ГЛАВА 31. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ. РАДИОВОЛНЫ, СВЕТ, РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ. ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН

Максвелл вычислил и скорость распространения этого процесса; она оказалась около трехсот тысяч километров в секунду. Потрясенный полученным результатом, Максвелл пишет Уильяму Томсону: <Скорость поперечных волновых колебаний : столь точно совпадает со скоростью света, измеренной в оптических опытах А. Физо, что мы едва ли можем отказаться от вывода, что свет состоит из поперечных колебаний той же самой среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений>. И далее в письме: <: я думаю, что у меня есть все основания считать магнитную и светоносную среды как одну и ту же среду...> (другими словами, свет и электромагнитная волна - одно и то же). Великий физик А. Эйнштейн позже писал, что немногим физикам довелось испытать радость такого открытия, когда вдруг совпадали несвязанные, как казалось, величины, что и говорило об одинаковой природе этих величин и явлений. Максвеллу - довелось.

Давайте теперь рассмотрим основные свойства электромагнитных волн. В каждой точке пространства напряженность электрического поля и индукция магнитного поля совершают колебания с определенной частотой, которая может меняться в очень широких пределах - от нескольких колебаний в секунду, до 10^19?20 колебаний в секунду. В честь Г. Герца единица частоты колебаний в системе СИ называется герц и пишется как Гц. С использованием этой единицы указанный интервал частот электромагнитных волн можно записать как 1?10^19?20 Гц. С какой частотой происходят колебания электрического и магнитного полей в электромагнитной волне, зависит от движения зарядов, создающих (излучающих) эту волну. Если движение заряда, излучающего волну, периодическое (или почти периодическое), то будет излучаться волна с частотой, равной частоте колебаний заряда. Если движение излучающего заряда непериодическое, волна будет представлять собой наложение (суперпозицию) волн с разными частотами.

Частота и длина электромагнитных волн. Пусть в некоторой точке пространства колебания вектора напряженности электрического поля происходят по закону

Рис. 31.1

где - круговая частота волны, которая связана с ее частотой и периодом T следующим соотношением