בייַשפּיל פֿראַגעס וועגן עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע פּראָפּאַגאַציע
עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע פאַרשפּרייטונג איז אַ שליסל באַגריף אין פיזיק וואָס באַשרײַבט ווי כוואַליעס, ווי ליכט, ראַדיאָ כוואַליעס און X-שטראַלן, רייזן דורך פּלאַץ און מאַטעריע. אין דעם אַרטיקל וועלן מיר דיסקוטירן ביישפילן און זייערע לייזונגען שייך צו עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע פאַרשפּרייטונג. דער ציל פון דעם אַרטיקל איז צו צושטעלן אַ טיפערן פארשטאנד פון דעם באַגריף און צו פּראַקטיצירן פּראָבלעם-לייזונג סקילז שייך דערצו.
פֿאַרשטיין עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס
עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס זענען כוואַליעס וואָס רייזן דורך פּלאַץ, טראָגן עלעקטרישע און מאַגנעטישע ענערגיע. די כוואַליעס דאַרפן נישט קיין מיטל צו פאַרשפּרייטן זיך, וואָס ערלויבט זיי צו רייזן דורך אַ וואַקוום. ביישפילן פון עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס אַרייַננעמען זעבאר ליכט, אולטראַוויאָלעט ליכט, ראַדיאָ כוואַליעס, מייקראַווייווז, X-שטראַלן און גאַמאַ שטראַלן.
עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע קאָמפּאָנענטן
עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס באַשטייען פֿון עלעקטרישע פֿעלדער (E) און מאַגנעטישע פֿעלדער (B) וואָס אָסצילירן סינוסאָידאַל און פּערפּענדיקולאַר צו יעדן אַנדערן און פּערפּענדיקולאַר צו דער ריכטונג פֿון כוואַליע פֿאַרשפּרייטונג. די גיכקייט פֿון עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע פֿאַרשפּרייטונג אין אַ וואַקוום איז די גיכקייט פֿון ליכט \(c\) וואָס ווערט געוויינטלעך גענומען צו זײַן 3 \× 10^8\) מעטער פּער סעקונדע.
בייַשפּיל פֿראַגן און דיסקוסיע
פראגע 1: עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס אין אַ וואַקוום
מען ווייסט אז אן עלעקטראמאגנעטישע כוואליע האט א כוואליע-לענג פון 500 נאַנאָמעטער (נאַנאָמעטער). רעכנט אויס די פרעקווענץ פון דער כוואליע.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
די גיכקייט פון ליכט אין אַ וואַקוום ⋅ איז 3 מאָל 10⁶ מעטער/סעקונדע. די כוואַליע־לענג ⋅ איז 500 נאַנאָמעטער, אדער 500 x 10⁻⁶ מעטער. מיר ווייסן אַז די גיכקייט פון אַן עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע איז דער פּראָדוקט פון דער פרעקווענץ (f) און דער כוואַליע־לענג (⋅).
\[
c = f מאל לאַמבדאַ
\]
כדי צו געפֿינען די אָפטקייט, ריאָרגאַניזירן מיר די פאָרמולע אויבן צו:
\[
f = \frac{c}{\lambda}
\]
שטעלט איין די ווערטן פון \(c\) און \(\lambda\):
\[
f = \frac{3 \times 10^8 \, \text{m/s}}{500 \times 10^{-9} \, \text{m}}
\]
\[
f = \frac{3 \times 10^8}{500 \times 10^{-9}}
\]
\[
f = \frac{3 \times 10^8}{5 \times 10^{-7}}
\]
\[
f = \frac{3}{5} \times 10^{15}
\]
\[
f = 0.6 × 10⁻⁴
\]
\[
f = 6 × 10^14, Hz
\]
אַלזאָ, די אָפטקייט פֿון דער כוואַליע איז 6 × 10⁻⁴ הערץ.
