Длина волны в вакууме: Какова длина электромагнитной волны в вакууме, частота колебаний которой 3х10 в 11Гц

Содержание

Формула длины волны в физике

Содержание:

Определение и формула длины волны

Определение

Длиной волны называют кратчайшее пространственное расстояние между ее точками, совершающими колебания в одной фазе.
Обозначают длину волны, чаще всего буквой $\lambda$ .

Для синусоидальных волн $\lambda$ – это расстояние, на которое волна распространяется за один период
(T). Длину волны в этом случае еще называют пространственным периодом. Тогда формулой длины волны можно считать выражение:

$$\lambda=v T=\frac{v}{\nu}=\frac{2 \pi}{k}$$

где v – скорость распространения волны, $\nu=\frac{1}{T}$ – частота колебаний,
$k=\frac{\omega}{v}$ – волновое число,
$T=\frac{2 \pi}{\omega}$ – период волны,
$\omega$ – циклическая частота волны.

Длина стоячей волны

Длиной стоячей волны($\lambda_{st}$) называют расстояние в пространстве между
двумя пучностями (или узлами):

$$\lambda_{s t}=\frac{\pi}{k}=\frac{\lambda}{2}(2)$$

где $\lambda$ – длина бегущей волны. {8}$ м/с), следовательно, длина электромагнитной волны в
вакууме, может быть рассчитана при помощи формулы:

$$\lambda=c T=\frac{c}{\nu}(6)$$

Длина электромагнитной волны в веществе равна:

$$\lambda=\frac{c}{n \nu}(7)$$

где $n=\sqrt{\varepsilon \mu}$ – показатель преломления вещества,
$\varepsilon$ – диэлектрическая проницаемость вещества,
$\mu$ – магнитная проницаемость вещества.

Отметим, что все рассматриваемые формулы относят к случаю T=const.

Единицы измерения длины волны

Основной единицей измерения длины волны в системе СИ является: [$\lambda$]=м

В СГС: [$\lambda$]=см

Примеры решения задач

Пример

Задание. Каково приращение длины электромагнитной волны, имеющей частоту v=1 МГц при ее переходе в немагнитную среду,
которая имеет диэлектрическую проницаемость $\varepsilon$=2?

Решение. Так как речь в условии задачи идет о немагнитной среде, в которую переходит волна, то считаем магнитную
проницаемость вещества равной единице ($\mu$=1). {2}(\mathrm{~m})$$

Ответ. Длина волны уменьшится на 150 м

Мы помогли уже 4 372 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!

Пример

Задание. Какова длина плоской синусоидальной волны, которая распространяется по оси X. Две точки, которые
находятся на оси X расположенные на расстояниях 2 м и 3 м от источника совершают колебания с разностью фаз равной
$\Delta \varphi=\frac{3 \pi}{5}$ . Каким будет период колебаний в волне, если ее скорость в данной среде равна v=2м/с?

Решение. Сделаем рисунок.

Основой для решения задачи будет формула:

$$\Delta \varphi=\frac{2 \pi \Delta x}{\lambda}=\frac{2 \pi\left(x_{2}-x_{1}\right)}{\lambda}(2.1)$$

Выразим из (2.1) искомую длину волны, получим:

$$\lambda=\frac{2 \pi\left(x_{2}-x_{1}\right)}{\Delta \varphi}(2. 2)$$

Период колебаний связан с длиной волны формулой:

$$T=\frac{\lambda}{v}(2.3)$$

C учетом (2.2), имеем:

$$T=\frac{2 \pi\left(x_{2}-x_{1}\right)}{\Delta \varphi v}$$

Проведем вычисления:

$$
\begin{array}{c}
\lambda=\frac{2 \pi(3-2)}{3 \pi} \cdot 5=\frac{10}{3}(m) \\
T=\frac{10}{3 \cdot 2}=1,67(c)
\end{array}
$$

Ответ. $\lambda \approx 3,3 \mathrm{~m} ; T \approx 1,67 \mathrm{c}$

Читать дальше: Формула количества теплоты.

Глава 24. Электромагнитные колебания и волны

Электрическая цепь, состоящая из катушки индуктивности и конденсатора (см. рисунок), называется колебательным контуром. В этой цепи могут происходить своеобразные электрические колебания. Пусть, например, в начальный момент времени мы заряжаем пластины конденсатора положительным и отрицательным зарядами, а затем разрешим зарядам двигаться. Если бы катушка отсутствовала, конденсатор начал бы разряжаться, в цепи на короткое время возник электрический ток, и заряды пропали бы. Здесь же происходит следующее. Сначала благодаря самоиндукции катушка препятствует увеличению тока, а затем, когда ток начинает убывать, препятствует его уменьшению, т.е. поддерживает ток. В результате ЭДС самоиндукции заряжает конденсатор с обратной полярностью: та пластина, которая изначально была заряжена положительно, приобретает отрицательный заряд, вторая — положительный. Если при этом не происходит потерь электрической энергии (в случае малого сопротивления элементов контура), то величина этих зарядов будет такая же, как величина первоначальных зарядов пластин конденсатора. В дальнейшем движение процесс перемещения зарядов будет повторяться. Таким образом, движение зарядов в контуре представляет собой колебательный процесс.

Для решения задач ЕГЭ, посвященных электромагнитным колебаниям, нужно запомнить ряд фактов и формул, касающихся колебательного контура. Во-первых, нужно знать формулу для периода колебаний в контуре. Во-вторых, уметь применять к колебательному контуру закон сохранения энергии. И, наконец (хотя такие задачи встречаются редко), уметь использовать зависимости силы тока через катушку и напряжения на конденсаторе от времени

Период электромагнитных колебаний в колебательном контуре определяется соотношением:

(24.1)

где — емкость конденсатора, — индуктивность катушки.

При электромагнитных колебаниях энергия колебательного контура складывается из энергии конденсатора и энергии тока в катушке:

(24.2)

где и — заряд на конденсаторе и сила тока в катушке в этот момент времени, и — емкость конденсатора и индуктивность катушки. Если электрическое сопротивление элементов контура мало, то электрическая энергия контура (24.2) остается практически неизменной, несмотря на то, что заряд конденсатора и ток в катушке изменяются с течением времени. Из формулы (24.4) следует, что при электрических колебаниях в контуре происходят превращения энергии: в те моменты времени, когда ток в катушке равен нулю, вся энергия контура сводится к энергии конденсатора. В те моменты времени, когда равен нулю заряд конденсатора, энергия контура сводится к энергии магнитного поля в катушке. Очевидно, в эти моменты времени заряд конденсатора или ток в катушке достигают своих максимальных (амплитудных) значений.

При электромагнитных колебаниях в контуре заряд конденсатора изменяется с течением времени по гармоническому закону:

(24.3)

где — амплитуда колебаний заряда на конденсаторе, — циклическая (или круговая) частота колебаний, — начальная фаза. Циклическая частота колебаний связана с периодом по формуле

(24.4)

стандартной для любых гармонических колебаний. Поскольку сила тока в катушке представляет собой производную заряда конденсатора по времени, из формулы (24.4) можно найти зависимость силы тока в катушке от времени

(24.5)

В ЕГЭ по физике часто предлагаются задачи на электромагнитные волны. Необходимый для решения этих задач минимум знаний включает в себя понимание основных свойств электромагнитной волны и знание шкалы электромагнитных волн. Сформулируем кратко эти факты и принципы.

Согласно законам электромагнитного поля переменное магнитное поле порождает поле электрическое, переменное электрическое поле порождает поле магнитное. Поэтому если одно из полей (например, электрическое) начнет меняться, возникнет второе поле (магнитное), которое затем снова порождает первое (электрическое), затем снова второе (магнитное) и т.д. Процесс взаимного превращения друг в друга электрического и магнитного полей, который может распространяться в пространстве, называется электромагнитной волной. Опыт показывает, что направления, в которых колеблются векторы напряженности электрического и индукции магнитного поля в электромагнитной волне перпендикулярны направлению ее распространения. Это означает, что электромагнитные волны являются поперечными. В теории электромагнитного поля Максвелла доказывается, что электромагнитная волна создается (излучается) электрическими зарядами при их движении с ускорением. В частности, источником электромагнитной волны является колебательный контур.

Длина электромагнитной волны , ее частота (или период ) и скорость распространения связаны соотношением, которое справедливо для любой волны (см. также формулу (11.6)):

(24.6)

Электромагнитные волны в вакууме распространяются со скоростью = 3 • 10⁸ м/с, в среде скорость электромагнитных волн меньше, чем в вакууме, причем эта скорость зависит от частоты волны. Такое явление называется дисперсией волн. Электромагнитной волне присущи все свойства волн, распространяющихся в упругих средах: интерференция, дифракция, для нее справедлив принцип Гюйгенса. Единственное, что отличает электромагнитную волну, это то, что для ее распространения не нужна среда — электромагнитная волна может распространяться и в вакууме.

В природе наблюдаются электромагнитные волны с сильно отличающимися друг от друга частотами, и обладающие благодаря этому существенно различными свойствами (несмотря на одинаковую физическую природу). Классификация свойств электромагнитных волн в зависимости от их частоты (или длины волны) называется шкалой электромагнитных волн. Дадим краткий обзор этой шкалы.

Электромагнитные волны с частотой меньшей 10⁵ Гц (т.е. с длиной волны, большей нескольких километров) называются низкочастотными электромагнитными волнами. Излучают волны такого диапазона большинство бытовых электрических приборов.

Волны с частотой от 10⁵ до 10¹² Гц называются радиоволнами. Этим волнам отвечают длины волн в вакууме от нескольких километров до нескольких миллиметров. Эти волны применяются для радиосвязи, телевидения, радиолокации, сотовых телефонов. Источниками излучения таких волн являются заряженные частицы, движущиеся в электромагнитных полях. Радиоволны излучаются также свободными электронами металла, которые совершают колебания в колебательном контуре.

Область шкалы электромагнитных волн с частотами, лежащими в интервале 10¹² — 4,3 • 10¹⁴ Гц (и длинами волн от нескольких миллиметров до 760 нм) называется инфракрасным излучением (или инфракрасными лучами). Источником такого излучения служат молекулы нагретого вещества. Человек излучает инфракрасные волны с длиной волны 5 — 10 мкм.

