Колебания и волны · электромагнитные волны
Электромагнитные колебания и волны: контур, длина волны
Электромагнитные колебания и волны — основа радиотехники и оптики. Разберём колебательный контур, формулу Томсона и вычисление длины электромагнитной волны.
Что такое электромагнитная волна
Электромагнитная волна — это распространение в пространстве переменного электромагнитного поля. Источником колебаний является колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности L и конденсатора C. В вакууме электромагнитные волны распространяются со скоростью света c.
Ключевые соотношения
- Период собственных колебаний контура определяет формула Томсона.
- Длина электромагнитной волны равна произведению скорости на период (или скорости, делённой на частоту).
Формулы
T = 2π·√(L·C)— формула Томсона (период колебательного контура)
λ = c / ν— длина волны в вакууме (c = 3·10⁸ м/с)
v = c / n; λ = v / ν— в среде с показателем преломления n
Частота колебаний не меняется при переходе волны в среду, поэтому в среде λ = v/ν, где v = c/n меньше c.
Как решать задачи
- Для колебательного контура примените формулу Томсона, чтобы найти период или частоту.
- Для длины волны в вакууме используйте λ = c/ν.
- В среде сначала найдите скорость v = c/n, затем λ = v/ν (частота постоянна).
Готовые решённые задачи
Частые вопросы
Какая формула Томсона?▾
T = 2π·√(LC) — период собственных электромагнитных колебаний в контуре с индуктивностью L и ёмкостью C. Частота ν = 1/T.
Как найти длину электромагнитной волны?▾
В вакууме λ = c/ν, где c = 3·10⁸ м/с. В среде λ = v/ν, где v = c/n меньше скорости света.
Почему в среде длина волны меньше?▾
Скорость в среде v = c/n меньше c, а частота не меняется, поэтому λ = v/ν уменьшается в n раз.