Электрические и электромагнитные колебания
Колебательный контур — осциллятор, представляющий собой электрическую цепь, содержащую соединённые катушку индуктивности и конденсатор. В такой цепи могут возбуждаться колебания тока (и напряжения).
Колебательный контур — простейшая система, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания
Дифференциальное
уравнение свободных затухающих колебаний
линейной
системы задае
Контуры неидеальны (электромагнитное излучение, активное сопротивление забирают часть энергии) Чтобы поддерживать незатухающие колебания, нужно контур в каждом периоде подпитывать извне (как качели раскачивать). Напряжением, током, магнитным полем с частотой, равной (резонансной) частоте колебания контура. Например, можно подключить усилитель с положительной обратной связью. Это называют генератором, частота которого задаётся контуром
Электромагнитные колебания.
Если электромагнитные колебания возникают в контуре из катушки и конденсатора, то переменное магнитное поле оказывается связанным с катушкой, а переменное электрическое поле сосредоточенным в пространстве между пластинами конденсатора .Такой контур называется закрытым. Закрытый колебательный контур практически не излучает электромагнитные волны в окружающее пространство.
Причина возникновения электрического тока в неподвижном проводнике - электрическое поле. Всякое изменение магнитного поля порождает индукционное электрическое поле независимо от наличия или отсутствия замкнутого контура, при этом если проводник разомкнут, то на его концах возникает разность потенциалов; если проводник замкнут, то в нем наблюдается индукционный ток.
Бетатро́н — циклический ускоритель электронов с постоянной равновесной орбитой, ускорение в котором происходит с помощью вихревого электрического поля. Предельно достижимая энергия в бетатроне: ≤300 МэВ.
Волны в упругих средах.
Упругие силы, действующие между элементами любого твердого, жидкого или газообразного тела, приводят к возникновению упругих волн. Примером упругих волн является волна, распространяющаяся по шнуру
Продольные - - колебания среды происходят вдоль направления распространения волн, при этом возникают области сжатия и разрежения среды. В любой среде.
Поперечные - -колебания среды происходят перпендикулярно направлению их распространения, при этом происходит сдвиг слоев среды. - возникают только в твердых телах.
Плотность энергии упругой волны
.
Умова вектор
вектор плотности потока энергии физического поля; численно равен энергии, переносимой в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную направлению потока энергии в данной точке.
Эффе́кт До́плера — изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника.
Электромагнитные волны.
Уравнения Максвелла являются дифференциальными уравнениями первого порядка по координатам и времени. Однако, во второй паре в каждое уравнение входят обе неизвестные векторные функции и . При отсутствии зарядов и токов можно перейти к уравнениям второго порядка, каждое из которых зависит только от одного, электрического или магнитного поля:
Основными свойствами электромагнитных волн являются:
1)поглощение;
2)рассеяние;
3)преломление;
4)отражение;
5)интерференция;
6)дифракция;
7)поляризация.
Вектор Пойнтинга (также вектор Умова — Пойнтинга) — вектор плотности потока энергии электромагнитного поля, одна из компонент тензора энергии-импульса электромагнитного поля. Вектор Пойнтинга S можно определить через векторное произведение двух векторов:
(в
системе СГС),
(в
системе СИ),
где E и H — векторы напряжённости электрического и магнитного полей соответственно.
В результате экспериментов Герц создал источник электромагнитных волн, названный им "вибратором". Вибратор состоял из двух проводящих сфер (в ряде опытов цилиндров) диаметром 10-30 см, укрепленных на концах проволочного разрезанного посредине стержня. Концы половин стержня в месте разреза оканчивались небольшими полированными шариками, образуя искровой промежуток в несколько миллиметров.
Сферы подсоединялись ко вторичной обмотке катушки Румкорфа, являвшейся источником высокого напряжения.