Генерация электромагнитных волн

Электромагнитное поле. Электромагнитные волны.

Ферромагнетики и их магнитные характеристики.

Типы магнетиков. Диамагнетики, парамагнетики.

Вещества с отрицательной магнитной восприимчивостью – диамагнетики. Причиной диамагнетизма является индукция молекулярных токов, поле которых противоположно внешнему полю, т.е. магнитные моменты атомов диамагнетиков ориентируются против внешнего поля. К ним относят как простые вещества (Ag, Au), так и сложные (вода, бензол).

Парамагнетизм характерен для веществ с восприимчивостью >0, частицы которые обладают собственными магнитными моментами, и в отсутствие внешнего поля ориентированы хаотично.

Парамагнетики втягиваются в область магнитного поля, а диамагнетики выталкиваются.

У некоторых магнетиков при увеличении напряженности поля намагниченность резко возрастает и достигает насыщения. Эти вещества называют ферромагнетиками и они обладают спонтанным магнитным моментом, т.е. имеют некоторую намагниченность при отсутствии внешнего поля. Для них характерны зависимости проницаемости от внешнего поля и от предыстории образца.

Для ферромагнетиков характерны существенные t°, выше которых они переходят в обычное парамагнитное состояние с нулевым спонтанным магнитным моментом.

Ферромагнитные свойства определяются не отдельными атомами, а намагничиванием некоторых областей вещества, называемых доменами.

Зависимость напряженности ферромагнетика от напряженности внутреннего поля определяется предысторией намагничивания, и это явление называется магнитным гистерезисом. При перемагничивании зависимость намагниченности от напряженности поля образует характерную S-образную кривую, называемую петлей гистерезиса.

Ток порождает переменное магнитное поле. Т.о. образуется электромагнитная волна. Для получения таких волн используют колебательные контуры. В простейшем виде он состоит из катушки и конденсатора.

В контуре происходят следующие процессы:

Конденсатор начинает разряжаться и по цепи потечет ток, который сначала растет, а затем падает до 0. Т.к он переменный, в катушке индуцируется ЭДС, препятствующий разрядке конденсатора и он разряжается постепенно, а в процессе разрядки происходит преобразование электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля конденсатора. Когда сила тока = max, энергия магнитного поля тоже = max, а энергия электрического поля падает до 0. Затем энергия магнитного поля падает до 0 и происходит перезарядка конденсатора, т.е. изменяется знак на его обкладках и процесс разрядки повторяется. Напряжение на конденсаторе и ток в этой цепи будут изменяться по гармоническому синусоидальному закону. Данный процесс мог бы продолжаться бесконечно, если бы не было потерь энергии.

Такие колебания в контуре – собственные. Их период:

T =

Из-за потерь собственные колебания постепенно затухают. Чтобы получить незатухающие колебания его подключают к источнику переменной ЭДС. И в контуре происходят вынужденные колебания. Такой контур излучает в окружающее пространство энергию, которая называется энергией электромагнитного поля. Поле, в котором напряженность электрического и индукция магнитного полей изменяется по синусоидальному закону – электромагнитная волна. Графически – 2 взаимно перпендикулярные синусоиды.

Скорость распространения электромагнитных волн в среде:

, где – диэлектрическая и магнитная проницаемость среды.

Спектр электромагнитных волн охватывает диапазон от радиоволн до -излучений.

Дата добавления: 2015-04-24