Источники электромагнитного излучения

Заряженная частица, например электрон, движущаяся с постоянной скоростью, не излучает электромагнитных волн. Электромагнитное излучение возникает только при ускоренном () движении заряженных частиц.

Так, рентгеновское излучение возникает в результате резкого торможения пучка электронов, соударяющихся с антикатодом.

Другим весьма важным для понимания многих физических процессов источником электромагнитных волн является электрический диполь, совершающий гармонические колебания (рис. 7.11). Электрический момент диполя изменяется во времени по гармоническому закону:

,

где .

Возвратно-поступательное смещение электрического заряда равносильно существованию элемента тока, вокруг которого, согласно закону Био-Савара-Лапласа, возникает магнитное поле. Однако магнитное поле в данном случае будет переменным, т.к. вызывающий его элемент тока является изменяющимся. Переменное магнитное поле вызывает переменное электрическое поле - в среде распространяется электромагнитная волна. На больших расстояниях от диполя (, l - длина электромагнитной волны) волна становится сферической, в этой волне векторы и перпендикулярны друг к другу и к вектору скорости , который в свою очередь направлен по радиус-вектору . При этом вектор направлен по касательной к меридиану, а вектор - по касательной к параллели (в соответствии с законом Био-Савара-Лапласа). В случае электрического диполя, излучающего электромагнитную волну, электрические заряды обладают ускорением .

Аналогично возникает электромагнитное излучение при смещениях электронных оболочек относительно ядер атомов. Такое смещение может происходить либо в результате воздействия переменного электрического поля, либо в результате тепловых колебаний атомов вещества. Последний механизм является причиной так называемого «теплового излечения» нагретых тел.

Интересно отметить, что при периодических деформациях магнитного диполя также излучается электромагнитная волна.

На рис. 7.12 показан магнетик цилиндрической формы, намагниченный вдоль оси. Продольная деформация цилиндра (при постоянстве радиуса) приведет к изменению намагниченности и магнитного момента:

.

Периодическая деформация намагниченного цилиндра сопровождается периодическим изменением магнитного момента и излучением электромагнитной волны. Однако в данном случае вектор направлен по касательной к меридиану, а вектор - по касательной к параллели на сферической волновой поверхности.

Дата добавления: 2017-02-01