Что электромагнитное поле образует

Тест. Электромагнитное поле. Электромагнитные волны.

Содержимое разработки

Тест. Электрoмaгнитнoе пoле. Электрoмaгнитные вoлны.

1. Для существoвaния электрическoгo тoкa в прoвoднике неoбхoдимo нaличие

1) свoбoдных чaстиц; 2) свoбoдных зaряженных чaстиц; 3) электрическoгo пoля; 4) свoбoдных зaряженных чaстиц и электрическoгo пoля.

2. Индукциoнный тoк в прoвoднике вoзникaет

1) при изменении мaгнитнoгo пoтoкa, прoнизывaющегo зaмкнутый прoвoдник; 2) при нaличии свoбoдных зaряженных чaстиц в прoвoднике; 3) при нaличии мaгнитнoгo пoля; 4) при нaличии зaряженных чaстиц в прoвoднике.

3. Истoчникoм электрoмaгнитнoгo пoля служит

1) непoдвижный зaряд; 2) движущийся зaряд; 3) ускoреннo движущийся электрический зaряд; 4) пoстoянный мaгнит.

4. Переменнoе электрическoе пoле является вихревым, тaк кaк силoвые линии

1) у этoгo пoля oтсутствуют; 2) нaчинaются нa пoлoжительных зaрядaх; 3) нaчинaются нa oтрицaтельных зaрядaх; 4) зaмкнуты.

5. Электрoмaгнитнoе пoле рaспрoстрaняется в прoстрaнстве в виде

1) прoдoльнoй электрoмaгнитнoй вoлны; 2) пoперечнoй электрoмaгнитнoй вoлны; 3) пoтoкa зaряженных чaстиц; 4) мехaнических вoлн.

6. В электрoмaгнитнoй вoлне сoвершaют кoлебaния

1) чaстицы среды; 2) вектoр нaпряженнoсти электрическoгo тoкa; 3) вектoры нaпряженнoсти и мaгнитнoй индукции; 4) вектoр мaгнитнoй индукции.

7. Длинa электрoмaгнитнoй вoлны нaхoдится пo фoрмуле

1) λ = cT 2) λ = 3) λ = cν 4) λ =

8. Кaкие из вoлн не являются электрoмaгнитными?

1) рaдиoвoлны; 2) звукoвые вoлны; 3) светoвые вoлны; 4) рентгенoвские лучи.

9. Устaнoвите сooтветствие между нaучным oткрытием или гипoтезoй и фaмилией ученoгo.

A) электрoмaгнитнaя индукция

Б) электрoмaгнитнaя вoлнa

10. Нa кaкoй чaстoте рaбoтaет рaдиoстaнция, передaющaя инфoрмaцию нa вoлне длинoй 250м? Скoрoсть рaдиoвoлны 300 000 км/с.

Тест. Электрoмaгнитнoе пoле. Электрoмaгнитные вoлны.

1. Вoкруг прoвoдникa с тoкoм мoжнo oбнaружить

1) тoлькo электрическoе пoле; 2) тoлькo мaгнитнoе пoле; 3) электрическoе и мaгнитнoе пoле; 4) грaвитaциoннoе пoле.

2. Электрoмaгнитнoе пoле oбрaзуют

1) электрическoе и мaгнитнoе пoля, существующие в дaннoй oблaсти прoстрaнствa; 2) пoстoянные мaгниты; 3) переменные электрическoе и мaгнитнoе пoля, пoрoждaющие друг другa; 4) непoдвижные зaряды.

3. Электрoмaгнитнoе пoле мoжнo oбнaружить oкoлo

1) непoдвижнoгo зaрядa; 2) непoдвижнoгo мaгнитa; 3) движущегoся с пoстoяннoй скoрoстью зaрядa; 4) ускoреннo движущегoся электрическoгo зaрядa.

4. Переменнoе мaгнитнoе пoле является вихревым, тaк кaк

1) у негo нет силoвых линий; 2) силoвые линии гoризoнтaльны; 3) силoвые линии не зaмкнуты; 4) силoвые линии зaмкнуты.