Электромагнитное излучение в интервале частот 4,3 • 10¹⁴ — 7,7 • 10¹⁴ Гц (или длин волн 760 — 390 нм) воспринимается человеческим глазом как свет и называется видимым светом. Волны различных частот внутри этого диапазона воспринимаются глазом, как имеющие различный цвет. Волна с самой маленькой частотой из видимого диапазона 4,3 • 10¹⁴ воспринимается как красная, с самой большой частотой внутри видимого диапазона 7,7 • 10¹⁴ Гц — как фиолетовая. Видимый свет излучается при переходе электронов в атомах, молекулами твердых тел, нагретых до 1000 °С и более.

Волны с частотой 7,7 • 10¹⁴ — 10¹⁷ Гц (длина волны от 390 до 1 нм) принято называть ультрафиолетовым излучением. Ультрафиолетовое излучение имеет выраженное биологическое действие: оно способно убивать ряд микроорганизмов, способно вызвать усиление пигментации человеческой кожи (загар), при избыточном облучении в отдельных случаях может способствовать развитию онкологических заболеваний (рак кожи). Ультрафиолетовые лучи содержатся в излучении Солнца, в лабораториях создаются специальными газоразрядными (кварцевыми) лампами.

За областью ультрафиолетового излучения лежит область рентгеновских лучей (частота 10¹⁷ — 10¹⁹ Гц, длина волны от 1 до 0,01 нм). Эти волны излучаются при торможении в веществе заряженных частиц, разогнанных напряжением 1000 В и более. Обладают способностью проходить сквозь толстые слои вещества, непрозрачного для видимого света или ультрафиолетового излучения. Благодаря этому свойству рентгеновские лучи широко используются в медицине для диагностики переломов костей и ряда заболеваний. Рентгеновские лучи оказывают губительное действие на биологические ткани. Благодаря этому свойству их можно использовать для лечения онкологических заболеваний, хотя при избыточном облучении они смертельно опасны для человека, вызывая целый ряд нарушений в организме. Из-за очень малой длины волны волновые свойства рентгеновского излучения (интерференцию и дифракцию) можно обнаружить только на структурах, сравнимых с размерами атомов.

Гамма-излучением (-излучением) называют электромагнитные волны с частотой, большей, чем 10²⁰ Гц (или длиной волны, меньшей 0,01 нм). Возникают такие волны в ядерных процессах. Особенностью -излучения является его ярко выраженные корпускулярные свойства (т.е. это излучение ведет себя как поток частиц). Поэтому о -излучении часто говорят как о потоке -частиц.

В задаче 24.1.1 для установления соответствия между единицами измерений используем формулу (24.1), из которой следует, что период колебаний в контуре с конденсатором емкостью 1 Ф и индуктивностью 1 Гн равен секунд (ответ 1).

Из графика, данного в задаче 24.1.2, заключаем, что период электромагнитных колебаний в контуре составляет 4 мс (ответ 3).

По формуле (24.1) находим период колебаний в контуре, данном в задаче 24.1.3: (ответ 4). Отметим, что согласно шкале электромагнитных волн такой контур излучает волны длинноволнового радиодиапазона.

Периодом колебания называется время одного полного колебания. Это значит, что если в начальный момент времени конденсатор заряжен максимальным зарядом (задача 24. 1.4), то через половину периода конденсатор будет также заряжен максимальным зарядом, но с обратной полярностью (та пластина, которая изначально была заряжена положительно, будет заряжена отрицательно). А максимальный в контуре ток будет достигаться между этими двумя моментами, т.е. через четверть периода (ответ 2).

Если увеличить индуктивность катушки в четыре раза (задача 24.1.5), то согласно формуле (24.1) период колебаний в контуре возрастет в два раза, а частота уменьшится в два раза (ответ 2).

Согласно формуле (24.1) при увеличении емкости конденсатора в четыре раза (задача 24.1.6) период колебаний в контуре увеличивается в два раза (ответ 1).

При замыкании ключа (задача 24.1.7) в контуре вместо одного конденсатора будут работать два таких же конденсатора, соединенных параллельно (см. рисунок). А поскольку при параллельном соединении конденсаторов их емкости складываются, то замыкание ключа приводит к двукратному увеличению емкости контура. Поэтому из формулы (24.1) заключаем, что период колебаний увеличивается в раз (ответ 3).

Пусть заряд на конденсаторе совершает колебания с циклической частотой (задача 24.1.8). Тогда согласно формулам (24.3)-(24.5) с той же частотой будет совершать колебаний ток в катушке. Это значит, что зависимость тока от времени может быть представлена в виде . Отсюда находим зависимость энергии магнитного поля катушки от времени

Из этой формулы следует, что энергия магнитного поля в катушке совершает колебания с удвоенной частотой, и, значит, с периодом, вдвое меньшим периода колебания заряда и тока (ответ 1).

В задаче 24.1.9 используем закон сохранения энергии для колебательного контура. Из формулы (24.2) следует, что для амплитудных значений напряжения на конденсаторе и тока в катушке справедливо соотношение

(здесь в отличие от (24. 2) использовано другое выражение для энергии конденсатора). Или А (ответ 2).

В задаче 24.1.10 удобно использовать закон сохранения энергии в виде (24.2). Имеем

где и — амплитудные значения заряда конденсатора и тока в катушке. Из этой формулы с использованием соотношения (24.1) для периода колебаний в контуре находим амплитудное значение тока

ответ 3.

Радиоволны — электромагнитные волны с определенными частотами. Поэтому скорость их распространения в вакууме равна скорости распространения любых электромагнитных волн, и в частности, рентгеновских. Эта скорость — скорость света (задача 24.2.1 — ответ 1).

Как указывалось ранее, заряженные частицы излучают электромагнитные волны при движении с ускорением. Поэтому волна не излучается только при равномерном и прямолинейном движении (задача 24. 2.2 — ответ 1).

Электромагнитная волна — это особым образом изменяющиеся в пространстве и времени и поддерживающие друг друга электрическое и магнитное поля. Поэтому правильный ответ в задаче 24.2.3 — 2.

Из данного в условии задачи 24.2.4 графика следует, что период данной волны — = 4 мкс. Поэтому из формулы (24.6) получаем м (ответ 1).

В задаче 24.2.5 по формуле (24.6) находим

(ответ 4).

С антенной приемника электромагнитных волн связан колебательный контур. Электрическое поле волны действует на свободные электроны в контуре и заставляет их совершать колебания. Если частота волны совпадает с собственной частотой электромагнитных колебаний, амплитуда колебаний в контуре возрастает (резонанс) и может быть зарегистрирована. Поэтому для приема электромагнитной волны частота собственных колебаний в контуре должна быть близка к частоте этой волны (контур должен быть настроен на частоту волны). Поэтому если контур нужно перенастроить с волны длиной 100 м на волну длиной 25 м (задача 24.2.6), собственная частота электромагнитных колебаний в контуре должна быть увеличена в 4 раза. Для этого согласно формулам (24.1), (24.4) емкость конденсатора следует уменьшить в 16 раз (ответ 4).

Согласно шкале электромагнитных волн (см. введение к настоящей главе), максимальной длиной из перечисленных в условии задачи 24.2.7 электромагнитных волн обладает излучение антенны радиопередатчика (ответ 4).

Среди перечисленных в задаче 24.2.8 электромагнитных волн максимальной частотой обладает рентгеновское излучение (ответ 2).

Электромагнитная волна является поперечной. Это значит, что векторы напряженности электрического поля и индукции магнитного поля в волне в любой момент времени направлены перпендикулярно направлению распространения волны. Поэтому при распространении волны в направлении оси (задача 24.2. 9), вектор напряженности электрического поля направлен перпендикулярно этой оси. Следовательно, обязательно равна нулю его проекция на ось = 0 (ответ 3).

Скорость распространения электромагнитной волны — есть индивидуальная характеристика каждой среды. Поэтому при переходе электромагнитной волны из одной среду в другую (или из вакуума в среду) скорость электромагнитной волны изменяется. А что можно сказать о двух других параметрах волны, входящих в формулу (24.6), — длине волны и частоте . Будут ли они изменяться при переходе волны из одной среды в другую (задача 24.2.10)? Очевидно, что частота волны не изменяется при переходе из одной среды в другую. Действительно, волна это колебательный процесс, в котором переменное электромагнитное поле в одной среде создает и поддерживает поле в другой среде благодаря именно этим изменениям. Поэтому периоды этих периодических процессов (а значит и частоты) в одной и другой среде должны совпадать (ответ 3). А поскольку скорость волны в разных средах разная, то из проведенных рассуждений и формулы (24.6) следует, что длина волны при ее переходе из одной среды в другую — изменяется.

Электромагнитные волны — скорость, длина, формулы

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Волны: что это и какими бывают

Давайте сначала разберемся, что такое волна.

Волна — это распространение колебаний в пространстве.

Волны бывают механическими и электромагнитными.

Главные герои этой статьи — электромагнитные волны. Немного удовлетворим ваше любопытство и скажем, что это те волны, которые мы потрогать не можем. Но все остальное чуть позже. Главное — терпение.

Механические волны — это те волны, колебания которых можно почувствовать физически, потому что они распространяются в упругой среде.

Представьте, что вы стоите на железнодорожных путях. Нет, вы не Анна Каренина, вы — экспериментатор.

Если к вам приближается поезд, вы рано или поздно его услышите. Вернее, услышите, как только звуковая волна со скоростью 𝑣 = 330 м/с достигнет ваших ушей.

Если приложить ухо к рельсу, то это произойдет значительно быстрее, потому что скорость звука в твердом теле больше, чем в воздухе. Кстати, под водой скорость звука больше, чем в воздухе, но меньше, чем в твердых телах.

Если вы когда-нибудь трогали музыкальную колонку, то знаете, что звук чувствуется и на ощупь.

Волны также принято делить на продольные и поперечные:

Продольные — это те волны, у которых колебание происходит вдоль направления распространения волны.

Дрожание окон во время грома или сейсмические волны (землетрясения) — это пример продольных волн.

Поперечные — волны, у которых колебание происходит поперек направления распространения волны.

Представьте, что вы запустили волну из людей на стадионе — она будет поперечной.
Видимый свет и дрожание гитарной струны — тоже поперечные волны.

Морская волна — продольная или поперечная?

На самом деле в ней есть и продольная, и поперечная составляющие, поэтому ее нельзя отнести к конкретному типу.

