Ηλεκτρομαγνητικά κύματα

Από τα ραδιοκύματα στις ακτίνες γ: ένα φάσμα.

26 λεπτά

Θα μάθεις να

Να περιγράφεις τη δομή ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος και τι το κάνει διαφορετικό από τα μηχανικά.
Να χρησιμοποιείς τη σχέση c = λf για όλο το φάσμα.
Να κατατάσσεις τις περιοχές του φάσματος κατά συχνότητα και μήκος κύματος.
Να εξηγείς γιατί οι ονομασίες των περιοχών είναι σύμβαση και όχι διαφορετικά φαινόμενα.

Ένα κύμα χωρίς μέσο

Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα δεν χρειάζεται ύλη για να διαδοθεί. Αυτό είναι που το ξεχωρίζει από όλα τα προηγούμενα, και ο λόγος που βλέπουμε τον Ήλιο.

Αυτό που ταλαντώνεται δεν είναι σωματίδια αλλά δύο πεδία: ένα ηλεκτρικό $\vec{E}$ και ένα μαγνητικό $\vec{B}$ , κάθετα μεταξύ τους και κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης. Κάθε μεταβολή του ενός γεννά το άλλο, και η αλυσίδα αυτοσυντηρείται.

Άρα το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι εγκάρσιο, πάντα.

Το φάσμα

Ένα φαινόμενο, είκοσι τάξεις μεγέθους

Σύρε τη συχνότητα από τη μία άκρη στην άλλη. Το είδος του κύματος δεν αλλάζει πουθενά — αλλάζουν μόνο οι αριθμοί, και τα ονόματα είναι δική μας ευκολία.

Μια λωρίδα λιγότερο από μία τάξη μεγέθους, από το κόκκινο στο ιώδες. Όλα όσα έχεις δει ποτέ χωράνε εδώ.

Συχνότητα3,2 · 10¹⁴ Hz

Περιοχή: Ορατό φως
Μήκος κύματος: 9,5 · 10⁻⁷ m

Λυμένα παραδείγματα

Παράδειγμα 1

Ραδιοφωνικός σταθμός εκπέμπει στα $100$ MHz. Βρες το μήκος κύματος.

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Παράδειγμα 2

Πράσινο φως έχει $\\lambda = 5 \\times 10^{-7}$ m. Βρες τη συχνότητά του.

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Παράδειγμα 3

Το φως χρειάζεται $8$ λεπτά για να φτάσει από τον Ήλιο. Πόσο απέχει;

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Παράδειγμα 4

Κύμα Α έχει διπλάσια συχνότητα από το κύμα Β. Τι ισχύει για τα μήκη κύματος στο κενό;

Δοκίμασέ το πρώτα. Μετά δες τη λύση.

Ασκήσεις

Από την πιο απλή στην πιο δύσκολη. Κρυμμένη είναι μόνο η απάντηση — ο δρόμος ως εκεί είναι δική σου δουλειά.

Βασική

Ποια είναι η ταχύτητα κάθε ηλεκτρομαγνητικού κύματος στο κενό;

Τεστ

Δεν μετράει βαθμός — μετράει να δεις τι κατάλαβες. Προσπέρασε όποια θες και γύρνα πίσω όποτε θες.

Τι ξεχωρίζει το ηλεκτρομαγνητικό από το μηχανικό κύμα;

μεταφέρει ύληδιαδίδεται και στο κενόείναι διάμηκεςδεν μεταφέρει ενέργεια

Τα κατάφερες;

Να περιγράφεις τη δομή ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος και τι το κάνει διαφορετικό από τα μηχανικά.
Να χρησιμοποιείς τη σχέση c = λf για όλο το φάσμα.
Να κατατάσσεις τις περιοχές του φάσματος κατά συχνότητα και μήκος κύματος.
Να εξηγείς γιατί οι ονομασίες των περιοχών είναι σύμβαση και όχι διαφορετικά φαινόμενα.

Κάνε το τεστ πιο πάνω και θα δεις εδώ πού στέκεσαι.