5. В вaкууме электрoмaгнитнoе пoле рaспрoстрaняется в виде электрoмaгнитнoй вoлны, скoрoсть кoтoрoй

1) уменьшaется с течением времени; 2) увеличивaется сo временем; 3) пoстoяннa и рaвнa 3 000 000 м/ с; 4) пoстoяннa и рaвнa 300 км/ с.

6. Кoлебaния вектoрoв нaпряженнoсти электрическoгo пoля и мaгнитнoй индукции прoисхoдят в плoскoстях, кoтoрые

1) пaрaллельны нaпрaвлению рaспрoстрaнения вoлны; 2) перпендикулярны нaпрaвлению рaспрoстрaнения вoлны; 3) не связaны с нaпрaвлением рaспрoстрaнения вoлны; 4) пoстoяннo меняют свoю oриентaцию пo oтнoшению к нaпрaвлению рaспрoстрaнения вoлны.

7. Длинa электрoмaгнитнoй вoлны нaхoдится пo фoрмуле

1) λ = 2) λ = 3) λ = cν 4) λ =

8. К электрoмaгнитным вoлнaм oтнoсится

1) звукoвaя вoлнa; 2) рaдиoвoлнa; 3) взрывнaя вoлнa; 4) ультрaзвукoвaя вoлнa.

9. Устaнoвите сooтветствие между фaмилиями ученых и их вклaдaми в рaзвитие нaуки

1) Oбнaружил нa oпыте электрoмaгнитную вoлну

2) Ввел предстaвление oб электрическoм и мaгнитнoм пoле

3) Сoздaл теoрию электрoмaгнитнoгo пoля

10. Кaкaя длинa вoлны сooтветствует сигнaлу SOS, если егo чaстoтa 5 ∙ 105 Гц? Скoрoсть рaдиoвoлны 300 000 км/с.

Источник

Электростатика. Электромагнитное поле.

Электромагнитные поля (ЭМП) охватывает все вокруг нас, оставаясь при этом незаметным для зрения человека. Электрические поля формируются при грозе, когда в атмосфере получается электрический разряд. Магнитное поле Земли поворачивает стрелку компаса, ориентирует животных, птиц и рыб по сторонам света.

Электромагнитное поле – это порождающие друг друга переменные электрические и магнитные поля.

Само понятие электромагнитного поля сформулировано Джеймсом Максвеллом в 1865 г. Им было экспериментально обосновано, что: всякое изменение со временем магнитного поля приводит к образованию изменяющегося электрического поля, а всякого рода изменение со временем электрического поля формирует изменяющееся магнитное поле. Когда электрические заряды перемещаются с ускорением, то формируемое ими электрическое поле периодически изменяется и само образует в пространстве переменное магнитное поле.

Электрические поля создаются разницей напряжений: чем больше электрическое напряжение, тем большим будет образующееся поле. Магнитные поля формируется там, где проходит электрический ток: чем сильнее ток, тем сильнее магнитное поле.

Электрическое поле имеется даже, когда нет электрического тока. Когда присутствует электрический ток, то сила магнитного поля будет изменяться в зависимости от расхода электроэнергии, а сила электрического поля сохраняется при этом неизменной. Из всего этого заключаем, что поделить отдельно на электрическое и магнитное поле нельзя. Около одного и того же заряда сразу присутствует и электрическое, и магнитное поля. Именно этим объясняется обозначение – электромагнитное поле.

Источник

Электромагнитное поле, его влияние на человека, измерение и защита

Что такое электромагнитное поле, как оно влияет на здоровье человека и зачем его измерять — вы узнаете из этой статьи. Продолжая знакомить вас с ассортиментом нашего магазина, расскажем о полезных приборах — индикаторах напряженности электромагнитного поля (ЭМП). Они могут применяться как на предприятиях, так и в быту.

Что такое электромагнитное поле?

Современный мир немыслим без бытовой техники, мобильных телефонов, электричества, трамваев и троллейбусов, телевизоров и компьютеров. Мы привыкли к ним и совершенно не задумываемся о том, что любой электрический прибор создает вокруг себя электромагнитное поле. Оно невидимо, но влияет на любые живые организмы, в том числе и на человека.

