Електромагнітні хвилі: визначення

Електромагнітні хвилі, точне довжина та частота хвилі – ключові параметри характеризують електромагнітне поле. Для наочності подумки уявімо електромагнітні хвилі у вигляді черговості систематично повторюваних хвиль величезній швидкості, яка дорівнює швидкості світла.

Частота – це показник, який представляє число коливань або циклів у секунду, а «довжина хвилі» застосовується для опису відстані між наступними одна за одною хвилями. Отже, довжина, частота хвилі тісно взаємозалежні: чим вище частота, тим коротша довжина хвилі.

Дану закономірність добре ілюструє простий експеримент: закріпимо довгий шнур до нерухомої опори, а інший кінець шнура візьмемо в долоню. Якщо неквапливо рухати рукою з мотузкою вгору – вниз, то виходить одна велика хвиля; коли руху почнуть прискорюватися, то отримаємо цілу низку малих хвиль. Довжина шнура в обох варіантах залишається одна і та ж, робимо цілком логічний висновок, чим більше хвиль формується (розуміємо, хвиль більш високої частоти), тим меншою буде відстань між ними (отже, довжина хвилі буде коротше).

Електромагнітні хвилі поширюються в речовині з кінцевою швидкістю, що описується формулою:

Електростатика. Електромагнітні хвилі.

де ε і μ розуміється діелектрична і магнітна проникності речовини;

ε0 і μ0 – електрична і магнітна постійні рівні:

ε0 = 8,85419·10-12 Ф/м,

μ0 = 1,25664·10-6 Гн/м.

Довжина хвилі λ синусоїдальної хвилі обумовлена швидкістю υ поширення хвилі і характеризується виразом:

λ = υT = υ / f,

де f – частота коливань електромагнітного поля;

T = 1 / f.

Швидкість електромагнітних хвиль у вакуумі з (ε = μ = 1) обчислюється наступним чином:

Електростатика. Електромагнітні хвилі.

Цю величину прийнято вважати однією з фундаментальних фізичних констант.

Посилання на основну публікацію