Διάδοση Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων στην Ατμόσφαιρα
Τι είναι τα κύματα;
Η κίνηση της διαταραχής σε ένα συγκεκριμένο μέσο χωρίς την καθαρή κίνηση των σωματιδίων είναι γνωστή ως κύμα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι κυμάτων με διαφορετικά χαρακτηριστικά, τα οποία είναι τα εξής.
Τύποι κυμάτων
Παρακάτω είναι τα είδη των κυμάτων που συναντάμε γύρω μας. Μπορεί να είναι ορατό σε ορισμένες μορφές, αλλά κυρίως εμφανίζεται ως φαινόμενο και δεν είναι ορατό.
Εγκάρσια κύματα
Η κατεύθυνση της κίνησης των σωματιδίων είναι στη σωστή γωνία με τη διεύθυνση διάδοσης του κύματος. Το υψηλότερο και το χαμηλότερο σημείο σε ένα εγκάρσιο κύμα είναι γνωστά ως κορυφή και κατώφλι, αντίστοιχα. Μερικά παραδείγματα εγκάρσιων κυμάτων είναι τα ελαφρά κύματα, τα κύματα του νερού και τα κύματα που παράγονται από έγχορδα όργανα.
Διαμήκη κύματα
Η κατεύθυνση διάδοσης του κύματος είναι πάντα η ίδια με την κατεύθυνση της κίνησης των σωματιδίων. Όταν τα σωματίδια του μέσου είναι κλειστά μεταξύ τους, τότε είναι γνωστό ως συμπίεση και όταν τα σωματίδια του μέσου απέχουν πολύ μεταξύ τους, είναι γνωστό ως αραίωση. Μερικά παραδείγματα διαμήκων κυμάτων είναι τα σεισμικά κύματα και τα ηχητικά κύματα.
Ηλεκτρομαγνητικά κύματα
Τα κύματα που εμφανίζονται λόγω των δονήσεων τόσο του μαγνητικού όσο και του ηλεκτρικού πεδίου είναι γνωστά ως ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, όπως ακτίνες Χ, κοσμικά κύματα, τρόποι φωτός και ραδιοφωνικά σήματα.
Μηχανικά κύματα
Αυτοί οι τύποι κυμάτων απαιτούν ένα υλικό μέσο για τη διάδοσή τους. Τα ηχητικά κύματα και τα κύματα του νερού είναι εξαιρετικά παραδείγματα μηχανικών κυμάτων.
Κύματα ύλης
Η κίνηση οποιουδήποτε τύπου σωματιδίου εμπίπτει στην κατηγορία των κυμάτων ύλης. Ας πούμε, για παράδειγμα, ότι πετάτε μια πέτρα στο νερό. Οι κυματισμοί που δημιουργούνται λόγω αυτού είναι ένα παράδειγμα κυμάτων ύλης.
Τι είναι τα Ηλεκτρομαγνητικά Κύματα;
Για να μάθετε για τη διάδοση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην ατμόσφαιρα, πρέπει πρώτα να μάθετε για τα βασικά. Ας ρίξουμε μια ματιά στα βασικά των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Όταν υπάρχουν δονήσεις μεταξύ του ηλεκτρικού πεδίου και του μαγνητικού πεδίου, δημιουργείται ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα.
Στο κενό, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν με ταχύτητα 3 x 108 m/s. Εάν το ηλεκτρομαγνητικό κύμα ταξιδεύει σε κάποιο ή άλλο μέσο εκτός από το κενό, τότε η ταχύτητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων θα πρέπει να είναι μικρότερη από αυτή της ταχύτητας των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στο κενό.
Τρόποι διάδοσης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαδίδονται από την κεραία του πομπού στην κεραία του δέκτη. Θα βρείτε τρεις τρόπους διάδοσης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων .
Κύματα εδάφους
Όταν η επιφάνεια του εδάφους είναι ο τρόπος διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, τότε τα κύματα είναι γνωστά ως κύματα εδάφους.