Электромагнитное поле — особая форма материи, возникающая при взаимодействии движущихся частиц с электрическими зарядами. Электрическое и магнитное поле взаимосвязаны друг с другом и могут порождать одно другое — именно поэтому, как правило, о них говорят вместе как об одном, электромагнитном поле.

К основным источникам электромагнитных полей относят:

— линии электропередач;
— трансформаторные подстанции;
— электропроводку, телекоммуникации, кабели телевидения и интернета;
— вышки сотовой связи, радио- и телевышки, усилители, антенны сотовых и спутниковых телефонов, Wi-Fi роутеры;
— компьютеры, телевизоры, дисплеи;
— бытовые электроприборы;
— индукционные и микроволновые (СВЧ) печи;
— электротранспорт;
— радары.

Влияние электромагнитных полей на здоровье человека

Электромагнитные поля влияют на любые биологические организмы — на растения, насекомых, животных, людей. Ученые, изучающие влияние ЭМП на человека, пришли к выводу, что длительное и регулярное воздействие электромагнитных полей может привести к:
— повышенной утомляемости, нарушениям сна, головным болям, снижению давления, снижению частоты пульса;
— нарушениям в иммунной, нервной, эндокринной, половой, гормональной, сердечно-сосудистой системах;
— развитию онкологических заболеваний;
— развитию заболеваний центральной нервной системы;
— аллергическим реакциям.

Защита от ЭМП

Существуют санитарные нормы, устанавливающие максимально допустимые уровни напряженности электромагнитного поля в зависимости от времени нахождения в опасной зоне — для жилых помещений, рабочих мест, мест возле источников сильного поля. Если нет возможности уменьшить излучение конструкционно, например, от линии электромагнитных передач (ЭМП) или сотовой вышки, то разрабатываются служебные инструкции, средства защиты для работающего персонала, санитарно-карантинные зоны ограниченного доступа.

Различные инструкции регламентируют время пребывания человека в опасной зоне. Экранирующие сетки, пленки, остекление, костюмы из металлизированной ткани на основе полимерных волокон способны снизить интенсивность электромагнитного излучения в тысячи раз. По требованию ГОСТа зоны излучения ЭМП ограждаются и снабжаются предупреждающими табличками «Не входить, опасно!» и знаком опасности электромагнитного поля.

Специальные службы с помощью приборов постоянно контролируют уровень напряженности ЭМП на рабочих местах и в жилых помещениях. Можно и самостоятельно позаботиться о своем здоровье, купив портативный прибор «Импульс» или комплект «Импульс» + нитрат-тестер «SOEKS».

Зачем нужны бытовые приборы измерения напряженности электромагнитного поля?

Электромагнитное поле негативно влияет на здоровье человека, поэтому полезно знать, какие места, в которых вы бываете (дома, в офисе, на приусадебном участке, в гараже) могут представлять опасность. Вы должны понимать, что повышенный электромагнитный фон могут создавать не только ваши электрические приборы, телефоны, телевизоры и компьютеры, но и неисправная проводка, электроприборы соседей, промышленные объекты, расположенные неподалеку.

Специалисты выяснили, что кратковременное воздействие ЭМП на человека практически безвредно, но длительное нахождение в зоне с повышенным электромагнитным фоном опасно. Вот такие зоны и можно обнаружить с помощью приборов типа «Импульс». Так, вы сможете проверить места, где проводите больше всего времени; детскую и свою спальню; рабочий кабинет. В прибор занесены значения, установленные нормативными документами, так что вы сразу сможете оценить степень опасности для вас и ваших близких. Возможно, что после обследования вы решите отодвинуть компьютер от кровати, избавиться от сотового телефона с усиленной антенной, поменять старую СВЧ-печь на новую, заменить изоляцию дверцы холодильника с режимом No Frost.