Электромагнитные волны

Увы, мы не можем потрогать руками электромагнитные волны. Осталось разобраться, как это так: волна есть, а возможности пощупать ее — нет.

Электромагнитная волна появляется благодаря электромагнитному полю.

Вот есть электрическое поле — его создает любой электрический заряд. Есть магнитное поле — оно возникает из-за движущегося заряда. А их взаимодействие — это электромагнитное поле.

Если совсем честно, то электрическое и магнитное поле не могут существовать в отдельности, потому что частицы всегда есть электрическое поле и она всегда худо-бедно да движется. Рассмотрение в отдельности электрических и магнитных полей может быть только в теоретической физике. В реальных инженерных задачах рассматривается обязательно электромагнитное поле.

Электромагнитная волна — это распространение электромагнитного поля. А если конкретнее, то электрическое поле колеблется, магнитное поле колеблется, эти колебания распространяются, и получается электромагнитная волна.

К электромагнитным волнам относятся радио, Wi-Fi и даже свет.

Разве свет не из частиц состоит?

Ничего от вас не скроешь. Дело в том, что свет — это как Гермиона с маховиком времени в двух местах сразу — одновременно и частица и волна.

Можете перечитать фразу выше, чтобы с ней смириться. Это не шутка. Экспериментально давно обнаружено, что свет в одних экспериментах ведет себя, как частица, а в других, как волна.

Все это безумство называется корпускулярно-волновым дуализмом. И это работает не только со светом, но и с другими волнами. В общем, у физики тоже бывает раздвоение личности.

Характеристики электромагнитной волны

Чтобы изучать любое явление, его нужно как-то охарактеризовать.

Длина волны

Это самая важная характеристика для волны. Ей называется расстояние между двумя точками этой волны, колеблющихся в одной фазе. Если проще, то это расстояние между двумя «гребнями».

Обозначается эта величина буквой λ и измеряется в метрах.

Еще длиной волны можно назвать расстояние, пройденное волной, за один период колебания.

Период

Период — это время, за которое происходит одно колебание. То есть, если дано время распространения волны и количество колебаний, можно рассчитать период.

Формула периода колебания волны

T = t/N

T — период [с]

t — время [с]

N — количество колебаний [-]

Для электромагнитных волн есть целая шкала длин волн. Она показывает длину волны и частоту для разных типов электромагнитных волн.

Частота

Частота — это величина, обратно пропорциональная периоду. Она определяет, сколько колебаний в единицу времени совершила волна.

Формула частоты колебания волны

υ = N/t = 1/T

υ — частота [Гц]

t — время [с]

N — количество колебаний [-]

T — период [с]

Скорость

Также важной характеристикой распространения волны является ее скорость.

Чтобы вывести формулу скорости через длину волны, нужно вспомнить формулу скорости из кинематики — это раздел физики, в котором изучают движение тел без учета внешнего воздействия.

Формула скорости

𝑣 = S/t

𝑣 — скорость [м/с]

S — путь [м]

t — время [с]

Переходя к волнам, можно провести следующие аналогии:

путь — длина волны
время — период

А для скорости даже аналогия не нужна — скорость и Африке скорость. -12 с.

Теперь возьмем формулу скорости

𝑣 = S/t

По условию S = 1000λ

То есть

𝑣 = 1000λ/t

Выражаем длину волны

λ = 𝑣t/1000

Подставляем значения скорости света и известного нам времени:

λ = 3*108* 2*10-121000 =600 нм

И соотносим со шкалой видимого света

Из шкалы видно, что длине волны в 600 нм соответствует оранжевый цвет излучения.

Ответ: цвет освещения при заданных условиях будет оранжевым.

Попробуйте онлайн-курс подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в Skysmart!

Рубрика «Разрушаем мифы»

А теперь давайте немного о распространенных заблуждениях. Присаживайтесь поудобнее — этот разговор, к сожалению, не на пару минут.

Миф 1. Вышки 5G вредны для нашего здоровья

Одна из теорий против 5G гласит, что новый тип связи может стать причиной раковых заболеваний. Справедливости ради — такие же обвинения не раз поступали в адрес 2G, 3G, 4G и более ранних поколений беспроводных сетей.

Стандарт 5G может использовать разные частотные диапазоны. Как правило, это низкий диапазон 600 МГц, а также средние частоты 2,5 ГГц, 3,5 ГГц и 3,7–4,2 ГГц.

В России «Государственная комиссия по радиочастотам» (ГКРЧ) рекомендует для выделения и использования под 5G частотный диапазон 27,1-27,5 ГГц. Американским операторам также скоро будут доступны диапазоны 37 ГГц, 39 ГГц и 47 ГГц.

Диапазон от 30 ГГц (миллиметровые волны) относится к так называемому спектру крайне высоких частот — и именно он вызывает большинство опасений по поводу вреда 5G для здоровья человека. Все еще недостаточно исследований, которые изучают влияние высоких частот на организм.

Источник: The Islands’ Sounder

Тем не менее, известно, что даже в верхнем диапазоне излучение 5G не обладает достаточной энергией для разрушения человеческой ДНК или влияния на клетки. А значит, не может вызвать рак и не представляет опасность для нашего организма. По этой же причине нельзя верить в теорию, что 5G убивает птиц — этому излучению просто не хватит сил, чтобы кого-то убить.

К опасному излучению относятся волны, распространяемые на частотах от 30 ПГц (петагерц) — утрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи. Они могут влиять на атомную структуру клеток и разрывать химические связи в ДНК. Именно поэтому, например, врачи советуют избегать долгого пребывания на солнце.

Миф 2. Шапочки из фольги защищают от вредного излучения

Кстати, они наоборот любую электромагнитную волну усиливают. Это доказали студенты из MIT (Массачусетский технологический институт), которые исследовали это опытным путем.

Ребята установили антенну в четырех частях от головы добровольцев: на лбу, затылке, висках и в районе мозга. И сравнивали показатели радиосигнала в шапочке для фольги и без нее. Оказалось, что сигнал не ослабляется, а усиливается. Так что шапочка вас не спасет от вредного излучения, а наоборот — только усилит сигнал.

Миф 3. Микроволновки убивают еду, и она становится неживой

Электромагнитный фон возле СВЧ-печей выше больше, чем природный более, чем в миллион раз, но вреда человеку не наносит. Санитарные требования к этим приборам очень жёсткие, поэтому опасности микроволновка не представляет. Например, благодаря системе блокировки дверцы генерация микроволнового излучения прекращается, когда дверца открыта. Также в микроволновке обязательно должна быть система защиты от утечки излучения. Гораздо опаснее электромагнитные излучения от солнца или солярия, потому что там есть ультрафиолет, который легко повреждает клетки кожи человека.

Продукты становятся теплее за счёт нагревания в них воды. И когда мы их греем, могут образовываться радикалы — но это происходит при любом способе теплового воздействия. Например, при жарке могут образовываться ещё и канцерогены.

Наш организм способен бороться с небольшим количеством «вредных» радикалов благодаря иммунитету. При нагревании пищи образуется то количество радикалов, с которым организм способен бороться, поэтому ничего страшного ни в микроволновке, ни в кастрюле, в которой вы греете суп, нет.

Конвертер частоты и длины волны • Фотометрия — свет • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыИмпульс (количество движения)Импульс силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

Период колебания волн у берегов Майами-Бич приблизительно равен 4 секундам.

Общие сведения

Частота

Частота — это величина, измеряющая как часто повторяется тот или иной периодический процесс. В физике с помощью частоты описывают свойства волновых процессов. Частота волны — количество полных циклов волнового процесса за единицу времени. Единица частоты в системе СИ — герц (Гц). Один герц равен одному колебанию в секунду.

Длина волны

Существует множество различных типов волн в природе, от вызванных ветром морских волн до электромагнитных волн. Свойства электромагнитных волн зависят от длины волны. Такие волны разделяют на несколько видов:

Резонансный магнетрон используется в микроволновых печах для подачи электромагнитной энергии в камеру печи.

Гамма-лучи с длиной волны до 0,01 нанометра (нм).
Рентгеновские лучи с длиной волны — от 0,01 нм до 10 нм.
Волны ультрафиолетового диапазона, которые имеют длину от 10 до 380 нм. Человеческому глазу они не видимы.
Свет в видимой части спектра с длиной волны 380–700 нм.
Невидимое для людей инфракрасное излучение с длиной волны от 700 нм до 1 миллиметра.
За инфракрасными волнами следуют микроволновые, с длиной волны от 1 миллиметра до 1 метра.
Самые длинные — радиоволны. Их длина начинается с 1 метра.

Эта статья посвящена электромагнитному излучению, и особенно свету. В ней мы обсудим, как длина и частота волны влияют на свет, включая видимый спектр, ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.

Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение — это энергия, свойства которой одновременно сходны со свойствами волн и частиц. Эта особенность называется корпускулярно-волновым дуализмом. Электромагнитные волны состоят из магнитной волны и перпендикулярной к ней электрической волны.

Энергия электромагнитного излучения — результат движения частиц, которые называются фотонами. Чем выше частота излучения, тем они более активны, и тем больше вреда они могут принести клеткам и тканям живых организмов. Это происходит потому, что чем выше частота излучения, тем больше они несут энергии. Большая энергия позволяет им изменить молекулярную структуру веществ, на которые они действуют. Именно поэтому ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма излучение так вредно для животных и растений. Огромная часть этого излучения — в космосе. Оно присутствует и на Земле, несмотря на то, что озоновый слой атмосферы вокруг Земли блокирует большую его часть.

Атмосфера пропускает СВЧ-излучение в диапазоне частот C (с частотой от 4 до 8 Гц и с длиной волны от 7,5 до 3,75 сантиметров), которые используются для спутниковой связи

Электромагнитное излучение и атмосфера

Атмосфера земли пропускает только электромагнитное излучение с определенной частотой. Большая часть гамма-излучения, рентгеновских лучей, ультрафиолетового света, часть излучения в инфракрасном диапазоне и длинные радиоволны блокируются атмосферой Земли. Атмосфера поглощает их и не пропускает дальше. Часть электромагнитных волн, в частности, излучение в коротковолновом диапазоне, отражается от ионосферы. Все остальное излучение попадает на поверхность Земли. В верхних атмосферных слоях, то есть, дальше от поверхности Земли, больше радиации, чем в нижних слоях. Поэтому чем выше, тем опаснее для живых организмов находиться там без защитных костюмов.