Διαστημικά κύματα
Όταν δεν υπάρχει ανάκλαση και διάθλαση των κυμάτων ενώ ταξιδεύουν από την κεραία του πομπού στην κεραία του δέκτη, τότε αυτός ο τύπος κύματος είναι γνωστός ως διαστημικό κύμα.
Κύματα ουρανού
Όταν ο ουρανός είναι ο τρόπος διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων έτσι ώστε να αντανακλώνται πίσω στη γη μέσω της ιονόσφαιρας, αυτά τα κύματα είναι γνωστά ως κύματα ουρανού.
Χαρακτηριστικά των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
Υπάρχουν πολλές ιδιότητες των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Μερικά από αυτά παρατίθενται παρακάτω.
- Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν την ταχύτητα του φωτός.
- Δεν απαιτείται μέσο για τη διάδοση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
- Δείχνουν ιδιότητες όπως παρεμβολή, περίθλαση και πόλωση.
- Το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο δεν εκτρέπει τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
- Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν πάντα με τη μορφή εγκάρσιων κυμάτων.
Πώς να βρείτε την κατεύθυνση διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων
Για να υπολογίσετε την κατεύθυνση διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, πρέπει να χρησιμοποιήσετε τον κανόνα του δεξιού αντίχειρα. Θα μπορούσατε επίσης να υπολογίσετε την κατεύθυνση με το διασταυρούμενο γινόμενο των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων.
Προσέξτε το επίπεδο που είναι κάθετο και στα δύο επίπεδα, όπου βρίσκεται το διάνυσμα του ηλεκτρικού πεδίου και του μαγνητικού πεδίου. Αυτό θα σας δώσει την κατεύθυνση διάδοσης των Ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων .
Παράδειγμα διάδοσης ηλεκτρομαγνητικού κύματος
Για παράδειγμα, έχετε δύο διανύσματα Α και Β και πρέπει να υπολογίσετε την κατεύθυνση διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Το διασταυρούμενο γινόμενο του διανύσματος Α και του διανύσματος Β θα σας έδινε το μέγεθος της διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Συγκριτικά, η κατεύθυνση διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων μπορεί να υπολογιστεί στρέφοντας τον αντίχειρά σας στο διάνυσμα Α και τα υπόλοιπα δάχτυλα στο διάνυσμα Β. Στη συνέχεια, το κύρτωμα των δακτύλων σας θα δείξει την κατεύθυνση διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος.
Τι είναι ο κανόνας του δεξιού αντίχειρα;
Κάθε φορά που κάνετε ένα διασταυρούμενο προϊόν για να υπολογίσετε την κατεύθυνση διάδοσης ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος, χρειάζεστε αυτόν τον κανόνα για να υπολογίσετε την κατεύθυνση διάδοσης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος. Η διαδικασία χρήσης του κανόνα του δεξιού αντίχειρα είναι η εξής:
- Ανοίξτε την παλάμη του δεξιού σας χεριού.
- Ο αντίχειράς σας πρέπει να είναι προς την κατεύθυνση του πρώτου διανύσματος.
- Τα εναπομείναντα δάχτυλά σας θα πρέπει να δείχνουν σε άλλο διάνυσμα.
- Η μπούκλα των δακτύλων σας θα υποδεικνύει την κατεύθυνση διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
Συμπέρασμα
Ελπίζω ότι αυτό το άρθρο θα σας βοηθήσει να διευκρινίσετε το θέμα του προσδιορισμού της κατεύθυνσης της διάδοσης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων στην ατμόσφαιρα. Πρέπει να είστε ξεκάθαροι με το θέμα των κυμάτων και τις παραλλαγές τους. Υπάρχει μια λεπτομερής εξήγηση των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, των χαρακτηριστικών τους και του προσδιορισμού της κατεύθυνσης αυτών των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.
