнитное поле. Любым радиоприёмником невдалеке от разрядника можно зафиксировать эти волны, услышав соответствующий треск в динамике. Наглядно процесс излучения электромагнитных волн можно представить в виде графика двух волнистых линий, плоскости которых взаимно перпендикулярны (рис. 8.13, б).
Радиоволны от конкретного источника имеют определённую длину. Длина волны — это протяжённость в пространстве двух взаимосвязанных полей: электрического и перпендикулярного ему магнитного.
Принято делить электромагнитные волны в зависимости от длины на диапазоны.
Бывают сверхдлинные электромагнитные волны. Такие волны излучают гигантские космические объекты.
Электромагнитные волны используются для навигации и как средство связи.
С их помощью обнаруживают удалённые объекты. Это называется радиолокацией.
Улавливая очень короткие волны космических излучений, учёные — физики и астрономы — изучают Вселенную.
Электромагнитные волны несут в себе электромагнитную энергию. В СВЧ-лечах энергия очень коротких электромагнитных волн позволяет разогревать и варить продукты. Уже сейчас можно в космосе построить огромную солнечную электростанцию на солнечных батареях и с помощью электромагнитных волн передавать выработанную ими энергию на Землю.
Проверьте себя:
1. Как образуются электромагнитные волны?
2. С какой скоростью распространяются электромагнитные волны?
3. В каких областях используются электромагнитные волны?
4*. Где в производстве можно использовать установки, работающие по принципу СВЧ-печи?
Подумайте, почему электромагнитное излучение считается вредным.
