Παραγωγή και διάδοση Ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων Επιμέλεια: Ορφανάκης Μιχάλης

Τι είναι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία; Η ηλεκτομαγνητική ακτινοβολία είναι ενέργεια που μεταφέρεται στο χώρο Η μεταφορά ενέργειας επιτυγχάνεται με γρήγορες ταλαντώσεις ηλεκτρομαγνητικών πεδίων Οι ταλαντώσεις αυτές διαδίδονται με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων

Τι είναι το ηλεκτρομαγνητικό κύμα; Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι η διάδοση ενός ζεύγους αλληλοεξαρτώμενων ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου στο χώρο και στο χρόνο. Η διάδοση ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος δεν απαιτεί κάποιο μέσο μπορεί να γίνει ακόμη και στο κενό Ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο και αντίστροφα ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο

Τι είναι το ηλεκτρομαγνητικό κύμα; Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα είναι εγκάρσια κύματα, διότι τα ηλεκτρικά και τα μαγνητικά πεδία είναι κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος και κάθετα μεταξύ τους

Πως παράγεται ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα (Η/Μ); Σύμφωνα με την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell: Όταν ένα ηλεκτρικό φορτίο ταλαντώνεται (και γενικότερα επιταχύνεται) τότε παράγει ταλαντούμενο ηλεκτρικό πεδίο. Το ταλαντούμενο ηλεκτρικό πεδίο με τη σειρά του παράγει ταλαντούμενο μαγνητικό πεδίο κ.ο.κ Τα Η/Μ κύματα παράγονται εύκολα: κάθε φορά που ένα φορτισμένο σωματίδιο επιταχύνεται η επιβραδύνεται εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με την μορφή Η/Μ κύματος

Πως εκπέμπει ο σταθμός του Ιάκωβου; Προσομοίωση

Τι σημαίνει ότι ο Planet εκπέμπει στα 90,6ΜHz; Σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια στην κεραία του πύργου εκπομπής του ραδιοφωνικού σταθμού πάλλονται 90.600.000 φορές το δευτερόλεπτο!!! Στο εκπεμπόμενο Η/Μ κύμα το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο που δημιουργούνται από την κεραία πάλλονται επίσης με την ίδια συχνότητα Όταν το κύμα φτάνει στο δέκτη αναγκάζει τα ηλεκτρόνια της κεραίας του ραδιοφώνου μας να ταλαντώνονται με την ίδια συχνότητα Με κατάλληλο σύστημα κάνουμε επιλογή της συχνότητας που θέλουμε να ακούσουμε και ενισχύουμε το σήμα του αντίστοιχου σταθμού Η συχνότητα εκπομπής f ενός σταθμού είναι η ταυτότητα του!!!

Προσομοίωση

Ένα Η/Μ κύμα αποτελείται από ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό κύμα που είναι αναπόσπαστα συνδεμένα μεταξύ τους. Κάθε ένα από ένα από αυτά τα πεδία χαρακτηρίζεται από την έντασή του: Ε το ηλεκτρικό πεδίο και Β το μαγνητικό.

Οι εντάσεις των πεδίων Ε και Β: είναι διανύσματα κάθετα μεταξύ τους, μεταβάλλονται από θέση σε θέση και από στιγμή σε στιγμή (τοπικά και χρονικά μεταβαλλόμενα μεγέθη) παίρνουν ταυτόχρονα τη μέγιστη και ελάχιστη τιμή τους, δηλαδή είναι συμφασικά. Τα Η/Μ κύματα διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός c.

Η ταχύτητα διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος c, η συχνότητα f και το μήκος κύματος λ συνδέονται με τη σχέση: θεμελιώδης νόμος της κυματικής Οι εντάσεις Ε και Β των πεδίων είναι κάθετες στη διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Τα Η/Μ κύματα είναι εγκάρσια. c=λf