Источник

Электромагнитное поле. Электромагнитная волна

Урок 21. Физика 11 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Электромагнитное поле. Электромагнитная волна»

В течение довольно длительного времени мы с вами изучали механические волны и их свойства. При этом мы отмечали, что механические волны могут распространяться только в упругих средах. Однако существуют волны, которые не нуждаются в каком-либо веществе для своего распространения. Это электромагнитные волны.

Впервые гипотеза об их существовании была высказана ещё в 1864 году Джеймсом Максвеллом. После открытия Майклом Фарадеем явления электромагнитной индукции возник вопрос о том, как возникает индукционный ток. С одной стороны, как мы уже знаем, он возникает за счёт действия переменного магнитного поля. С другой же стороны заряды в проводнике придут в упорядоченное движение только тогда, когда на них действует электрическое поле. Тогда каким образом хаотически движущиеся между узлами кристаллической решётки свободные электроны приходят в направленное движение под действием магнитного поля?

Вопрос действительно непростой, поскольку непонятно, какие силы заставляют электроны двигаться направленно. Ведь само магнитное поле этого сделать не может, так как оно действует только на движущиеся электрические заряды. Наглядно это показали опыты Ампера, в которых магнитное поле оказывало действие только на проводник с током.

Ещё одним фактом является то, что электромагнитная индукция выглядит абсолютно одинаково в двух внешне различающихся опытах. Например, в одном опыте мы вращаем рамку в однородном магнитном поле, а в другом — вращаем магнит внутри рамки.

Принимая во внимание особенности магнитного поля, нужно также помнить о том, что на заряды действует ещё и электрическое поле. Однако это поле, называемое также электростатическим, создаётся неподвижными зарядами, а индукционный ток возникает под действием переменного магнитного поля.

Рассуждая аналогичным образом Максвелл теоретически показал, что источниками электрического поля могут быть как электрические заряды, так и магнитные поля, изменяющиеся во времени. В свою очередь, магнитные поля могут возбуждаться либо движущимися электрическими зарядами (электрическим током), либо переменными электрическими полями. Изменение индукции магнитного поля с течением времени вызывает появление в окружающем пространстве индукционного электрического поля.

Но индукционное электрическое поле имеет совсем другую структуру, чем поле электростатическое, так как оно не связано с электрическими зарядами. Поэтому силовые линии этого поля не имеют ни начала, ни конца, и представляют собой замкнутые линии, похожие на линии магнитного поля. То есть это индукционное электрическое поле является вихревым.

Чем быстрее меняется магнитная индукция, тем больше напряжённость электрического поля. Согласно правилу Ленца при возрастании магнитной индукции направление силовых линии вектора напряжённости возникающего электрического поля совпадает с направлением вращения ручки буравчика, движущегося поступательно в направлении, противоположном вектору индукции магнитного поля. И, напротив, при убывании магнитной индукции буравчик должен поступательно двигаться по направлению вектора индукции магнитного поля, и направление вращения ручки буравчика укажет направление силовых линий напряжённости возникающего электрического поля.

В свою очередь, направление силовых линий напряжённости совпадает с направлением индукционного тока. Сила, действующая со стороны вихревого электрического поля на заряд (сторонняя сила), по-прежнему равна F = qE. Но в отличие от случая стационарного электрического поля, работа вихревого поля по перемещению заряда на замкнутом пути не равна нулю. Ведь при перемещении заряда вдоль замкнутой линии напряжённости электрического поля работа на всех участках пути имеет один и тот же знак, так как сила и перемещение совпадают по направлению.

Таким образом, работа вихревого электрического поля при перемещении единичного положительного заряда вдоль замкнутого неподвижного проводника численно равна ЭДС индукции в этом проводнике.

Далее Максвелл предположил, что любое изменение напряжённости вихревого электрического поля сопровождается возникновением переменного магнитного поля. И этот процесс может повторяться до бесконечности, поскольку поля смогут попеременно воспроизводить друг друга даже в вакууме. Таким образом, в вакууме возникает система изменяющихся и взаимно порождающих друг друга электрических и магнитных полей, охватывающих все большие и большие области пространства.

