fale elektromagnetyczne
 
Encyklopedia PWN
fale elektromagnetyczne,
rozchodzące się w przestrzeni zaburzenia pola elektromagnetycznego.
W ośrodku jednorodnym fala elektromagnetyczna jest falą poprzeczną, tzn. wektory pól elektrycznego i magnetycznego są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali; są one również wzajemnie prostopadłe, a zmiany ich są zgodne w fazie. Fale elektromagnetyczne przenoszą energię oraz pęd; gęstość energii przenoszonej przez fale elektromagnetyczne określa wektor Poyntinga–Umowa  =  × ; najprostszą falą elektromagnetyczną jest fala harmoniczna (o sinusoidalnej zależności EH od czasu). Fale elektromagnetyczne mogą się rozchodzić w próżni, gdzie ich prędkość nie zależy od częstotliwości i wynosi c = 299 792 458 m/s; jest to największa możliwa prędkość przekazywania informacji. W ośrodkach materialnych prędkość fal elektromagnet. wyraża się wzorem v = c(ε µ)–1/2 (ε — przenikalność elektryczna, µ — przenikalność magnetyczna ośrodka) i może zależeć od częstotliwości. Znany zakres długości fal obejmuje długości od ok. 10–14 m do tysięcy km. Widmo fal elektromagnetycznych podzielono umownie na pasma w zależności od sposobu generacji i detekcji; granice pewnych pasm zachodzą na siebie. Wszystkie fale elektromagnetyczne ulegają odbiciu, załamaniu, ugięciu (dyfrakcja fal), interferencji itp.; w miarę przechodzenia w stronę fal krótszych coraz słabiej występują cechy falowe, a coraz wyraźniej korpuskularne (dualizm falowo-korpuskularny). Wykrywanie fal elektromagnetycznych wymaga na ogół użycia detektorów przetwarzających energię fal elektromagnetycznych w inne formy energii, np. dla fal radiowych są używane anteny, w których pole elektryczne lub magnetyczne fal elektromagnetycznych indukuje prądy zmienne o wysokiej częstotliwości; fale bardzo krótkie są wykrywane metodami jonizacyjnymi lub fotochemicznymi. Nieznaczna część widma fal elektromagnetycznych (światło widzialne) jest wykrywana bezpośrednio przez zmysły. Fale elektromagnet. znalazły powszechne zastosowanie w telekomunikacji oraz do badań mikrostruktury materii (analiza spektralna, krystalografia rentgenowska), do badań przestrzeni kosmicznej (radioastronomia). Hipotezę istnienia fal elektromagnetycznych i podstawowe prawa nimi rządzące podał 1864 fizyk angielski, J. Maxwell (Maxwella równania); słuszność hipotezy Maxwella potwierdził doświadczalnie fizyk niemiecki, H.R. Hertz (1886), wytwarzając fale elektromagnetyczne za pomocą drgającego dipola.
Ilustracje
Fala elektromagnetyczna. Przybliżony obraz linii natężenia pola elektrycznego i magnetycznego fali wypromieniowanej przez dipol drgający; a, b, c, d — cztery kolejne stadiarys. Archiwum Ilustracji WN PWN SA © Wydawnictwo Naukowe PWN
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia