E 3 Tööleht: Elektromagnetlained 1.Igasugune elektrivälja ja magnetvälja muutus levib ruumis lainena, mida nimetatakse elektromagnetlaineks. 2.Muutuv elektriväli tekitab alati muutuva magnetvälja ja vastupidi. 3.Elektriväli ja magnetväli on omavahel elektromagnetlaines risti. 4.Elektromagnetlainete toime sõltub lainete sagedusest ehk ajaühikus toimuvate võngete arvust. 5.Kuidas on seotud omavahel sagedus, laine kiirus ja lainepikkus (valem?) Samas sõltub see ka lainepikkusest ehk naaber-laineharjade vahekaugusest. Nende kahe suuruse seos tuleneb ühtlase liikumise kiiruse valemist . Teepikkuseks s on laine korral lainepikkus , mille läbimiseks kuluv aeg on võnkeperiood . Perioodi pöördväärtus on aga sagedus . Seega
nähtusest,pool hakkab toimima vooluallikana,mis pidurdab voolu liikumist.Seega muutuva elektrivälja päritolust. avaldab pool voolule takistust. Tähis:Xl=w*L Ei vabane 1)Eksisteeriva elektromagnetlained soojusenergia.Voolutugevus jääb pingest maha pii kahendiku võrra. 2)Elektromagnetlained levivad aines lõpliku kiirusega Mahtuvustakistus-kondensaatori takistus.Kondensaator avaldab laadivale kehale 3)Elektromagnetlaines toimuvad elektri- ja magnetvälja vastastikused muundumised takistust. Tähis:Xc Xc=1/w*C C-kondensaatori mahtuvus(f) w- 4)Elektromagnetlained kannavad edasi energiat ringsagedus(kraad)Ei vabane soojusenergiat. inge jääb voolutugevusest ajaliseslt maha Võnkering-pendlilaadselt võnkuv elektriline süsteem, mille võnkesagedus on pii kahendiku võrra
kiirendusega liikumisel. Elektromagnetlainete levimiskiirus on umbes 300 000 km/s Elektromagnetväli ja elektromagnetlained Elektri- ja magnetväli on ühtse elektromagnetvälja kaks piirjuhtu. Elektriväli levib ruumis magnetvälja vahendusel ja magnetväli omakorda elektrivälja abil. Elektriväli ja magnetväli on elektromagnetlaines omavahel risti. Nad on ka risti laine levimissuunaga. Elektronmagnetväli Elektronmagnetväli elektomagnetilist vastastikmõju vahendav ühtne väli, mille piirjuhuks on elektriväli ja magnetväli Elektromagnetväli levib ruumis elektromagnetlainena, milles elektriväli ja magnetväli perioodiliselt muutuvad. Välivektorid on elekromagnetlaines risti laine levimise suunaga Elektromagnetlaine on ristilaine Elektromagnetlainete
• Elektromagnetlained tekivad elektrilaengute kiirendusega liikumisel. Elektromagnetlainete levimiskiirus on umbes 300 000 km/s Elektromagnetväli ja elektromagnetlained • Elektri- ja magnetväli on ühtse elektromagnetvälja kaks piirjuhtu. • Elektriväli levib ruumis magnetvälja vahendusel ja magnetväli omakorda elektrivälja abil. • Elektriväli ja magnetväli on elektromagnetlaines omavahel risti. • Nad on ka risti laine levimissuunaga. Elektromagnetlainete skaala Raadiolained • Raadiolained (f = 105…1012 Hz, = 104 m… 10-4 m) on elektromagnetilise infoedastuse põhivahendiks. • Võnkumisi tekitab elektrongeneraator ja vastavaid laineid kiirgab raadioantenn. • Antenniks nimetatakse elektrijuhtide süsteemi, mis on loodud elektromagnetlainete tekitamiseks või vastuvõtmiseks.
8. Millistel lainealadel töötavad a) raadiod b)mobiiltelefonid c)raadiotelefonid (3p.) 9. Mille poolest erineb telesignaali ülekandmine tavalisest raadiosignaali ülekandmisest ? ( 3 p.) 10. Kas raadiolainete levimistingimused Maal ja Kuul on oluliselt erinevad või mitte ? ( 2 p.) 11. Kes leiutas mooduse elektromagnetlainete edastamiseks ? ( 2 p.) Vastused: 1. " Elektromagnetlaine on ristlaine " See tähendab, et elektromagnetlaines on elektri- ja magnetväli omavahel risti. 2. Heli, alfa- ja beetakiirgus, soojuskiirgus 3. - elektriväli ulatub kondensaatorist kaugele AVATUD - elektriväli on koondunud kondensaatori katete vahele SULETUD - magnetväli on koondunud pooli sisse SULETUD - magnetväli ulatub poolist kaugele AVATUD - võnkeringist kaugel elektri- ja magnetväljad kompenseeruvad AVATUD - võnkeringist kaugel elektri- ja magnetväljad ei kompenseeri üksteist SULETUD
Kontrolltöö "Laineoptika,, Mida tähendab ütlus ,,valgus kui elektromagnetlaine"? Valgus, nagu ka elektormagnetlaine, kannab edasi võnkumisi.Millal käitub valgus kui elektromagnetlaine, millal kui osake? Mille poolest erineb ja sarnaneb elektromagnetlaine vee- ja helilainetest? Erinevalt vee- ja helilainetest ei võngu elektromagnetlaine levimisel mingi keskkond. Elektromagnetlaines ei ole mingeid laineharju ega -põhju nagu ka veelainetele. Valguslainet iseloomustavad suurused (definitsioon, tähis, mõõtühik) LAINEPIKKUS Vahemaa, mille laine läbib ühe täisvõnke jooksul 1m LAINE SAGEDUS Võngete arv ajaühikus f 1 Hz LAINE KIIRUS Ühes ajaühikus läbitud teepikkus v=c 1m/s
perioodiliselt teineteiseks * Vnkeringis toimuvate elektrovnkumiste omavnkeperioodi mrab Thomsoni valem T= 2 Milles L on vnkeringi induktiivsus ja C- mahtuvus. ELEKTROMAGNETVLI JA ELEKTROMAGNETLAINED * Elektromagnetvli on elektriliselt vastastikmju vahendav htne vli, mille piijuhtudeks on elektrivli ja magnetvli * Elektromagnetvli levib ruumis elektromagnetlainena, milles elektrivli ja magnetvli perioodiliselt muutuvad * Vljavektorid on elektromagnetlaines risti laine levimise suunaga. * Elektromagnetlaine on ristlaine * Elektromagnetlainete philiikideks on madalsageduslained, raadiolained, optiline kiirgus, rntgenikiirgus ja gammakiirgus. * Elektromagnetlaineid rakendatakse infokandjaina raadio- ja telefonisides, televisioonis, mobiiltelefonides, peilerites, raadiotes, asukoha mramiseks ssteemides ja mujal.
Faraday surma, ajendatuna soovist jäädvustada Faraday mälestust. Maxwell avaldas oma elektromagnetvälja olemasolu mõistmise põhiseisukohad 1864. aastal ilmunud artiklis Elektromagnetvälja dünaamiline teooria. Maxwell kirjutas: "Vaevalt me võime hoiduda järeldustest, et valgus on ristvõnkumine sellessamas keskkonnas, mis on elektri- ja magnetnähtuste aluseks." Maxwelli poolt mainitud keskkonda, mis "lainetab" elektromagnetlaines, hakati nimetama maailmaeetriks. Hiljem selgus küll, et maailmaeetrit kui ainet pole olemas ja tegemist on väljaga. Nimetus aga jäi ja veel tänapäevalgi räägivad raadio- ning telemehed saate eetrisse andmisest. Lähemalt vaatleksingi Maxwelli teekonda elektromagnetnähtuste uurimisel. Nimelt juhtis Michael Faraday tähelepanu sellele, et magnet- ja elektriväljal on "jõujooned", mida ta püüdis piltlikult kujutada. Maxwell lõi selle nähtuse seletami-
1850 Edinburghi ja 1850-1854 Cambridge'i ülikoolis. Aastal 1860 sai Maxwellist Londoni ülikooli professor. Londonis jõudis Maxwell ühtse elektromagnetvälja olemasolu mõistmiseni ja esitas oma põhiseisukohad 1864. Aastal ilmunud artiklis Elektromagnetvälja dünaamiline teooria. Maxwell kirjutas: "Vaevalt me võime hoiduda järeldustest, et valgus on ristvõnkumine sellessamas keskkonnas, mis on elektri- ja magnetnähtuste aluseks." Maxwelli poolt mainitud keskkonda, mis "lainetab" elektromagnetlaines, hakati nimetama maailmaeetriks. Hiljem selgus küll, et maailmaeetrit kui ainet pole olemas ja tegemist on väljaga. Nimetus aga jäi ja veel tänapäevalgi räägivad raadio- ning telemehed saate eetrisse andmisest. Vastuolude tõttu ülikooli kitsarinnalise juhtkonnaga lahkus Maxwell 1865. Aastal Londonist ja asus elama oma perekonnamõisa Sotimaal Glenlaer'is. Seal andis ta lõpliku kuju oma teooriatele molekulide liikumise ja elektromagnetismi alal.
2. Milles seisneb Hollandist pärit füüsiku Christjan Huygensi 17. Sajandil loodud laineteooria? Laineteooria kohaselt on valgus laine, mis saab levida lakkamatult kogu universumist. 3. Kuidas seletab 20.sajandi algul loodud kvantteooria valgust? 20.sajandi kvantteooria kohaselt on valguse käitumine ühes olukorras lainele omane, kuid teises olukorras osakeste liikumisele omane. Valguse osakesed on footonid. 4. Mille poolest erineb elektromagnetlaine heli-ja veelainetest? Elektromagnetlaines ei võngu keskkond ning pole laineharju ega -põhju 5. Joonista magnetlainete ajast sõltuvuse graafik ja koordinaadist levimise suunas sõltuvuse graafik 6. Millised on valguslained oma oma olemuselt (risti või pikilained)? Valguslained on oma olemuselt ristlained, sest valguslaine koosneb elektri-ja magnetväljast ja mõlemad väljad muutuvad ajas perioodiliselt ja paiknevad risti 7. Milline väli---elektri- või magnetväli---- tekitab silmas valguse aistingu signaali? 8
1850-1854 Cambridge'i ülikoolis. Aastal 1860 sai Maxwellist Londoni ülikooli professor. Londonis jõudis Maxwell ühtse elektromagnetvälja olemasolu mõistmiseni ja esitas oma põhiseisukohad 1864. Aastal ilmunud artiklis Elektromagnetvälja dünaamiline teooria. Maxwell kirjutas: "Vaevalt me võime hoiduda järeldustest, et valgus on ristvõnkumine sellessamas keskkonnas, mis on elektri- ja magnetnähtuste aluseks." Maxwelli poolt mainitud keskkonda, mis "lainetab" elektromagnetlaines, hakati nimetama maailmaeetriks. Hiljem selgus küll, et maailmaeetrit kui ainet pole olemas ja tegemist on väljaga. Nimetus aga jäi ja veel tänapäevalgi räägivad raadio- ning telemehed saate eetrisse andmisest. Vastuolude tõttu ülikooli kitsarinnalise juhtkonnaga lahkus Maxwell 1865. Aastal Londonist ja asus elama oma perekonnamõisa Sotimaal Glenlaer'is. Seal andis ta lõpliku kuju oma teooriatele molekulide liikumise ja elektromagnetismi alal
elektromagneetiline seade (energiamuundur) vahelduvvoolu pinge muutmiseks § Seejuures muutub ka voolutugevus, kuid sagedus jääb samaks. Trafo põhiosad on mähised ja südamik. Üldine energia ülekande reegel: Energiat tuleb üle kanda nii kõrge pingega ja nii madala vooluga kui võimalik. ELEKTROMAGNET LAINED JA OPTIKA, 14)ELEKTROMAGNETLAINED JA GEOMEETRILINE OPTIKA Elektromagnetlaine on elektri- ja magnetväljade häirituse levik ruumis. Elektromagnetlaines ei võngu levimisel mingi keskkond · Järelikult ei vaja levimiseks keskkonda (levib ka vaakumis) § EM-laines võnguvad elektrivektor ja magnetvektor tasandites, mis on risti omavahel ja samas faasis, ja risti ka laine levimise suunaga (seega EM-laine on ristlaine) · Levib vaakumis valguse kiirusega, ca 3×108 m/s EM- KIIRGUSTE LIIGITUS: Infrapuna"valgust" kiirgavad kõik kuumad kehad tajume infravalgust soojusena § Soojusdetektorid § Öönägemine.
