Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
Prawo
Równanie
Czego dotyczy
Doświadczenie
1
Gaussa dla elektryczności
ładunek i pole elektryczne
Przyciąganie, odpychanie ładunków (1/r2).
Ładunki gromadzą się na powierzchni metalu
2
Gaussa dla magnetyzmu
pole magnetyczne
nie stwierdzono istnienia monopola magnetycznego
3
indukcji Faradaya
efekt elektryczny zmieniającego się pola magnetycznego
indukowanie SEM w obwodzie przez przesuwany magnes
4
Ampera (rozszerzone przez Maxwella)
efekt magnetyczny zmieniającego się pola elektrycznego
prąd w przewodniku wytwarza wokół pole magnetyczne
prędkość światła można wyliczyć z pomiarów EM
2. wszystkie te fale maja jednakową naturę, a różnią się jedynie długością a co za tym idzie i częstością. W widmie fal elektromagnetycznych można wyróżnić następujące zakresy:
1. Fale radiowe - zakres ten obejmuje fale elektromagnetyczne o długościach od kilku milimetrów do setek kilometrów. Tak więc należą tutaj najdłuższe fale mogą być przesyłane na duże odległości. Zakres fal radiowych dzieli się dodatkowo na fale krótkie, średnie i długie.
Źródłem fal radiowych są specjalne anteny nadawcze. Fale te wykorzystuje się m.in. w radiofonii.
2. Mikrofale - należą tutaj fale o długościach od 1 milimetra do 30 centymetrów. do ich przesyłu stosuje się falowody. mikrofale wykorzystywane są w telekomunikacji satelitarnej, medycynie a także powszechnie używanych kuchenkach mikrofalowych.
3. Promieniowanie podczerwone to promieniowanie o długościach fali od 760 nanometrów do 2000 mikrometrów. Obszar ten dodatkowo dzieli się na trzy rejony: podczerwień bliską, średnią podczerwień i daleką podczerwień. Promieniowanie podczerwone jest odbierane przez narządy zmysłów jako ciepło. Fale z zakresu podczerwieni wykorzystywane są w wielu gałęziach nauki i przemysłu m.in. w analizach chemicznych. Powszechnie używa się tego promieniowania w noktowizorach
4. Światło widzialne to zakres promieniowania elektromagnetycznego, które wywołuje w oku ludzkim wrażenie widzenia.. Są to fale z zakresu od 380 do 780 nanometrów. Zakres ten niekiedy nazywany jest zakresem tęczy, odpowiada bowiem kolorom od czerwieni przez pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski aż do fioletowego.
4. Promieniowanie ultrafioletowe - Są to fale z przedziału od 390 do 10 nanometrów. Fale dłuższe, do około 190 nanometrów to ultrafiolet bliski, a fale krótsze to ultrafiolet daleki. Promieniowanie UV emitowane przez Słońce to zarówno UV- A jak i UV-B. promieniowanie ultrafioletowe ma ważną własność. Może mianowicie powodować fluorescencję wielu ciał. Dlatego też z powodzeniem używa się go do wykrywania fałszywych banknotów czy w kryminalistyce przy oględzinach miejsc zbrodni
5. Promieniowanie rentgenowskie to fale z zakresu 12 - 0.012 nanometrów. Dodatkowo obszar ten podzielono na promieniowanie X miękkie i twarde. Promieniami miękkimi nazywa się te , które mają najmniejsze energie. Natomiast promienie twarde to te o energii większej. Promieniowanie rentgenowskie jest bardzo przenikliwe. Promienie X są powszechnie wykorzystywane m.in. w medycynie i przemyśle.
Promieniowanie rentgenowskie powstaje podczas przejścia elektronu w atomie z wyższego poziomu energetycznego na niższy, w którym pozostała luka po wybitym elektronie.
6. Promieniowanie gamma obejmuje fale z zakresu długości metra. Są to wiec fale najkrótsze. Energie fotonów gamma zawierają się z kolei w przedziale od 10 MeV do 10 KeV. Są to energie wystarczające do wywołania zmian elektrycznych w materii przez która przechodzą. Dlatego też promieniowanie gamma stanowi jeden z przykładów promieniowania jonizującego. Może powstawać w reakcjach rozpadu jąder izotopów promieniotwórczych, w reakcjach syntezy jąder
Emisja promieniowania gamma towarzyszy przejściu jądra pierwiastka promieniotwórczego ze stanu wzbudzonego do stanu o niższej energii.
Promieniowanie gamma należy do najbardziej przenikliwego promieniowania. W przemyśle promieniowanie gamma wykorzystywane jest m.in. do badania metali i ich stopów w celu wykrycia ewentualnych defektów.
Pasmo
Długość [m]
Fale radiowe
>10-4
Mikrofale
3·10-1 - 3·10-3
Podczerwień
10-3 - 7,8·10-7
Światło widzialne
7,8·10-7 - 4·10-7
Ultrafiolet
4·10-7 - 10-8
Promieniowanie rentgenowskie
10-8 - 10-11
Promieniowanie gamma
<10-11
Interferencję fal świetlnych najlepiej ilustruje doświadczenie Younga, przedstawione na rysunku poniżej. Silnym źródłem światła oświetlamy, poprzez czerwony filtr, szczelinę o szerokości około 0,2 - 0,3 mm. W tak otrzymanej wiązce światła umieszczamy układ dwu szczelin. Odległość szczelin nie powinna być większa niż 0,2 - 0,3 mm. Szczeliny te służą do wytworzenia dwu identycznych fal (fal spójnych). Efekt interferencji (nakładania się) fal obserwujemy za pomocą lupy lub okularu mikroskopu (15x).
Interferencja światła jest wynikiem dodawania dwóch promieni świetlnych. Energia elektryczna promienia świetlnego rośnie i maleje na przemian, podobnie jak energia potencjalna w ruchu falowym. Jeśli drgania w dwóch falach są zgodne mówimy, że fale są w fazie. Promienie świetlne są w fazie, gdy w każdym punkcie ich energia elektryczna jednocześnie rośnie albo maleje. Następuje wtedy dodawanie energii i w rezultacie powstaje jeden, jasny promień. O takiej interferencji mówimy, że jest konstruktywna. Jeśli jednak promienie spotykają się w taki sposób, że energia elektryczna jednego z nich rośnie, a drugiego maleje, czyli są w przeciwfazie, wtedy odejmują się wzajemnie. Wynikiem tego odejmowania jest brak światła, czyli ciemne miejsce. Taką interferencję nazywamy destruktywną Interferencja zachodzi dla wszystkich rodzajów fal. W przypadku światła interferencja powoduje powstawanie na przemian jasnych i ciemnych pasm. Skutkiem tego zjawiska są kolory baniek mydlanych. Białe światło odbija się zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni bańki. Powstają dwa rozszczepione promienie, które interferują ze sobą tak, że niektóre kolory stają się jaśniejsze, inne przygaszone, zależnie od miejsca.
POLARYZACJA LINIOWA : wektory E są do siebie równoległe we wszystkich punktach fali. Podobnie wektory B.
Mówimy, że ta fala jest płasko spolaryzowana (spolaryzowana liniowo).
Światło, w którym wektor świetlny E ma jedną płaszczyznę drgań jest światłem spolaryzowanym liniowo. Wektor świetlny E - Wektor natężenia pola elektrycznego E, którego drgania wywołują wrażenia świetlne Światło liniowo spolaryzowane otrzymuje się poprzez:
1. podwójne załamanie,
2. odbicie od dielektryka,
3. wielokrotne załamanie w dielektryku,
4. dichroizm.
światło może być częściowo lub całkowicie spolaryzowane przez odbicie. Rysunek przedstawia wiązkę niespolaryzowaną padającą na powierzchnię szkła.
Wektor E można rozłożyć na dwie składowe:
· składową s prostopadłą do płaszczyzny padania (płaszczyzna rysunku),
· składową p leżącą w płaszczyźnie padania.
Dla światła całkowicie niespolaryzowanego obie składowe maja jednakowe amplitudy.
Stwierdzono doświadczalnie, że dla szkła (i innych materiałów dielektrycznych) istnieje pewien kąt padania, nazywany kątem całkowitej polaryzacji ap, dla którego współczynnik odbicia składowej p jest równy zero. Wtedy wiązka odbita jest spolaryzowana liniowo prostopadle do płaszczyzny padania. Wiązka przechodząca jest tylko częściowo spolaryzowana (składowa p jest całkowicie załamana, a składowa s tylko częściowo). Zwróćmy uwagę, że wiązka załamana ma większe natężenie od wiązki odbitej.
Światło podczas odbicia od powierzchni szkła ulega polaryzacji liniowej. Stopień polaryzacji zależy od kąta padania światła na powierzchnię odbijającą. Kąt padania, dla którego światło odbite jest całkowicie spolaryzowane nazywamy kątem Brewstera. Dla szkła kąt ten wynosi około 55o
Rysunek poniżej pokazuje wiązkę promieni X, o widmie ciągłym, padającą na kryształ. Wiązki promieni powstałe w wyniku interferencji fal ugiętych na atomach padają na kliszę tworząc na niej charakterystyczny układ punktów zwany obrazem Lauego. Analiza położeń i natężeń tych punktów pozwala na określenie struktury kryształu.
Planck empiryczny wzór opisujący widmową zdolność emisyjną dający wyniki zgodne z doświadczeniem.
Próbując znaleźć taką teorię Planck założył, że atomy ścian zachowują się jak oscylatory elektromagnetyczne, które emitują (i absorbują) energię do wnęki, z których każdy ma charakterystyczną częstotliwość drgań.
Rozumowanie Plancka doprowadziło do przyjęcia dwóch radykalnych założeń dotyczących tych oscylatorów atomowych:
lOscylator nie może mieć dowolnej energii, lecz tylko energie dane wzoreml
E = nhv
gdzie v oznacza częstość oscylatora, h -stałą (zwaną obecnie stałą Plancka), n...