Эти тесно взаимосвязанные и порождающие друг друга поля образуют электромагнитное поле.

При этом важно, что нельзя создать переменное магнитное поле без того, чтобы одновременно в пространстве не возникло и электрическое поле. И наоборот.

Не менее важно и то, что электрическое поле без магнитного или магнитное без электрического может существовать лишь по отношению к определённой системе отсчёта. Например, мы знаем, что покоящийся заряд создаёт только электрическое поле. Но ведь заряд покоится лишь относительно определённой системы отсчёта. А относительно других систем отсчёта он может двигаться и, значит, создавать магнитное поле.

Точно так же в системе отсчёта, связанной с магнитом, обнаруживается лишь магнитное поле. Но движущийся относительно магнита наблюдатель обнаружит и электрическое поле, так как в системе отсчёта, движущейся относительно магнита, магнитное поле будет меняться с течением времени по мере приближения наблюдателя к магниту или удаления от него. Переменное же во времени магнитное поле порождает вихревое электрическое поле. Значит, утверждение, что в данной точке пространства существует только электрическое или только магнитное поле, бессмысленно, если не указать, по отношению к какой системе отсчёта эти поля рассматриваются.

Сам Максвелл твёрдо верил в существование электромагнитного поля, хотя экспериментальное подтверждение этого факта было получено лишь спустя 22 года.

Одним из важных результатов, который вытекал из сформулированной Максвеллом теории электромагнитного поля, стало предсказание возможности существования электромагнитных волн. Итак, согласно теории Максвелла при ускоренном движении свободных зарядов в проводнике в пространстве вокруг него создаётся переменное магнитное поле, которое порождает переменное вихревое электрическое поле. Последнее, в свою очередь, вновь вызывает появление переменного магнитного поля уже на большем расстоянии от заряда и так далее. Таким образом, в пространстве вокруг проводника образуются взаимосвязанные электрические и магнитные поля. Процесс распространения переменного электромагнитного поля и представляет собой электромагнитную волну.

Электромагнитные волны являются поперечными. В них направления колебаний векторов напряжённости электрического поля и индукции магнитного поля волны происходят в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.

Подобно упругим механическим волнам, электромагнитные волны испытывают отражение от препятствий, но, в отличие от упругих волн, они могут распространяться и в вакууме.

Примечательно, что Максвелл смог не только теоретически обосновать возможность существования электромагнитных волн, но и вычислил скорость их распространения в вакууме — почти 300 000 км/с. Вот что по этому поводу писал сам учёный в письме Уильяму Томсону: «Скорость поперечных волновых колебаний в нашей гипотетической среде, вычисленная из электромагнитных опытов Кольрауша и Вебера, столь точно совпадает со скоростью света, вычисленной из оптических опытов Физо, что мы едва ли может отказаться от вывода, что свет состоит из поперечных колебаний той же самой среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений».

Позже было показано, что электромагнитным волнам присуще все характеристики обычных механических волн: амплитуда, длина волны, период и частота. А также соотношения между этими величинами.

Как мы уже упоминали, экспериментально обнаружили электромагнитные волны лишь спустя 22 года, после их теоретического обоснования. Впервые это удалось немецкому учёному Генриху Рудольфу Герцу в 1887 году с помощью установки, представленной на экране (вибратор Герца).

Шарам сообщались большие разноимённые заряды, в результате чего между ними происходил электрический разряд, а в стержнях возникали электромагнитные колебания. Приём электромагнитной волны наблюдался в виде маленькой искры, которая проскакивала между двумя шариками приёмного устройства в виде проволочного витка.

Таким образом, Герц закончил гигантскую работу Майкла Фарадея. Максвелл превратил представления Фарадея в математические формулы, а Герц трансформировал математические образы в видимые и слышимые нами электромагнитные волны.

Сейчас мы точно знаем, что всё окружающее нас пространство окутано электромагнитными волнами различных частот. Их шкала необычайно широка, а применение — чрезвычайно многообразно.

В настоящее время все электромагнитные волны принято делить по длинам волн на шесть основных диапазонов. Их границы весьма условны, потому как в большинстве случаев соседние диапазоны несколько перекрывают друг друга.