Атмосфера пропускает на Землю небольшое количество ультрафиолетового света, и он приносит вред коже. Именно из-за ультрафиолетовых лучей люди обгорают на солнце и могут даже заболеть раком кожи. С другой стороны, некоторые лучи, пропускаемые атмосферой, приносят пользу. Например, инфракрасные лучи, которые попадают на поверхность Земли, используют в астрономии — инфракрасные телескопы следят за инфракрасными лучами, излучаемыми астрономическими объектами. Чем выше от поверхности Земли, тем больше инфракрасного излучения, поэтому телескопы часто устанавливают на вершинах гор и на других возвышенностях. Иногда их отправляют в космос, чтобы улучшить видимость инфракрасных лучей.

Этот осциллограф, который измеряет сетевое напряжение в розетке, показывает частоту в 59,7 герц и период колебаний 117 миллисекунд

Взаимоотношение между частотой и длиной волны

Частота и длина волны обратно пропорциональны друг другу. Это значит, что по мере увеличения длины волны частота уменьшается и наоборот. Это легко представить: если частота колебаний волнового процесса высокая, то время между колебаниями намного короче, чем у волн, частота колебаний которых меньше. Если представить волну на графике, то расстояние между ее пиками будет тем меньше, чем больше колебаний она совершает на определенном отрезке времени.

Чтобы определить скорость распространения волны в среде, необходимо умножить частоту волны на ее длину. Электромагнитные волны в вакууме всегда распространяются с одинаковой скоростью. Эта скорость известна как скорость света. Она равна 299&nbsp792&nbsp458 метрам в секунду.

Свет

Видимый свет — электромагнитные волны с частотой и длиной, которые определяют его цвет.

Длина волны и цвет

Самая короткая длина волны видимого света — 380 нанометров. Это фиолетовый цвет, за ним следуют синий и голубой, затем зеленый, желтый, оранжевый и, наконец, красный. Белый свет состоит из всех цветов сразу, то есть, белые предметы отражают все цвета. Это можно увидеть с помощью призмы. Попадающий в нее свет преломляется и выстраивается в полосу цветов в той же последовательность, что в радуге. Эта последовательность — от цветов с самой короткой длиной волны, до самой длинной. Зависимость скорости распространения света в веществе от длины волны называется дисперсией.

Радуга над рекой Ниагара

Радуга образуется похожим способом. Капли воды, рассеянные в атмосфере после дождя, ведут себя так же как призма и преломляют каждую волну. Цвета радуги настолько важны, что во многих языках существуют мнемоника, то есть прием запоминания цветов радуги, настолько простой, что запомнить их могут даже дети. Многие дети, говорящие по-русски, знают, что «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан». Некоторые люди придумывают свою мнемонику, и это — особенно полезное упражнение для детей, так как, придумав свой собственный метод запоминания цветов радуги, они быстрее их запомнят.

Свет, к которому человеческий глаз наиболее чувствителен — зеленый, с длиной волны в 555 нм в светлой среде и 505 нм в сумерках и темноте. Различать цвета могут далеко не все животные. У кошек, например, цветное зрение не развито. С другой стороны, некоторые животные видят цвета намного лучше, чем люди. Например, некоторые виды видят ультрафиолетовый и инфракрасный свет.

Отражение света

Бриллиантовое кольцо

Цвет предмета определяется длиной волны света, отраженного с его поверхности. Белые предметы отражают все волны видимого спектра, в то время как черные — наоборот, поглощают все волны и ничего не отражают.

На первом рисунке: правильная огранка бриллиантов. Свет отражается вверх, по направлению к глазу и алмаз сверкает. На втором и третьем рисунках: неправильная огранка. Свет отражается в оправу и в стороны и алмазы выглядят тусклыми.

Один из естественных материалов с высоким коэффициентом дисперсии — алмаз. Правильно обработанные бриллианты отражают свет как от наружных, так и от внутренних граней, преломляя его, как и призма. При этом важно, чтобы большая часть этого света была отражена вверх, в сторону глаза, а не, например, вниз, внутрь оправы, где его не видно. Благодаря высокой дисперсии бриллианты очень красиво сияют на солнце и при искусственном освещении. Стекло, ограненное так же, как бриллиант, тоже сияет, но не настолько сильно. Это связано с тем, что, благодаря химическому составу, алмазы отражают свет намного лучше, чем стекло. Углы, используемые при огранке бриллиантов, имеет огромное значение, потому что слишком острые или слишком тупые углы либо не позволяют свету отражаться от внутренних стен, либо отражают свет в оправу, как показано на иллюстрации.

Спектроскопия

Для определения химического состава вещества иногда используют спектральный анализ или спектроскопию. Этот способ особенно хорош, если химический анализ вещества невозможно провести, работая с ним непосредственно, например, при определении химического состава звезд. Зная, какое электромагнитное излучение поглощает тело, можно определить, из чего оно состоит. Абсорбционная спектроскопия, являющаяся одним из разделов спектроскопии, определяет какое излучение поглощается телом. Такой анализ можно делать на расстоянии, поэтому его часто используют в астрономии, а также в работе с ядовитыми и опасными веществами.

Определение наличия электромагнитного излучения

Видимый свет, так же как и всё электромагнитное излучение — это энергия. Чем больше энергии излучается, тем легче эту радиацию измерить. Количество излученной энергии уменьшается по мере увеличения длины волны. Зрение возможно именно благодаря тому, что люди и животные распознают эту энергию и чувствуют разницу между излучением с разной длиной волны. Электромагнитное излучение разной длины ощущается глазом как разные цвета. По такому принципу работают не только глаза животных и людей, но и технологии, созданные людьми для обработки электромагнитного излучения.

Видимый свет

Люди и животные видят большой спектр электромагнитного излучения. Большинство людей и животных, например, реагируют на видимый свет, а некоторые животные — еще и на ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Способность различать цвета — не у всех животных — некоторые, видят только разницу между светлыми и темными поверхностями. Наш мозг определяет цвет так: фотоны электромагнитного излучения попадают в глаз на сетчатку и, проходя через нее, возбуждают колбочки, фоторецепторы глаза. В результате по нервной системе передается сигнал в мозг. Кроме колбочек, в глазах есть и другие фоторецепторы, палочки, но они не способны различать цвета. Их назначение — определять яркость и силу света.

Колбочки в сетчатке глаза чаек и многих других птиц содержит капли красного или желтого масла

В глазу обычно находится несколько видов колбочек. У людей — три типа, каждый из которых поглощает фотоны света в пределах определенных длин волны. При их поглощении происходит химическая реакция, в результате которой в мозг поступают нервные импульсы с информацией о длине волны. Эти сигналы обрабатывает зрительная зона коры головного мозга. Это — участок мозга, ответственный за восприятие звука. Каждый тип колбочек отвечает только за волны с определенной длиной, поэтому для получения полного представления о цвете, информацию, полученную от всех колбочек, складывают вместе.

У некоторых животных еще больше видов колбочек, чем у людей. Так, например, у некоторых видов рыб и птиц их от четырех до пяти типов. Интересно, что у самок некоторых животных больше типов колбочек, чем у самцов. У некоторых птиц, например у чаек, которые ловят добычу в воде или на ее поверхности, внутри колбочек есть желтые или красные капли масла, которые выступают в роли фильтра. Это помогает им видеть большее количество цветов. Подобным образом устроены глаза и у рептилий.

Этот инфракрасный термометр определяет температуру измеряемого объекта на расстоянии, по его тепловому излучению

Инфракрасный свет

У змей, в отличие от людей, не только зрительные рецепторы, но и чувствительные органы, которые реагируют на инфракрасное излучение. Они поглощают энергию инфракрасный лучей, то есть реагируют на тепло. Некоторые устройства, например приборы ночного видения, также реагируют на тепло, выделяемое инфракрасным излучателем. Такие устройства используют военные, а также для обеспечения безопасности и охраны помещений и территории. Животные, которые видят инфракрасный свет, и устройства, которые могут его распознавать, видят не только предметы, которые находятся в их поле зрения на данный момент, но и следы предметов, животных, или людей, которые находились там до этого, если не прошло слишком много времени. Например, змеям видно, если грызуны копали в земле ямку, а полицейские, которые пользуются прибором ночного видения, видят, если в земле были недавно спрятаны следы преступления, например, деньги, наркотики, или что-то другое. Устройства для регистрации инфракрасного излучения используют в телескопах, а также для проверки контейнеров и камер на герметичность. С их помощью хорошо видно место утечки тепла. В медицине изображения в инфракрасном свете используют для диагностики. В истории искусства — чтобы определить, что изображено под верхним слоем краски. Устройства ночного видения используют для охраны помещений.

Обыкновенная или зеленая игуана видит ультрафиолетовый свет. Фотография размещена с разрешения автора

Ультрафиолетовый свет

Некоторые рыбы видят ультрафиолетовый свет. Их глаза содержат пигмент, чувствительный к ультрафиолетовым лучам. Кожа рыб содержит участки, отражающие ультрафиолетовый свет, невидимый для человека и других животных — что часто используется в животном мире для маркировки пола животных, а также в социальных целях. Некоторые птицы тоже видят ультрафиолетовый свет. Это умение особенно важно во время брачного периода, когда птицы ищут потенциальных партнеров. Поверхности некоторых растений также хорошо отражают ультрафиолетовый свет, и способность его видеть помогает в поиске пищи. Кроме рыб и птиц, ультрафиолетовый свет видят некоторые рептилии, например черепахи, ящерицы и зеленые игуаны (на иллюстрации).

Человеческий глаз, как и глаза животных, поглощает ультрафиолетовый свет, но не может его обработать. У людей он разрушает клетки глаза, особенно в роговице и хрусталике. Это, в свою очередь, вызывает различные заболевания и даже слепоту. Несмотря на то, что ультрафиолетовый свет вредит зрению, небольшое его количество необходимо людям и животным, чтобы вырабатывать витамин D. Ультрафиолетовое излучение, как и инфракрасное, используют во многих отраслях, например в медицине для дезинфекции, в астрономии для наблюдения за звездами и другими объектами и в химии для отверждения жидких веществ, а также для визуализации, то есть для создания диаграмм распространения веществ в определенном пространстве. С помощью ультрафиолетового света определяют поддельные банкноты и пропуска, если на них должны быть напечатаны знаки специальными чернилами, распознаваемыми с помощью ультрафиолетового света. В случае с подделкой документов ультрафиолетовая лампа не всегда помогает, так как преступники иногда используют настоящий документ и заменяют на нем фотографию или другую информацию, так что маркировка для ультрафиолетовых ламп остается. Существует также множество других применений для ультрафиолетового излучения.

Цветовая слепота

Из-за дефектов зрения некоторые люди не в состоянии различать цвета. Эта проблема называется цветовой слепотой или дальтонизмом, по имени человека, который первый описал эту особенность зрения. Иногда люди не видят только цвета с определенной длиной волны, а иногда они не различают цвета вообще. Часто причина — недостаточно развитые или поврежденные фоторецепторы, но в некоторых случаях проблема заключается в повреждениях на проводящем пути нервной системы, например в зрительной коре головного мозга, где обрабатывается информация о цвете. Во многих случаях это состояние создает людям и животным неудобства и проблемы, но иногда неумение различать цвета, наоборот — преимущество. Это подтверждается тем, что, несмотря на долгие годы эволюции, у многих животных цветное зрение не развито. Люди и животные, которые не различают цвета, могут, например, хорошо видеть камуфляж других животных.

На этом изображении из диагностических таблиц для диагностики дальтонизма люди с нормальным зрением видят число 74

Несмотря на преимущества цветовой слепоты, в обществе ее считают проблемой, и для людей с дальтонизмом закрыта дорога в некоторые профессии. Обычно они не могут получить полные права по управлению самолетом без ограничений. Во многих странах водительские права для этих людей тоже имеют ограничения, а в некоторых случаях они не могут получить права вообще. Поэтому они не всегда могут найти работу, на которой необходимо управлять автомобилем, самолетом, и другими транспортными средствами. Также им сложно найти работу, где умение определять и использовать цвета имеет большое значение. Например, им трудно стать дизайнерами, или работать в среде, где цвет используют, как сигнал (например, об опасности).

Проводятся работы по созданию более благоприятных условий для людей с цветовой слепотой. Например, существуют таблицы, в которых цвета соответствует знакам, и в некоторых странах эти знаки используют в учреждениях и общественных местах наряду с цветом. Некоторые дизайнеры не используют или ограничивают использование цвета для передачи важной информации в своих работах. Вместо цвета, или наряду с ним, они используют яркость, текст, и другие способы выделения информации, чтобы даже люди, не различающие цвета, могли полостью получить информацию, передаваемую дизайнером. В большинстве случаев люди с цветовой слепотой не различают красный и зеленый, поэтому дизайнеры иногда заменяют комбинацию «красный = опасность, зеленый = все нормально» на красный и синий цвета. Большинство операционных систем также позволяют настроить цвета так, чтобы людям с цветовой слепотой было все видно.

Цвет в машинном зрении

Машинное зрение в цвете — быстроразвивающаяся отрасль искусственного интеллекта. До недавнего времени большая часть работы в этой области проходила с монохромными изображениями, но сейчас все больше научных лабораторий работают с цветом. Некоторые алгоритмы для работы с монохромными изображениями применяют также и для обработки цветных изображений.

Камера Canon 5D автоматически находит человеческие лица и настраивается по одному из них на резкость

Применение

Машинное зрение используется в ряде отраслей, например для управления роботами, самоуправляемыми автомобилями, и беспилотными летательными аппаратами. Оно полезно в сфере обеспечения безопасности, например для опознания людей и предметов по фотографиям, для поиска по базам данных, для отслеживания движения предметов, в зависимости от их цвета и так далее. Определение местоположения движущихся объектов позволяет компьютеру определить направление взгляда человека или следить за движением машин, людей, рук, и других предметов.

Чтобы правильно опознать незнакомые предметы, важно знать об их форме и других свойствах, но информация о цвете не настолько важна. При работе со знакомыми предметами, цвет, наоборот, помогает быстрее их распознать. Работа с цветом также удобна потому, что информация о цвете может быть получена даже с изображений с низким разрешением. Для распознавания формы предмета, в отличие от цвета, требуется высокое разрешение. Работа с цветом вместо формы предмета позволяет уменьшить время обработки изображения, и использует меньше компьютерных ресурсов. Цвет помогает распознавать предметы одинаковой формы, а также может быть использован как сигнал или знак (например, красный цвет — сигнал опасности). При этом не нужно распознавать форму этого знака, или текст, на нем написанный. На веб-сайте YouTube можно увидеть множество интересных примеров использования цветного машинного зрения.

Обработка информации о цвете

Оптическая иллюзия с цветом

Фотографии, которые обрабатывает компьютер, либо загружены пользователями, либо сняты встроенной камерой. Процесс цифровой фото- и видеосъемки освоен хорошо, но вот обработка этих изображений, особенно в цвете, связана с множеством трудностей, многие из которых еще не решены. Это связано с тем, что цветное зрение у людей и животных устроено очень сложно, и создать компьютерное зрение наподобие человеческого — непросто. Зрение, как и слух, основано на адаптации к окружающей среде. Восприятие звука зависит не только от частоты, звукового давления и продолжительности звука, но и от наличия или отсутствия в окружающей среде других звуков. Так и со зрением — восприятие цвета зависит не только от частоты и длины волны, но и от особенностей окружающей среды. Так, например, цвета окружающих предметов влияют на наше восприятие цвета.

С точки зрения эволюции такая адаптация необходима, чтобы помочь нам привыкнуть к окружающей среде и перестать обращать внимание на незначительные элементы, а направить все наше внимание на то, что меняется в окружающей обстановке. Это необходимо для того, чтобы легче замечать хищников и находить пищу. Иногда из-за этой адаптации происходят оптические иллюзии. Например, в зависимости от цвета окружающих предметов, мы воспринимаем цвет двух тел по-разному, даже когда они отражают свет с одинаковой длиной волны. На иллюстрации — пример такой оптической иллюзии. Коричневый квадрат в верхней части изображения (второй ряд, вторая колонка) выглядит светлее, чем коричневый квадрат в нижней части рисунка (пятый ряд, вторая колонка). На самом деле, их цвета одинаковы. Даже зная об этом, мы все равно воспринимаем их, как разные цвета. Поскольку наше восприятие цвета устроено так сложно, программистам трудно описать все эти нюансы в алгоритмах для машинного зрения. Несмотря на эти трудности, мы уже достигли многого в этой области.

Литература

Автор статьи: Kateryna Yuri

Unit Converter articles were edited and illustrated by Анатолий Золотков

Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

Урок 10. электромагнитные волны — Физика — 11 класс

Физика, 11 класс

Урок 10. Электромагнитные волны

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

Основные положения электромагнитной теории Максвелла и опытное доказательство Герцем существования электромагнитных волн.
Электромагнитная волна и её характеристики, вихревое поле, шкала электромагнитных волн.

Глоссарий по теме

Вихревым электрическим полем называется поле, силовые линии которого нигде не начинаются и не заканчиваются, представляют собой замкнутые линии.

Электромагнитное поле – особая форма материи, осуществляющая электромагнитное взаимодействие.

Электромагнитные волны – это электромагнитные колебания, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью.

Точечный источник излучения – это источник, размеры которого много меньше расстояния, на котором оценивается его действие, и он посылает электромагнитные волны по всем направлениям с одинаковой интенсивностью.

Плотностью потока электромагнитного излучения называют отношение электромагнитной энергии переносимой волной за время через перпендикулярную лучам поверхность площадью S, к произведению площади на время.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2016. – С. 140-150

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс.-М.:Дрофа,2009.- С.20-22

Основное содержание урока

Часто вы слышите от заботливых мам: «Не клади телефон под подушку! Не сиди долго за компьютером. Не находись долго около микроволновки! Не носи телефон в кармане! Вредно для здоровья, опасно для жизни, есть риск заболеть раковыми заболеваниями, действуют электромагнитные волны».

Вселенная-это океан электромагнитных излучений. Человек живет в нем, не замечая волн, проникающих в окружающее пространство. Включив лампочку или греясь у камина, человек заставляет источник этих волн работать, не задумываясь об их свойствах. Открытие природы электромагнитного излучения, позволило человечеству в течение XX века освоить и ввести в эксплуатацию различные его виды.

Сегодня мы поговорим об электромагнитных волнах, что это? Каковы его характеристики?

Когда мы слышим слово «волна», что вы себе представляете? Волны на море, на реке, волна в ванной комнате, и т.д. это механические волны. Механика переводится как движение. Мы их видим и способны определить его характеристики. Вспомним, какие величины характеризуют механические волны.

Период – это время, за которое совершается одно колебание. Период обозначается буквой Т, измеряется в секундах. Определяется по формуле:

Частота – это число колебаний в единицу времени. Частота — обозначается буквой ν (ню), измеряется в герцах Гц и определяется по формуле:

Амплитуда – это наибольшее отклонение от положения равновесия. Амплитуда – обозначается буквой А, измеряется в метрах.

Длина волны — это кратчайшее расстояние между точками, колеблющимися в одинаковых фазах. Обозначается буквой лямбда λ, измеряется в метрах м,

Скорость — υ, м/с

Механические волны имеют много общего с электромагнитными волнами, но есть и существенные различия. Они распространяются в твердой, жидкой, газообразной среде, можем ли мы обнаружить их нашими чувствами? Да, в твердых средах-это могут быть землетрясения, колебания струн музыкальных инструментов. В жидкости — волны в море, в газах-это распространение звуков. С электромагнитными волнами не все так просто. Мы не чувствуем и не осознаем, сколько электромагнитных волн пронизывает наше пространство. Радиоволны, телевизионные волны, солнечный свет, Wi-Fi, излучение мобильного телефона и многое другое являются примерами электромагнитного излучения. Если бы мы могли видеть их, мы не смогли бы видеть друг друга за столькими электромагнитными волнами. Электромагнитные волны играют огромную роль в жизни современного человека — с их помощью мы передаем информацию, общаемся, обмениваемся данными, изучаем окружающий мир и многое другое. Сегодня мы должны понять понятие электромагнитных волн, выяснить, как получить электромагнитные волны и какими свойствами они обладают.

