Elektromagnetski valovi

Izvor: Wikipedija

   Ovaj članak nema wikipoveznica ili ih ima premalo.
Članak treba dopuniti dodavanjem wikipoveznica na druge pojmove.
   Predloženo je da se ovaj tekst uklopi u članak Elektromagnetno zračenje. (Rasprava)


Sredinom 19.-og stoljeća veliki izazov bio je poznat kao svijetlost, magnetizam i elektricitet. Stoljeća ranije Thomas Young je izmjerio valnu duljinu svijetlosti, William Gilbert je otkrio polaritet magneta i brojni istraživači su eksperimentirali s novim otkrićem – elektricitetom. Maxwell je, 1865. godine, napravio teoretski opis elektromagnetskih valova, ali se nije znalo kako proizvesti valove. Rekao je da ako struja titra (mjenja smijer u malim itervalima) nastaju elektromagnetni valovi. Prije je već bila određena frekvencija svijetlosti. Prema Maxwellovoj teoriji, svijetlost bi se morala vidjeti kada bi frekvencija EM valova, koju bi proizvodio titrajni krug, bila jednaka frekvenciji svijetlosti. To je bilo točno samo nisu imali tako kvalitetnu opremu koja bi mogla proizvasti valove veće od 1012 Hz, što je puno manje od frekvencije svijetlosti. Tako je dvadeste godina kasnije, Heinrich Hertz napravio pokus (kasnije objašnjeni, poglavlje 2.2.), kojim je uspio pokazati povezanost elektromagnetnih valova sa svijetlošću. Taj eksperiment je puno pomogao u razumjevanju elektromagnetnog spektra, dokaz da se valovi mogu stvoriti i širiti kroz prostor. Da se vratimo natrag Maxwellu. On je u svojim jednadžabama elektromagnetne valove objasnio jednadžbama za električna i magnetna polja. Prema tome EM valovi nastaju zato što: - promjenljivo magnetno polje B stvara promjenljivo električno polje E - promjenljivo električno polje E stvara promjenljivo magnetno polje B

Na taj način iz Maxwellovih jednadžbi slijedi niz uzajamnih promjena električnih polja koji se prostiru prostorom kao elektromagnetni valovi. Ti «lanci» električnih i magnetnih polja mogu se odvojiti od naboja i struja te se slobodno širiti prostorom u obliku EM valova. Oni postoje i nakon što se ukloni njihov izvor. Polja su tada samostalna i mogu postojati i širiti se bez postojanja naboja i struja. Elektromagnetni valovi imaju četiri važna svojstva: 1. Za razliku od ostalih valova koji se šire nekim sredstvom, elektromagnetni se valovi mogu širiti vakuumom. 2. Titrajuća električna i magnetna polja u elektromagnetnom vali imaju usklađene bregovi i dolove. 3. Smjerovi električnoga i magnetnog polja u elektromagnetnom valu okomiti su jedan na drugi i oba su okomita na smijer širenja vala. Dakle, elektromagnetni valovi su transverzalni. 4. Brzina elektromagnetnih valova ovisi samo o električnim i magnetnim svojstvima medija kojim se šire, a ne ovise o amplitudi elektromagnetnog polja.

U svojoj teoriji elektromagnetnih valova Maxwell je izveo formulu za brzinu elektromagnetnih valova u vakuumu koja glasi:

gdje je električna permitivnost i magnetna permeabilnost. Izračunavanjem te formule, dobije se da je brzina elektromagnetnih valova u vakuumu . Ta brzina podudara se s izmjerenom vrijednošću brzine svijetlosti u vakuumu. Za širenje elektromagnetnih valova nije potreban nikakav medij. Po tome svojstvu se razlikuju od ostalih valova, kojima je potreban medija za širenje, npr. zrak, voda, valovod,... Na putu kojem se elektromagnetni valovi šire ne trebaju titrati čestice nekog medija, nego pri širenju elektromagnetnog vala titraju električna i magnetna polja. Elektromagnetne valove stvaraju električni naboji koji se gibaju akcelerirano. Ako električni naboj titra, on emitira kontinuirani elektromagnetni val, a ako ima samo kratkotrajnu akceleraciju, tada emitira pulsni elektromagnetni val.


Nedovršeni članak Elektromagnetski valovi koji govori o fizici treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima Wikipedije.