Генрих Герц в 1888 г. экспериментально проверил справедливость теории Максвелла и установил свойства электромагнитных волн.
Для получения волн он использовал простое устройство, называемое вибратором Герца — два металлических стержня с шарами на концах, раздвинутыми на небольшое расстояние. Из-за воздушного промежутка между шарами на них можно подать большое напряжение и накопить значительные заряды. Когда заряды достигают предельного значения, между шарами проскакивает искра и в пространство излучаются электромагнитные волны.
Излучающий вибратор излучает электромагнитные волны, приёмный — принимает.
Свойства электромагнитных волн
Установка для изучения свойств электромагнитных волн
1) Электромагнитные волны проходят через диэлектрик и не проходят через проводник.
2) Электромагнитные волны отражаются от проводника, причём угол отражения равен углу падения волны.
3) Электромагнитные волны преломляются на границе диэлектрика.
4) Электромагнитные волны могут интерферировать (складываться) друг с другом при определённых условиях.
Диапазоны электромагнитных волн
Длина волны (и частота) электромагнитного излучения меняется непрерывно, но условно электромагнитные волны можно разделить на шесть диапазонов. Диапазоны плавно переходят друг в друга, поэтому границы между ними проведены условно.
Энергия излучения связана с его частотой. Поэтому диапазоны электромагнитного излучения можно разбивать и по частоте.
1. Радиоволны. Диапазон частот: 3 кГц — 300 ГГц. Длина волны: от 1 км до 1 мм. Источники: антенны, генераторы радиочастот, космические объекты. Применение: радиовещание, телевидение, сотовая связь, радиолокация, космическая связь.
2. Инфракрасное излучение (тепловое). Диапазон частот: 300 ГГц — 430 ТГц. Длина волны: от 760 нм до 2 мм. Источники: Солнце (50% его полного излучения), лампы накаливания, угольная электрическая дуга, любое нагретое тело. Применение: тепловизоры, пульты дистанционного управления, обогрев.
3. Видимый свет. Диапазон частот: 430 ТГц — 790 ТГц. Длина волны: от 400 нм (фиолетовый) до 700 нм (красный). Источники: Солнце, лампы, лазеры. Значение: позволяет живым организмам видеть окружающие предметы, участвует в фотосинтезе.
4. Ультрафиолетовое излучение. Диапазон частот: 790 ТГц — 30 ПГц. Длина волны: от 10 нм до 400 нм. Источники: Солнце, кварцевые лампы, ртутно-кварцевые лампы. В малых дозах УФ-излучение активизирует синтез витамина D и вызывает загар, обладает бактерицидным действием. В больших дозах может привести к ожогам кожи и раковым заболеваниям. Применение: стерилизация, обеззараживание инструментов и воды, проверка подлинности документов.
5. Рентгеновское излучение. Диапазон частот: 30 ПГц — 30 ЭГц. Длина волны: от 0,01 нм до 10 нм. Источники: рентгеновские трубки, космос, некоторые радиоактивные изотопы, синхротроны. Применение: медицина (рентгенография), дефектоскопия, рентгеноструктурный анализ в химии и биологии. Большие дозы и частые обследования опасны для здоровья.
6. Гамма-излучение. Частота: более 30 ЭГц. Длина волны: менее 0,01 нм. Источники: ядерные реакции, космос. Обладает большой проникающей и ионизирующей способностью, опасно для живых организмов. Применение: медицина, научные исследования. Гамма-излучение из космоса поглощается атмосферой Земли, что сохраняет жизнь на планете.