Какова история открытия электромагнитных волн? В 1820 году Эрстед обнаружил действие электрического тока на магнитную стрелку, что привело к возникновению новой области физики — электромагнетизма. В 1831 году Фарадей открыл явление электромагнитной индукции: переменное магнитное поле создает переменный электрический ток. В 1864 году Максвелл предположил, что при изменении электрического поля возникает вихревое магнитное поле. В 1887 году Герц экспериментально подтвердил гипотезу Максвелла о существовании электромагнитного поля.

Для подтверждения гипотезы Максвелла о существовании электромагнитного поля необходимо было экспериментально открыть электромагнитные волны. Это сделал немецкий физик Генрих Герц, который использовал устройство, названное в его честь вибратором Герца-открытый колебательный контур.

Генрих Герц

(1857–1894)

Простейшая система, в которой возникают электромагнитные колебания, называется колебательным контуром.

Для того, чтобы иметь колебания в цепи, необходимо зарядить конденсатор. В результате периодической перезарядки конденсатора в цепи возникают колебания. Между обкладками конденсатора возникает переменное электрическое поле. А вокруг него переменное магнитное поле, вихрь и вихрь переменного электрического поля и др. Таким образом, в пространстве электромагнитное поле распространяется в виде электромагнитных волн. Генри Герц измерил частоту ν гармонических колебаний в цепи и длину λ электромагнитной волны и определил скорость электромагнитной волны:

υ = λ·ν

Значение скорости электромагнитной волны, полученное в эксперименте Герца, совпало со значением скорости электромагнитной волны по гипотезе Максвелла с = 299 792 458 м = 300 000 км/с. Чтобы сделать излучение более интенсивным, необходимо увеличить циклическую частоту. По формуле: ω=1/√(L∙C) частота зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора. Так, необходимо уменьшить индуктивность L и электрическую емкость C. для этого необходимо уменьшить количество витков катушки и раздвинуть обкладки конденсатора. Закрытый колебательный контур превращается в открытый – прямой проводник. Проводник был разрезан, оставляя зазор, чтобы поставить шары и зарядить до высокой разности потенциалов. В результате между шариками проскакивала искра. Возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения, серии импульсов быстроизменяющегося тока, Герц получал электромагнитные волны высокой частоты. Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора (резонатора), который является тем же устройством, что и излучающий вибратор

Итак, процесс взаимного порождения электрического поля переменным магнитным полем и изменение магнитного поля электрическое поле может продолжать распространяться, захватывая новые области пространства. Переменные электрическое и магнитное поля, распространяющиеся в пространстве и генерирующие друг друга, называются электромагнитной волной.

Электромагнитное поле-особая форма материи, осуществляющая электромагнитное взаимодействие. И это поле имеет совершенно иную природу, чем электростатическое. Линии натяжения не имеют начала и конца, они замкнуты. Отсюда и название вихревого поля. Вихревое электрическое поле-это поле, силовые линии которого не начинаются и не заканчиваются нигде, а являются замкнутыми линиями.

Чем быстрее меняется магнитная индукция, тем больше напряженность электрического поля. Сила, действующая на заряд со стороны вихревого электрического поля, равна:

Но, в отличие от электростатического поля, работа вихревого электрического поля на замкнутой линии не равна нулю. Так как при перемещении заряда вдоль замкнутой линии напряженности электрического поля работа на всех участках пути имеет один и тот же знак, потому, что сила и перемещение совпадают по направлению.

Согласно теории Максвелла, электромагнитная волна переносит энергию. Энергия электромагнитного поля волны в данный момент времени меняется периодически в пространстве с изменением векторов и Электрическое и магнитное поля в электромагнитной волне перпендикулярны друг к другу, причем каждое из них перпендикулярно к направлению распространения волны:

Таким образом, электромагнитная волна является поперечной волной. Электромагнитная волна излучается колеблющимися зарядами, при этом важно, чтобы заряды двигались с ускорением. Электромагнитная волна, как и механическая, характеризуется периодом и частотой колебаний, длиной волны и скоростью распространения. Период Т – это время одного колебания. Частота ν – это число колебаний за одну секунду. Длина волны λ — это расстояние, на которое распространяется электромагнитная волна за время одного периода. В вакууме для электромагнитной волны период Т и частота ν и длина волны λ связаны соотношениями:

Герц не только открыл электромагнитные волны, но и показал, что они ведут себя подобно другим волнам. Они поглощаются, отражаются, преломляются, наблюдаются явления интерференции и дифракции волн. Вычисленная на основании гипотезы Максвелла скорость электромагнитной волны совпала с наблюдаемой в опытах скоростью света. Это совпадение позволило предположить, что свет является одним из видов электромагнитных волн.

Свойства электромагнитных волн:

Отражение электромагнитных волн: волны хорошо отражаются от металлического листа, причем угол падения равен углу отражения;

Поглощение волн: электромагнитные волны частично поглощаются при переходе через диэлектрик;

Преломление волн: электромагнитные волны меняют свое направление при переходе из воздуха в диэлектрик;

Интерференция волн: сложение волн от когерентных источников;

Дифракция волн: отгибание волнами препятствий.

Фронтом волны называется геометрическое место точек, до которых дошли возмущения в данный момент времени. Поверхность равной фазы называется волновой поверхностью. Плоской волной называется волна, у которой волновая поверхность — плоскость. Линия, перпендикулярная волновой поверхности, называется лучом. Электромагнитная волна, как мы уже сказали, переносит энергию. Луч указывает направление, в котором волна переносит энергию. Тогда для плоской электромагнитной волны скорость, которой перпендикулярна поверхности площадью s, то можно ввести понятие плотность потока излучения. Плотностью потока электромагнитного излучения называют отношение электромагнитной энергии переносимой волной за время через перпендикулярную лучам поверхность площадью S, к произведению площади на время.

Иногда ее называют интенсивностью волны. Плотностью потока электромагнитного излучения пропорциональна четвертой степени циклической частоты.

Источники излучения электромагнитных волн разнообразны, но самым простым является точечный источник. Точечный источник излучения – это источник, размеры которого много меньше расстояния, на котором оценивается его действие, и он посылает электромагнитные волны по всем направлениям с одинаковой интенсивностью (например, звёзды).

Длина электромагнитных волн различна: от значений порядка 10¹³ м (низкочастотные колебания) до 10^-10 м (γ-лучи). Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн. Принято выделять низкочастотное излучение, радиоволны, инфракрасное излучение, видимое излучение, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, -излучение. Атомные ядра испускают самое коротковолновое -излучение. Особого различия между отдельными излучениями нет. Излучения различной длины волны отличаются друг от друга по способу их получения (излучение антенны, тепловое излучение, излучение при торможении быстрых электронов и др.) и методам регистрации. Электромагнитные волны обнаруживаются, в конечном счете, по их действию на заряженные частицы. В вакууме излучение любой длины волны распространяется со скоростью 300 000 км/с. Если мысленно разложить эти виды по возрастанию частоты или убыванию длины волны, то получится широкий непрерывный спектр – шкала электромагнитных излучений.

Сегодня мы знаем, что к опасным видам излучения относятся: гамма-излучение, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение, остальные – безопасны. Распределение электромагнитных излучений по диапазонам условное и резкой границы между областями нет. Вся шкала электромагнитных волн является подтверждением того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами.

В зависимости от своей частоты или длины волны электромагнитные волны имеют различное применение. Они несут людям пользу и вред. Бытовые обогревательные приборы, приборы для приготовления еды, телефоны, компьютеры, вышки сотовой связи и телебашни, электропровода излучают электромагнитные волны. Больше других источников электромагнитные волны у нас дома излучают мобильные телефоны, микроволновые печи, холодильники, электрические кухонные плиты. Самым мощным источником излучения являются линии электропередач, и строить жилые дома под ними, воспрещено. Антенны радиопередатчиков нельзя устанавливать на сооружениях, в которых живут люди. Эмбрионы и ткани, находящиеся в стадии роста, больше всего подвержены влиянию волн, воздействуют электромагнитное поле на центральную нервную систему и мышцы тела. Это влияние становится причиной бессонницы и дисфункций в неврологической области, нарушения частоты биений сердца и скачков давления. Но есть, и полезные свойства электромагнитных волн. Их используют в физиотерапевтическом лечении некоторых болезней так как они способствуют быстрому заживлению тканей, останавливает развитие воспалительных процессов. Мы сегодня исключить полностью общение с электромагнитными волнами не можем, но чтобы обезопасить себя дома, надо грамотно устанавливать бытовые устройства в комнатах.

Итак, свойства электромагнитных волн:

1. Электромагнитная волна представляет собой распространение в пространстве с течением времени переменных (вихревых) электрических и магнитных полей.

2. Электромагнитные волны излучаются зарядами, которые движутся с ускорением, например, при колебаниях. Причем, чем больше ускорение колеблющихся зарядов, тем больше интенсивность излучения волны.

3. Векторы и в электромагнитной волне перпендикулярны друг другу и перпендикулярны направлению распространения волны.

4.Электромагнитная волна является поперечной.

Разбор тренировочного задания

1. Определить, на какой частоте работает передатчик, если длина излучаемых им волн равна 200 м.

Дано:

𝛌=200 м

с=3·10⁸м/с

𝞶 -?

Решение:

Частоту выражаем через длину волны и скорость.

Ответ:

2. Ёмкость конденсатора колебательного контура Какова индуктивность катушки контура, если идет прием станции, работающей на длине волны 1000 метров?

Дано:

𝛌= 1000 м

с=3·10⁸м/с

L- ?

Решение:

Формула Томсона для периода колебаний:

Период колебаний выражаем через длину волны и скорость:

Ответ:

Программа элективного курса по физике «Технология решения задач» 11 класс

12. ТЕМАТИЧЕСКИЙ БЛОК «ВОЛНОВАЯ
ОПТИКА»

(Элементы кодификатора 4.8 —
4.16)

4.8
(Б, ВО). При распространении света в
вакууме в виде электромагнитной
волны считается, что в пространстве
распространяются…

1)
только колебания напряженности
электрического поля

2)
только колебания индукции магнитного
поля

3)
колебания напряженности электрического
поля и индукции магнитного поля

4)
колебания невидимой среды — эфира

Ответ:
3

4.8
(П, ВО). Расположите в порядке возрастания
длины волны электромагнитные излучения
разной природы:

I.
Инфракрасное излучение Солнца

II.
Рентгеновское излучение

III.
Излучение СВЧ-печей

1)
I, II, Ш

2) II, I, III

3) III, II, I

4)
Эти излучения не являются электромагнитными
волнами

Ответ:
2

4.9
(Б, ВО). При выдувании мыльного пузыря
при некоторой толщине пленки он
приобретает радужную окраску. Какое
физическое явление лежит в основе этого
наблюдения?