5. M. Faraday seadused Faraday seadus ehk elektromagnetilise induktsiooni põhiseadus ehk Faraday-Lenzi seadus ehk Faraday-Maxwelli-Lenzi seadus on seaduspära, mille järgi on elektromagnetilise induktsiooni elektromotoorjõud võrdeline magnetvoo muutumise kiirusega. 20.ELEKTROMAGNETLAINED JA OPTIKA 1. Elektromagnetlaine (+ joonis) Elektromagnetlaine on elektri- ja magnetväljade häirituse levik ruumis. Elektromagnetlaines ei võngu levimisel mingi keskkond. Järelikult ei vaja levimiseks keskkonda (levib ka vaakumis). 2. EM-lainete liigitus sageduste kaudu Liigitatakse sageduse (lainepikkuse) järgi. Nähtavvalgus – elektromagnetlaineid lainepikkuste vahemikus umbes 0,4 – 0,7 µm Madalsageduslained (f = 0 – 104 Hz, λ = 104 m ja enam) on sisuliselt vahelduvvool (levivad elektrijuhtides) Raadiolained (f = 105 – 1012 Hz, λ = 104 – 10-4 m) on elektromagnetilise
Elektri- ja magnetväli on ühtse elektromagnetvälja kaks piirjuhtu. Elektriväli levib ruumis magnetvälja vahendusel ja magnetväli omakorda elektrivälja abil. Näiteks põhjustab ühes punktis muutuv elektriväli kõigepealt magnetvälja ja selle magnetvälja muutus kutsub (elektromagnetilise induktsiooni teel) esile elektrivälja naaberpunktis. Igasugune elektri- või magnetvälja muutus liigub edasi elektromagnetlainena. Elektriväli ja magnetväli on elektromagnetlaines omavahel risti. Nad on ka risti laine levimissuunaga. Seda kõike arvestades saame elektromagnetlaine tervikliku mudeli, mis vasakult paremale leviva laine jaoks on esitatud joonisel . Elektromagnetlainete tekkimist nimetatakse sageli ka nende kiirgumiseks. Elektromagnetlainete leviku kirjeldamisel kasutatakse nende sagedust f (ajaühikus toimuvate võngete arvu) või lainepikkust (naaber-laineharjade vahekaugust). Laine levib ühe perioodi jooksul ühe lainepikkuse võrra edasi
katsetes avastatigi. Valguse laine - ja korpuskulaaromaduste seost avaldab kvantteoorias Plancki valemiga: E = hf , kus E ( J ) on kvandi energia, f ( Hz ) - elektro - magnetkiirguse võnkesagedus ja h - konstant, mis on kõikide lainete ja kvantide jaoks ühesugune ning mida nimetatakse Plancki konstandiks. SI - süsteemis on h = 6,62 × 10 - 34 J×s. Järelikult on kvandi energia võrdeline võnkesagedusega elektromagnetlaines. Et elektromagnetlainete levimise kiirusvaakumis c = , siis saame Plancki valemist E = hc/ , s.t.kvandi energia on pöördvõrdeline kiirguse lainepikkusega. Katse näitab, et seni kuni footon on olemas, liigub ta kiirusega c ega saa ühelgi juhul aeglasemalt liikuda või hoopis seisma jääda. Ainega kohtumisel võib aineosake footoni neelata. Sel juhul footon ise kaob, footoni neelanud aineosakene aga omandab kogu footoni energia
10.2.2. Elektromagnetlained Elektri- ja magnetväli on ühtse elektromagnetvälja kaks piirjuhtu. Elektriväli levib ruumis magnetvälja vahendusel ja magnetväli omakorda elektrivälja abil. Näiteks põhjustab ühes punktis muutuv elektriväli kõigepealt magnetvälja ja selle magnetvälja muutus kutsub (elektromagnetilise induktsiooni teel) esile elektrivälja naaberpunktis. Igasugused elektromagnetvõnkumised levivad elektromagnetlainena. Elektriväli ja magnetväli on elektromagnetlaines omavahel risti. Nad on ka risti laine levimissuunaga. Seda kõike arvestades saame elektromagnetlaine tervikliku mudeli, mis vasakult paremale leviva laine jaoks on esitatud joonistel . 76 Lained on perioodilised nii ajas kui ruumis. Elektromagnetlainete leviku kirjeldamisel kasutatakse nende sagedust f (ajaühikus toimuvate võngete arvu) või lainepikkust (naaber-laineharjade vahekaugust). Laine
annaabi.ee 