Электромагнитные волны разных частот могут отличаться проникающей способностью, скоростью распространения в веществе, видимостью, цветностью и так далее. Они могут оказывать как благоприятное, так и негативное воздействие на всё живое. Например, благодаря инфракрасному излучению поддерживается жизнь на Земле. А видимое излучение даёт нам информацию об окружающем мире и возможность ориентироваться в пространстве.

Источник

Что электромагнитное поле образует

В 1860-1865 гг. один из величайших физиков XIX века Джеймс Клерк Максвелл создал теорию электромагнитного поля. Согласно Максвеллу явление электромагнитной индукции объясняется следующим образом. Если в некоторой точке пространства изменяется во времени магнитное поле, то там образуется и электрическое поле. Если же в поле находится замкнутый проводник, то электрическое поле вызывает в нем индукционный ток. Из теории Максвелла следует, что возможен и обратный процесс. Если в некоторой области пространства меняется во времени электрическое поле, то здесь же образуется и магнитное поле.

Таким образом, любое изменение со временем магнитного поля приводит к возникновению изменяющегося электрического поля, а всякое изменение со временем электрического поля порождает изменяющееся магнитное поле. Эти порождающие друг друга переменные электрические и магнитные поля образуют единое электромагнитное поле.

Свойства электромагнитных волн

Электромагнитные волны, в отличие от упругих (звуковых) волн, могут распространяться в вакууме или любом другом веществе.

Электромагнитные волны в вакууме распространяются со скоростью c=299 792 км/с, то есть со скоростью света.

В веществе скорость электромагнитной волны меньше, чем в вакууме. Соотношение между длиной волны, её скоростью, периодом и частотой колебаний, полученные для механических волн выполняются и для электромагнитных волн:

Колебания вектора напряженности E и вектора магнитной индукции B происходят во взаимно перпендикулярных плоскостях и перпендикулярно направлению распространения волны (вектору скорости).

Электромагнитная волна переносит энергию.

Диапазон электромагнитных волн

Вокруг нас сложный мир электромагнитных волн различных частот: излучения мониторов компьютеров, сотовых телефонов, микроволновых печей, телевизоров и др. В настоящее время все электромагнитные волны разделены по длинам волн на шесть основных диапазонов.

Электромагнитные излучения с длиной волны, от 0,005 м до 1 мкм, т.е. лежащие между диапазоном радиоволн и диапазоном видимого света, называются инфракрасным излучением. Инфракрасное излучение испускают любые нагретые тела. Источником инфракрасного излучения служат печи, батареи, электрические лампы накаливания. С помощью специальных приборов инфракрасное излучение можно преобразовать в видимый свет и получать изображения нагретых предметов в полной темноте.

К видимому свету относят излучения с длиной волны примерно 770 нм до 380 нм, от красного до фиолетового цвета. Значение этого участка спектра электромагнитных излучений в жизни человека исключительно велико, так как почти все сведения об окружающем мире человек получает с помощью зрения.

Невидимое глазом электромагнитное излучение с длиной волны меньше, чем у фиолетового цвета, называют ультрафиолетовым излучением. Оно способно убивать болезнетворные бактерии.

Рентгеновское излучение невидимо глазом. Оно проходит без существенного поглощения через значительные слои вещества, непрозрачного для видимого света, что используют для диагностики заболеваний внутренних органов.

Гамма-излучением называют электромагнитное излучение, испускаемое возбужденными ядрами и возникающее при взаимодействии элементарных частиц.

Принцип радиосвязи

Радиосвязью называется передача информации с помощью электромагнитных волн, частоты которых находятся в диапазоне от до Гц.

Радар (радиолокатор)

Устройство, которое передает ультракороткие волны и тут же их принимает. Излучение осуществляется короткими импульсами. Импульсы отражаются от предметов, позволяя после приема и обработки сигнала установить дальность до предмета.

Радар скорости работает по аналогичному принципу. Подумайте, как радар определяет скорость движущейся машины.

Источник