1)
Интерференция

2)
Дифракция

3)
Поляризация

4) Дисперсия

Ответ: 1

4.9
(П, К). Если направить на два отверстия
в фольге пучок света от лазерного
брелока для ключей (лазерной указки),
то на экране (рис. ) наблюдается
интерференционная картина. Какова длина
волны света лазера, если расстояние
между центрами отверстий d
= 1 мм, расстояние от фольги до экрана 5
м, а расстояние между двумя темными
полосами на экране 3,5 мм? Ответ выразить
в нанометрах.

Ответ:
700 нм

4.10
(Б, ВО). Световые волны когерентны,
если у них.

1)
совпадают амплитуды

2)
совпадают частоты

3)
постоянен сдвиг фаз

4)
совпадают частоты и постоянен сдвиг
фаз

Ответ: 4

4.11
(Б, ВО). Если за непрозрачным диском,
освещенным ярким источником света
небольшого размера, поставить обратимую
фотопленку, исключив попадание на
нее отраженных от стен комнаты лучей,
то при проявлении ее после большой
выдержки в центре тени можно обнаружить
светлое пятно. Какое физическое явление
при этом наблюдается?

1)
Дифракция 2) Преломление 3) Дисперсия
4) Поляризация

Ответ:
1

4.12
(Б, ВО). Дифракционная решетка с периодом
d освещается нормально
падающим световым пучком с длиной волны
.. Какое из
приведенных ниже выражений определяет
угол а, под которым наблюдается второй
главный максимум?

1)
sin
= 2/d
2) sin
= d/2
3) cos
= 2/d
4) cos=
d/2.

Ответ:
1

4.12
(П, К). На рис. показана установка для
измерения длины световой волны с помощью
дифракционной решетки. Расстояние от
решетки Р до линейки L =
40 см. Период решетки d =
0,004 мм. На решетку падает луч от лазера
перпендикулярно плоскости решетки, при
этом в местах, отмеченных на рисунке,
возникают яркие пятна.

Определите
длину волны света, излучаемого лазером,
если х = 5,5 см.

Ответ: 550 нм

4.12
(П, Р). На дифракционную решетку с
периодом d = 0,01 мм нормально
к поверхности решетки падает параллельный
пучок монохроматического света с длиной
волны  = 600
нм. За решеткой параллельно ее плоскости
расположена тонкая собирающая линза
с фокусным расстоянием f
= 5 см.

Чему
равно расстояние между максимумами
первого и второго порядков на экране,
расположенном в фокальной плоскости
линзы?

4.12
(П, Р) (максимум 9 баллов). Задача
считается решенной, если за нее набрано
не менее 6 баллов.

(1
балл). Понимание принципа действия
дифракционной решетки и структуры
картины, наблюдаемой на экране.

На
экране наблюдаются светлые и темные
полосы в результате интерференции
световых пучков, образующихся в
результате дифракции света на решетке.
Прозрачную щель решетки можно представить
согласно принципу Гюйгенса — Френеля
совокупностью тонких светящихся
нитей, параллельных краям щели, которые
излучают когерентные цилиндрические
волны. Поскольку в условии ничего не
говорится о ширине щелей, бу-

дем
считать их достаточно узкими. Светлые
полосы на экране свидетельствуют о том,
что волны от разных щелей приходят в
эти точки в одинаковой фазе и интерферируют,
давая максимум интенсивности световой
волны.

(1
балл). Наличие рисунка с ходом лучей
от двух щелей через линзу с соблюдением
законов геометрической оптики,
демонстрирующих путь волн интерферирующих
в заданной точке экрана.

На
рис. показан ход лучей 1 и 2 (луч —
направление распространения световой
волны), образующих интерференционный
максимум первого порядка на расстоянии
X₁ от центрального
(нулевого) максимума.

Ход
лучей, образующих второй максимум,
строится аналогично, только лучи 3 и 4
пойдут под большим по сравнению с ₁
углом ₂по
отношению к главной оптической оси
линзы.

(1 балл). Вычисление разности хода
лучей S₁ и S₂,
образующих первый и второй максимумы,
на основе знания геометрии и тригонометрии:

S₁
= ВС = d sin₁,
S₂
= d sin₂.

(1 балл). Указание на то, что прохождение
лучей через линзу не приводит к изменению
их разности фаз.

(1 балл). Использование условия
интерференционных максимумов первого
и второго порядков: d
sin₁=
, d sin₂=
2..

(1 балл). Использование геометрических
соотношений для вычисления расстояния
между первым и вторым максимумами с
использованием фокусного расстояния
линзы.

Из
рис. видно, что: X₁ =
f ∙ tg ₁,
Х₂ = f∙ tg
₂.

Откуда
следует, что искомое расстояние между
максимумами равно:

Х₂—
X₁= f∙
(tg ₂—
tg ₁).

(/
балл). Доказательство малости углов
₁ и ₂
и использование их малости для замены
тангенсов углов их синусами.

Учтя, что при малых углах _{(малость углов sin
= 0,06  
 3° можно
проверить, используя данные задачи)
sin
= tg
 = 
, получим:}

Х₂—
X₁= f∙
(sin ₂—
sin ₁)=f∙(2/d-
/d)=f/d.

(1 балл). Получение численного ответа
в результате правильных арифметических
расчетов с использованием числовых
значений условия.

Подставив
численные значения физических величин,
выраженных в СИ, получаем ответ: Х₂
— X, = 3 • 10 ^-3 м = 3 мм.

Ответ:
3 мм.

4.13
(Б, ВО). Поляризация света доказывает,
что свет…

1)
поток заряженных частиц

2)
поток электронейтральных частиц

3)
поперечная волна

4)
продольная волна

Ответ:
3

4.14.
(Б, ВО).
На переднюю грань прозрачной стеклянной
призмы падают параллельные друг другу
зеленый и красный «лучи» лазеров. После
прохождения призмы (рис.)…

1) они
останутся параллельными

2) они разойдутся так, что не будут
пересекаться

3) они пересекутся

4) ответ зависит от сорта стекла

Ответ: 3

4. 15
(Б, ВО). Свет переходит из воздуха в
стекло с показателем преломления n.
Какое из следующих утверждений
справедливо?

1)
Длина световой волны и скорость света
уменьшились в n раз.

2)
Длина световой волны и скорость света
увеличились в n раз.

3)
Длина световой волны не изменилась, а
скорость света уменьшилась в n
раз.

4)
Длина световой волны не изменилась, а
скорость света увеличилась в n
раз.

Ответ:
1

4.16
(Б, ВО). Скорость света в стекле с
показателем преломления n
= 1,5 примерно равна…

1) 200000 м/с 2)
200000 км/с 3) 300000 км/с 4) 450000 км/с

Ответ: 2

Задачи:

Задача
1. К потолку комнаты высотой 4 м
прикреплено светящееся панно- лампа в
виде круга диаметром 2м. На высоте 2 м от
пола параллельно ему расположен круглый
непрозрачный диск диаметром 2 м. Центр
панно и центр диска лежат на одной
вертикали. Чему равна общая площадь
тени и полутени на полу? (Ответ округлите
до целого числа).

Ответ:
28

Задача
2.Два полупрозрачных зеркала расположены
параллельно друг другу. На них
(перпендикулярно плоскостям этих зеркал)
падает световая волна частотой 5∙10¹⁴Гц.
Чему должно быть равно минимальное
расстояние между зеркалами, чтобы
наблюдался первый минимум интерференции
отраженных лучей. (Ответ выразите в
нанометрах)

Ответ:150

Задача
3. На пути пучка света длиной волны
650 нм, падающего нормально на экран,
ставят дифракционную решетку параллельно
плоскости экрана. Период решетки 10^-5м.
При этом на экране максимум второго
порядка наблюдается на расстоянии 26 см
от центра дифракционной картины. На
каком расстоянии находится дифракционная
картина от экрана? Считайте sin
tg.

Ответ:2

Задача
4. Две дифракционные решетки с периодом
10^-5скрестили так, что их штрихи
оказались под углом 90друг
к другу направили на них луч лазера
перпендикулярно плоскости решетки. На
экране, удаленном от решеток на 0,5 м и
параллельном плоскости решеток
образовалась серия пятен, расположенных
в углах квадрата со стороной 3 см. Какова
длина волны света лазера?

Ответ:
500 нм.

Задача
5. Призма с малым углом преломления
собрана в одном корпусе с собирающей
линзой так, что одна из граней призмы
совпадает с фокальной плоскостью линзы.
На каком расстоянии от оптической оси
линзы нужно поставить точечный источник
света, чтобы после прохождения через
такую оптическую систему получить
параллельный пучок света, идущий вдоль
оптической оси линзы? Фокусное расстояние
линзы f = 50 см; показатель
преломления материала призмы n
= 1,5; преломляющий угол 0,04 рад.

Ответ:
1

12. ТЕМАТИЧЕСКИЙ БЛОК «ВОЛНОВАЯ
ОПТИКА»

(Элементы кодификатора 4.8 —
4.16)

4.8
(Б, ВО). При распространении света в
вакууме в виде электромагнитной
волны считается, что в пространстве
распространяются. ..

1)
только колебания напряженности
электрического поля

2)
только колебания индукции магнитного
поля

3)
колебания напряженности электрического
поля и индукции магнитного поля

4)
колебания невидимой среды — эфира

4.8
(П, ВО). Расположите в порядке возрастания
длины волны электромагнитные излучения
разной природы:

I.
Инфракрасное излучение Солнца

II.
Рентгеновское излучение

III.
Излучение СВЧ-печей

1)
I, II, Ш

2) II, I, III

3) III, II, I

4)
Эти излучения не являются электромагнитными
волнами

1)
Интерференция

2)
Дифракция

3)
Поляризация

4) Дисперсия

4.10
(Б, ВО). Световые волны когерентны,
если у них.

