Elektromagnetiska vågor

Slides:



Advertisements
Liknande presentationer
Profilen Ljus/optik.
Advertisements

Rymdfysik och rymdteknik
Akustik eller läran om Ljud
Elproduktion, eldistribution och elanvändning i samhället
♫ Ljud – akustik ♪ Molekyler i rörelse.
Ljus/optik.
Transienta förlopp är upp- och urladdningar
LJUS OCH LJUD.
Kjell Prytz, Högskolan i Gävle,
Vad är energi? Energi är något som har förmågan att utföra ett arbete eller göra att det sker en förändring.
Atomen och atompartiklar
Elläradelens byggblock
Speciella Relativitetsteorin
Färg.
Ljus/optik.
Profilen Ljus/optik.
LJUD OCH ANDRA MEKANISKA VÅGOR
Mathias Hallquist, Vålbergsskolan, Vålberg –
Tre demonstrationer... 1.”Skiftnyckel”-gem 2.Magneter i kopparrör 3.Gausskanon Bilda grupper 3-5 pers, välj en demontration, diskutera er fram till en.
Hur ljus utbreder sig. Hur ljus reflekteras Optik Hur ljus bryts
Energi Vad är energi?.
Värmelära II eld och is TFRC35. Förra veckan Historik av värmelära Olika temperaturskalor Skillnad mellan temperatur och värme Termiska egenskaper – C.
Ljusets färger.
STRÅLNING ELEKTROMAGNETISK STRÅLNING (VÅGOR) PARTIKEL- STRÅLNING SYNLIGT LJUS MIKROVÅGOR INFRARÖD STRÅLNING (IR) RADIO / TV-VÅGOR ULTRAVIOLETT STRÅLNING.
Ljus - optik.
Vad vet vi om ljuset??? Färgen sänds inte ut från något.
Induktion, del 1 Induktion innebär att en elektrisk spänning alstras (induceras) i en elektrisk ledare, om ett magnetfält i dess närhet varierar. Detta.
Optik 4 Ljus och färg Sid
Svar på arbetsuppgifter
LJUS OCH LJUD.
Atom och kärnfysik.
Fysik höstterminen 2012 Optik Atom- och kärnfysik Universum
FK3002 Kvantfysikens grunder
Energiformer & omvandlingar
Isotoper Elektroner kan ge sig iväg till ett yttre skal om man tillför energi t Elektroner kan ge sig iväg till ett yttre skal om man tillför.
Anders T Nygren, Klinisk fysiologi & Nuklearmedicin, DS Bildgivande diagnostik Ultraljud, Rtg & MR –Skapar en anatomisk bild av kroppen Nuklearmedicin.
Strålning.
William Sandqvist Optokomponenter Alla halvledarkomponenter har optiska egenskaper och detta utnyttjas numera i en rad viktiga komponenter.
Ljus/optik.
Mathias Hallquist, Vålbergsskolan, Vålberg –
Ljus Vi lär oss om ljus.
Nya lokaler denna vecka P.g.a. det stora deltagarantalet har övningarna flyttats till sal 530 idag och imorgon. Föreläsningen på onsdag 26 jan. hålls i.
Förra föreläsningen: Vågtal = Abs(vågvektor) Fashastighet
Förra föreläsningen: Dopplereffekten Brytningsindex Plana vågor — Inga variationer i fältkomponenterna vinkelrätt mot Polarisation: Linjär, cirkulär, elliptisk.
Förra föreläsningen: Historisk utveckling av elektromagnetismen Vektorer Koordinatsystem.
Atomfysik och kärnfysik
Atomfysik Rutherford spridning Linje spektra Bohrs väteatom
Förra föreläsningen: Historisk utveckling av elektromagnetismen Vektorer ─ Läs på, ni kommer att behöva denna kunskap! Koordinatsystem ─ Dito. Kapitel.
Magnetiska fält och krafter
Optik.
Förra föreläsningen: Gauss sats Konservativt (kraft)fält, rotationsfria fält Energipotential Elektrostatisk potential och fältstyrka Spänning Kondensatorn,
Atomfysik Mälarhöjdens skola Ht 15.
Ljus/optik.
Ljus/optik. För att kunna se något måste det finna en ljuskälla En ljuskälla är ett föremål som sänder ut ljus tex solen stearinljus eller en glödlampa.
Ljus/optik. För att kunna se något måste det finna en ljuskälla En ljuskälla är ett föremål som sänder ut ljus tex solen stearinljus eller en glödlampa.
Ljus/optik. Optik Lgr11 Ljusets utbredning, reflektion och brytning i vardagliga sammanhang. Förklaringsmodeller för hur ögat uppfattar färg. Ljusets.
OPTIK Läran om ljuset.
Repetition Kraft och Rörelse Prov Ons v.20. Vad menas med begreppet kraft? Något som kan få ett föremål att – ändra formen – ändra rörelseriktningen –
O p t i k e l l e r L j u s. Optik – Ljus Ljusstrålar har många märkliga egenskaper och det behövs därför många olika typer av modeller för att beskriva.
AMATÖRRADIO OCH ELEKTROMAGNETISKA FÄLT
Atomfysik Mälarhöjdens skola Ht 15.
Atom och kärnfysik.
Mathias Hallquist, Vålbergsskolan, Vålberg –
Ljus/optik.
Mathias Hallquist, Vålbergsskolan, Vålberg –
Allmän strålningsfysik
Mathias Hallquist, Vålbergsskolan, Vålberg –
Profilen Ljus/optik.
Lärare Mats Hutter Leif Hjärtström
Mathias Hallquist, Vålbergsskolan, Vålberg –
Presentationens avskrift:

Elektromagnetiska vågor

Elektromagnetiska vågor Fluktuationer i både E och B  Fortskridande våg En elektromagnetisk våg kan genereras från laddningar i rörelse, t ex i en antenn.

