ELEKTROMAGNETYCZNE FALE

promieniowanie elektromagnetyczne

zaburεzenie pola elektromagnetycznego rozchodzące się w przestrzeni. F.e. związane są ze zmianą natężeń pól elektr. i magnet. istniejących również w próżni, stąd f.e. nie wymagają obecności ośr. materialnego i mogą rozchodzić się także w próżni. W ośrodku jednorodnym f.e. jest falą poprzeczną (fala), wektory natężenia pola elektr. obrazek i magnet. obrazek są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali, a ponadto są wzajemnie prostopadłe i ich zmiany są zgodne w fazie. F.e. przenoszą pewną energię unoszoną ze źródła. Energetyczne właściwości f.e. opisuje iloczyn wektorowy obrazek , zwany wektorem Poyntinga. Prędkość f.e. w próżni jest stała, niezależna od częstotliwości f., oraz największa i wynosi c = 297000 km/s (tzw. prędkość światła). W ośrodku materialnym prędkość f.e. zależy od właściwości elektr. i magnet. ośrodka i wyraża się wzorem: obrazek , gdzie: c - prędkość rozchodzenia się f.e. w próżni, ε - przenikalność elektr. i ε - przenikalność magnet. ośrodka. Ponieważ przenikalności ε i μ zależą od częstotliwości f., przy której są wyznaczane, więc f.e. o różnych częstotliwościach rozchodzą się w danym ośrodku z różną prędkością. F.e. nie tylko przenoszą energię, lecz także - podobnie do fal mechanicznych - wywierają pewne bardzo niewielkie ciśnienie na ciała, z którymi się zetkną. W związku z tym, przez analogię do cząstek materialnych, promieniowaniu elektromagnetycznemu przypisuje się pewien pęd i przyjmuje się, że ma ono jednocześnie charakter falowy i kwantowy. F.e. zachowują się podobnie jak inne fale: mogą ulegać interferencji, tworząc w szczególnych przypadkach fale stojące, oraz ulegać dyfrakcji; na granicy różnych ośrodków ulegają załamaniu i odbiciu oraz dyspersji; jako fale poprzeczne mogą być polaryzowane. Widmo f.e. nie jest ograniczone ani od góry, ani od dołu. Jest ono dzielone na zakresy przy uwzględnieniu właściwości promieniowania, a także sposobów wytwarzania. Granice zakresów są czysto umowne, a poszczególne zakresy mogą nachodzić na siebie. Istotny wkład naukowy w zakresie f.e. wnieśli w XIX w. m.in. M. Faraday, G. Green, lord Kelvin. Na podstawie wyników ich prac teoretycznych i doświadczalnych J.C. Maxwell wysnuł 1864 hipotezę zakładającą istnienie f.e. oraz sformułował podstawowe prawa rządzące nimi. Hertz 1886 wytworzył f.e. za pomocą drgającego dipola, dostarczając tym samym doświadczalnych dowodów słuszności hipotezy Maxwella.