פראגע 2: אינטענסיטעט פון עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס
די דורכשניטלעכע אינטענסיטעט \(I\) פון אן עלעקטראמאגנעטישע כוואַליע ווערט געגעבן דורך:
\[
איך = \frac{1}{2} \epsilon_0 c E_0^2
\]
וואו (\(\epsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \, \text{C}^2/(\text{N} \cdot \text{m}^2)\) איז די פּערמיטיוויטי פון וואַקוום, \(c\) איז די גיכקייט פון ליכט, און \(E_0\) איז די אַמפּליטוד פון דעם עלעקטרישן פעלד. אויב די אַמפּליטוד פון דעם עלעקטרישן פעלד \(E_0\) פון אַן עלעקטראָמאַגנעטישן כוואַליע איז \(100 \, \text{V/m}\), באַשטימט די אינטענסיטעט פון דער כוואַליע.
פֿאַרעפֿנטלעכט:
אריינשטעלן די באקאנטע ווערטן אין די אינטענסיטעט פארמל:
\[
איך = \frac{1}{2} \epsilon_0 c E_0^2
\]
\[
איך = \frac{1}{2} (8.85 \times 10^{-12}) (3 \times 10^8) (100)^2
\]
\[
איך = \frac{1}{2} (8.85 \times 10^{-12}) (3 \times 10^8) (10^4)
\]
\[
איך = \frac{1}{2} (8.85 \times 10^{-12}) (3 \times 10^{12})
\]
\[
איך = \frac{1}{2} (26.55 \times 10^{0})
\]
\[
איך = 13.275 , ≈ W/m²
\]
אַזוי, די דורכשניטלעכע אינטענסיטעט פון די עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס איז 13.275 W/m².
פראגע 3: פאלאריזאציע פון עלעקטראמאגנעטישע כוואליעס
א לינעאַר פּאָלאַריזירטע עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליע האט איר עלעקטריש פעלד געריכטעט צוזאמען די x-אַקס און איר מאַגנעטישע פעלד צוזאמען די y-אַקס. אויב די אַמפּליטוד פון דעם עלעקטרישן פעלד איז \(E_0 = 500 \, \text{V/m}\) און די אַמפּליטוד פון דעם מאַגנעטישע פעלד \(B_0\) איז אומבאַקאַנט, באַשטימען די מאַגניטוד פון \(B_0\).
פֿאַרעפֿנטלעכט:
די באַציִונג צווישן עלעקטרישע פֿעלדער און מאַגנעטישע פֿעלדער אין עלעקטראָמאַגנעטישע כוואַליעס איז ווי פֿאָלגט:
\[
E_0 = c B_0
\]
מיט די ווערטן (E₀ = 500, V/m) און (c = 3 × 10⁶, m/s):
\[
B_0 = \frac{E_0}{c}
\]
שטעלט איין די ווערטן פון \(E_0\) און \(c\):
\[
B_0 = \frac{500}{3 \times 10^8}
\]
\[
B_0 = \frac{500}{3} \times 10^{-8}
\]
\[
B_0 = 1.67 × 10^{-6}, T
\]
אַזוי, די אַמפּליטוד פֿון דעם מאַגנעטישן פֿעלד \(B_0\) איז \( 1.67 \מאַל 10^{-6} \, \text{T} \).
קעסימפּולאַן
די פארשפרייטונג פון עלעקטראמאגנעטישע כוואליעס איז א יסודות'דיגער קאנצעפט אין פיזיק מיט ברייטע אנווענדונגען פון קאמוניקאציע ביז מעדיצינישע באהאנדלונג. דורך ארבעטן אויף פראבלעמען ווי די אויבנדערמאנטע, האפן מיר צו באקומען א טיפערן פארשטאנד פון די אייגנשאפטן פון עלעקטראמאגנעטישע כוואליעס, ווי למשל כוואליע-לענג, פרעקווענץ, אינטענסיטעט, און די באציאונג צווישן עלעקטרישע און מאגנעטישע פעלדער. א גוט פארשטאנד פון די קאנצעפטן גרייט אונז צו צו שטעלן זיך קעגן אויספארדערונגען אין אקאדעמיע, ווי אויך אין פארשידענע פעלדער פון טעכנאלאגיע און אינדוסטריע.