Elektriskt fält kring en dipolantenn Elektromagnetiska vågor Elektriskt fält kring en dipolantenn En dipol (som t ex figur 18.27) genererar ett elektriskt fält i sin omgivning. Figure 18.27 Om dipolens styrka och polaritet varierar i tiden, som t ex i en antenn, kommer också det genererade elektriska fältet att göra det. Fig 24.2 Det tar en viss tid för det elektriska fältet att ändra sig i en given punkt, beroende på punktens avståndet till antennen.  en våg utbreder sig

Magnetiskt fält kring en dipolantenn Elektromagnetiska vågor Magnetiskt fält kring en dipolantenn En ledare i vilken det flyter en ström, genererar ett magnetiskt fält i sin omgivning. I r B Om strömmens styrka och polaritet varierar i tiden, som t ex i en antenn, kommer också det genererade magnetiska fältet att göra det. Det tar en viss tid för det magnetiska fältet att ändra sig i en given punkt, beroende på punktens avståndet till antennen. Fig 24.3  en våg utbreder sig

Närfält och strålningsfält Elektromagnetiska vågor Närfält och strålningsfält Det elektriska och magnetiska fälten kring antennen avtar snabbt med avståndet till antennen. Närfält. Närvaron av ett tidsvarierande magnetiskt fält inducerar ett elektriskt fält, och också omvänt gäller, närvaron av ett tidsvarierande elektriskt fält inducerar ett magnetiskt fält.  En elektromagnetisk våg utbreder sig Strålningsfält Figure 24.4

En elektromagnetisk vågs egenskaper Elektromagnetiska vågor En elektromagnetisk vågs egenskaper En elektromagnetisk våg är en transversell våg. E och B fälten är vinkelräta. En e-m våg utbreder sig både i vacuum och i ett medium. Utbredningshastigheten i vakuum, ljushastigheten, är c = 299 792 458 m/s  3,00·108 m/s (c = 1/[ 0 0 ]1/2 ). För utbredningshastigheten i ett medium gäller att cluft  c cmateria  c

Det elektromagnetiska spektrumet Elektromagnetiska vågor Det elektromagnetiska spektrumet Elektromagnetiska vågor delas in i olika områden beroende på dess våglängd: Figure 24.9 Frekvensområde Radiovågor Mikrovågor Infraröd strålning Synligt ljus Ultraviolett strålning Röntgenstrålning Gammastrålning Skapas vid: Elektriska svängningskretsar Klystroner (elektronrör) Molekylvibrationer Elektronexcitationer Elektrisk urladdning Inbromsning av snabba elektroner Radioaktivt sönderfall CE2, sid 739

Energi i en elektromagnetisk våg Elektromagnetiska vågor Energi i en elektromagnetisk våg En elektromagnetisk våg överför elektrisk energi I vakuum gäller Elektrisk energitäthet = Energi per volymsenhet = 0 E2 / 2 Magnetisk energitäthet = Energi per volymsenhet = B2 / 20 Total energitäthet = u = 0 E2 / 2 + B2 / 20 I en elektromagnetisk våg är de elektriska och magnetiska energitätheterna lika stora  u = 0 E2 / 2 + B2 / 20 = 0 E2 = B2 / 0  E = c B

Energi i en elektromagnetisk våg Elektromagnetiska vågor Energi i en elektromagnetisk våg Om de e-m fälten varierar sinusformat E = E0 sin( t ), B = B0 sin( t ), så kan effektivvärden defineras som Erms = E0 /2, Brms = B0 /2 umedel = 0 Erms2 / 2 + Brms2 / 20 = 0 Erms2 = Brms2 / 0 Exempel 4, sid 743

Elektromagnetiska vågor Intensitet Figure 24.15 Intensitet = effekt per ytenhet = energi per tids- och ytenhet S = [ u ( ctA ) ] / [ t A ] = c u S = c 0 E2 / 2 + c B2 / 20 = 0 c E2 = c B2 / 0 Exempel 5, sid 745

Doppler effekt f  = f [1  vrel / c ] Elektromagnetiska vågor Doppler effekt f  = f [1  vrel / c ] Skillnad mot Dopplereffekt för ljud Inget medium nödvändigt (ljushastighet annorlunda än ljudhastighet) Relativa hastigheten, vrel , mellan observatör och källa ingår i uttrycket. Används inom astronomi för att bestämma hastigheter på astrofysikaliska objekt.

Doppler effekt f  = f [1 + vrel / c ] Elektromagnetiska vågor Doppler effekt Exempel Vilken hastighet måste man hålla då man närmar sig en trafikljuskorsning, för att det röda ljuset ska uppfattas som grönt. Lösning rött  750 nm grönt  550 nm f = c /  frött  4,00·1014 Hz fgrönt  5,45·1014 Hz f  = f [1 + vrel / c ] vrel = c [ f  / f - 1 ]  c [5,45·1014 / 4,00·1014 - 1 ] = 0,36 c