Электромагнитное поле. Виды электромагнитных волн. Электромагнитные поля - это особая форма существования материи, характеризующаяся совокупностью электрических и магнитных свойств.
Ос-новными параметрами, характеризующими электромагнитное поле, являют-ся: частота, длина волны и скорость распространения. Электромагнитные по-ля окружают нас повсюду, но мы не можем их почувствовать и вообще заме-тить поэтому мы не видим излучений милицейского радара, не видим лу-чей, поступающих от телевизионной башни или линии электропередачи. Имеется целый ряд типов электромагнитного излучения, начиная с радио-волн и заканчивая гамма-лучами.
Электромагнитные лучи всех типов рас-пространяются в вакууме со скоростью света и отличаются друг от друга только длинами волн. Сегодня открыты электромагнитные волны всех без исключения диапа-зонов, и практически все они находят широкое и полезное применение в науке и технике.
Частоты волн и энергии соответствующих им квантов электромагнитного излучения возрастают с уменьшением длины волны. Шкала электромагнитных волн Совокупность всех электромагнитных волн образует так называемый сплошной спектр электромагнитного излучения. Он подразделяется на следующие диапазоны (в порядке увеличения частоты и уменьшения длины волн) (см.рисунок 1): 1.1 Радиоволны Как уже отмечалось, радиоволны могут значительно различаться по длине — от нескольких сантиметров до сотен и даже тысяч километров, что сопоставимо с радиусом Земного шара (около 6400 км). Волны всех радио-диапазонов широко используются в технике — дециметровые и ультракорот-кие метровые волны применяются для телевещания и радиовещания в диапазоне ультракоротких волн с частотной модуляцией (УКВ/FM), обес-печивая высокое качество приема сигнала в пределах зоны прямого распро-странения волн. Радиоволны метрового и километрового диапазона приме-няются для радиовещания и радиосвязи на больших расстояниях с использо-ванием амплитудной модуляции (АМ), которая, хотя и в ущерб качеству сиг-нала, обеспечивает его передачу на сколь угодно большие расстояния в пределах Земли благодаря отражению волн от ионосферы планеты.
Впро-чем, сегодня этот вид связи отходит в прошлое благодаря развитию спутни-ковой связи.
Волны дециметрового диапазона не могут огибать земной гори-зонт подобно метровым волнам, что ограничивает зону приема областью прямого распространения, которая, в зависимости от высоты антенны и мощности передатчика, составляет от нескольких до нескольких десятков километров.
И тут на помощь приходят спутниковые ретрансляторы, беру-щие на себя ту роль отражателей радиоволн, которую в отношении метровых волн играет ионосфера. 1.2 Микроволны Микроволны и радиоволны диапазона сверхвысоких частот (СВЧ) имеют длину от 300 мм до 1 мм. Сантиметровые волны, подобно дециметро-вым и метровым радиоволнам, практически не поглощаются атмосферой и поэтому широко используются в спутниковой и сотовой связи и других теле-коммуникационных системах.
Размер типовой спутниковой тарелки как раз равен нескольким длинам таких волн. Более короткие СВЧ-волны также находят множество применений в промышленности и в быту. Достаточно упомянуть про микроволновые пе-чи, которыми сегодня оснащены и промышленные хлебопекарни, и домаш-ние кухни. Действие микроволновой печи основано на быстром вращении электронов в устройстве, которое называется клистрон.
В результате элек-троны излучают электромагнитные СВЧ-волны определенной частоты, при которой они легко поглощаются молекулами воды. Когда вы помещаете еду в микроволновую печь, молекулы воды, содержащиеся в еде, поглощают энергию микроволн, движутся быстрее и таким образом разогревают еду. Иными словами, в отличие от обычной духовки или печи, где еда разогрева-ется снаружи, микроволновая печь разогревает ее изнутри. 1.3