1)
совпадают амплитуды

2)
совпадают частоты

3)
постоянен сдвиг фаз

4)
совпадают частоты и постоянен сдвиг
фаз

1)
Дифракция 2) Преломление 3) Дисперсия
4) Поляризация

4.12
(Б, ВО). Дифракционная решетка с периодом
d освещается нормально
падающим световым пучком с длиной волны
. . Какое из
приведенных ниже выражений определяет
угол а, под которым наблюдается второй
главный максимум?

1)
sin
= 2/d
2) sin
= d/2
3) cos
= 2/d
4) cos=
d/2.

Определите
длину волны света, излучаемого лазером,
если х = 5,5 см.

4. 13
(Б, ВО). Поляризация света доказывает,
что свет…

1)
поток заряженных частиц

2)
поток электронейтральных частиц

3)
поперечная волна

4)
продольная волна

1) они
останутся параллельными

2) они разойдутся так, что не будут
пересекаться

3) они пересекутся

4) ответ зависит от сорта стекла

4.15
(Б, ВО). Свет переходит из воздуха в
стекло с показателем преломления n.
Какое из следующих утверждений
справедливо?

1)
Длина световой волны и скорость света
уменьшились в n раз.

2)
Длина световой волны и скорость света
увеличились в n раз.

3)
Длина световой волны не изменилась, а
скорость света уменьшилась в n
раз.

4)
Длина световой волны не изменилась, а
скорость света увеличилась в n
раз.

4.16
(Б, ВО). Скорость света в стекле с
показателем преломления n
= 1,5 примерно равна…

1) 200000 м/с 2)
200000 км/с 3) 300000 км/с 4) 450000 км/с

Задачи:

Ответ:
28

Ответ:150

Ответ:2

Ответ:
500 нм.

Задача
5. Призма
с малым углом преломления собрана в
одном корпусе с собирающей линзой так,
что одна из граней призмы совпадает с
фокальной плоскостью линзы. На каком
расстоянии от оптической оси линзы
нужно поставить точечный источник
света, чтобы после прохождения через
такую оптическую систему получить
параллельный пучок света, идущий вдоль
оптической оси линзы? Фокусное расстояние
линзы f
= 50 см; показатель преломления материала
призмы n
= 1,5; преломляющий угол 0,04 рад.

Ответ:
1

Электромагнитные колебания и волны — Технарь

Пример

Колебательный контур состоит из конденсатора с емкостью 48 мкФ и катушки с индуктивностью 24 МГн и активным сопротивлением 20 Ом. Определить частоту свободных электромагнитных колебаний в этом контуре. Насколько изменится частота электромагнитных колебаний в контуре, если пренебречь активным сопротивлением катушки?

Дано: С=4,8*10^-5 Ф — электроемкость конденсатора, L=2,4*10^-2 Гн — индуктивность катушки, R=20 Ом — активное сопротивление катушки.

Найти: v₁— частоту свободных электромагнитных колебаний в контуре; ∆v=(v₁—v₂) — насколько изменится частота колебаний в контуре, если его активное сопротивление будет равно нулю.

Решение. Частоту колебаний можно найти из соотношения:

Находим частоту v₁:

Если сопротивление R равно нулю, то формула для периода колебаний примет вид:

Отсюда найдем период колебаний при R=0 и частоту колебаний v₂, а затем ∆v.

Определяем частоту v₂:

Вычисляем изменение частоты:

Ответ. Частота свободных колебаний в контуре 132 Гц; в идеальном случае, когда R=0, частота собственных колебаний в контуре на 16 Гц больше.

Пример

Определить длину электромагнитной волны в вакууме, на которую настроен колебательный контур, если максимальный заряд конденсатора 2,0*10^-8 Кл, а максимальный ток в контуре 1,0 А. Какова емкость конденсатора, если индуктивность контура 2,0*10^-7 Гн? Какова энергия электрического поля конденсатора в тот момент, когда энергия магнитного поля составляет 3/4 от ее максимального значения? Определить напряжение на конденсаторе в этот момент. Активным сопротивлением контура пренебречь.

Дано: q_м=2,0*10^-8 Кл — максимальный заряд конденсатора, I_м=1,0 А — максимальный ток в контуре, L=2,0*10^-7 Гн — индуктивность контура, R=0 — активное сопротивление контура, с =3*10⁸ м/с — скорость распространения электромагнитных волн и вакууме.

Найти: λ — длину электромагнитной волны, на которую настроен колебательный контур; С — емкость конденсатора; W_эл — энергию электрического поля в тот момент, когда энергия магнитного поля составляет 3/4 от ее максимального значения; U— напряжение на конденсаторе в тот же момент времени.

Решение. Длина волны определяется по формуле:

λ=cT

где T = 2π√(LС). Для нахождения периода колебаний используем закон сохранения и превращения энергии. При незатухающих колебаниях максимальная энергия магнитного поля равна максимальной энергии электрического поля и равна полной энергии электромагнитных колебаний в контуре, т. е.

W_эл.м=W_маг.м=W;

отсюда

q_м²/2С=LI_м²/2 и LC=q _м²/ I_м²

Тогда Т =2π(q _м/ I_м)

Находим длину электромагнитной волны:

Зная индуктивность контура, находим емкость конденсатора:

Полная энергия электромагнитных колебаний в контуре равна сумме мгновенных значений энергии электрического и магнитного полей и, при отсутствии затухания колебаний, есть величина постоянная:

где

Следовательно,

Подставляя числовые значения, находим энергию электрического поля для данного момента времени:

Энергия электрического поля определяется по формуле W_эл=CU²/2. Получаем

откуда находим мгновенное значение напряжения U на конденсаторе:

Ответ. Длина электромагнитной волны 38 м; емкость конденсатора 2,0*10^-9 Ф; мгновенное значение энергии электрического поля 2,5*10^-7 Дж; мгновенное напряжение 5,0 В.

Пример

Определить длину электромагнитной волны в вакууме, если частота колебаний в ней 4,5*10¹¹ Гц. Чему равна скорость распространения и длина этой же волны в бензоле, если его относительная диэлектрическая проницаемость 2,28? При решении использовать теорию Максвелла.

Дано: v=4,5*10¹¹ Гц — частота колебаний в волне, ε=2,28 — диэлектрическая проницаемость бензола, ε₀=8,85*10^-12 Ф/м — электрическая постоянная, μ₀=4π*10^-7 Гн/м — магнитная постоянная.

Найти: λ₀— длину электромагнитной волны в вакууме; υ — скорость распространения волны в бензоле; λ— длину этой же волны в бензоле.

Решение. Вычисляем скорость распространения электромагнитных волн в вакууме:

Определяем длину волны в вакууме:

Находим скорость распространения электромагнитной волны в бензоле *) и вычисляем ее длину:

*) Прозрачными веществами для электромагнитных волн являются диэлектрики, у которых магнитные свойства очень слабо зависят от их рода, поэтому их относительную магнитную проницаемость можно принять равной единице. По-скольку

Ответ. Длина волны электромагнитных волн в вакууме 0,67 мм; скорость распространения волны в бензоле 2*10⁸ м/с; длина этой же волны в бензоле 0,44 мм.

длина волны

, поясняется энциклопедией RP Photonics; свет, волновое число, плоские волны, оптические длины волн, измерение, цвета

Энциклопедия > буква W > длина волны

Определение: пространственный период плоской волны

Немецкий: Wellenlänge

Категории: общая оптика, обнаружение и характеристика света

Символ формулы: λ

Как цитировать статью; предложить дополнительную литературу

Автор: д-р Рюдигер Пашотта

URL-адрес: https://www. rp-photonics.com/wavelength.html

Самый простой вид волны — монохроматическая плоская волна, описываемая следующей комплексной волновой амплитудой, являющейся функцией пространственного положения x и времени t :

с волновым вектором, модуль которого равен волновому числу k , и угловой частотой ω.
Волновое число определяет длину волны, определяемую как пространственный период волны (например, расстояние между последовательными максимумами колебаний, см. рис. 1):

Рисунок 1:
Плоская волна, длина волны которой показана черной линейкой посередине.

(Обратите внимание, что в спектроскопии волновое число обычно рассматривается как величина, обратная длине волны, без учета коэффициента 2 π.)

При распространении на одну длину волны в направлении x плоская волна приобретает фазовую задержку 2 π.

Длина волны и частота связаны друг с другом: поскольку волна распространяется на одну длину волны в течение одного цикла колебаний, ее фазовая скорость c определяется выражением:

Для волновых пакетов существует другой вид скорости, называемой групповой скоростью, которая может отклоняться от фазовой скорости при наличии хроматической дисперсии, т. е.т. е. зависимость фазовой скорости от частоты.

Обратите внимание, что для волн с другим пространственным распределением, например, для сильно сфокусированных лазерных лучей, амплитуда зависит от положения, в общем случае не (или не совсем) периодична, и расстояние между последующими максимумами волны может несколько отклоняться от длина волны, которая всегда определяется для плоской волны.
См. также статью о фазовом сдвиге Гуи, который, по сути, представляет собой фазовое отклонение гауссовых лучей относительно плоской волны для сравнения.

Длины волн и цвета

Монохроматический свет имеет определенный цвет в зависимости от его длины волны.
К сожалению, экран компьютера не может излучать монохроматический свет, а лишь приблизительно соответствует зрительному восприятию для определенной длины волны.
Это было сделано на рис. 1, который будет выглядеть по-разному на разных экранах компьютеров.

Фигура 2:
Приблизительные цвета для разных длин волн.

Существуют объективные количественные измерения величин, связанных с восприятием цвета; см. статью о колориметрии.

Оптические волны: длина волны в вакууме и длина волны в среде

Если монохроматическая оптическая волна последовательно распространяется через различные прозрачные среды, ее длина волны будет меняться, а ее оптическая частота ν остается постоянной.
Поэтому наиболее естественно характеризовать такую волну ее оптической частотой.
Однако по историческим причинам оптические волны (свет) чаще характеризуют длиной волны в воздухе (для стандартного давления и температуры: 1013.25 мбар, 15 °C, нулевая влажность).
Однако в некоторых случаях указывается длина волны в вакууме.
Длина волны в воздухе довольно близка к длине волны в вакууме, поскольку показатель преломления воздуха лишь немного превышает 1; небольшая разница не имеет значения для большинства приложений.
Например, длина волны в вакууме 1000 нм будет соответствовать 999,7259 нм в воздухе.

Для заданной длины волны в вакууме λ ₀ длина волны в среде с показателем преломления n равна λ = λ ₀ / n . Как правило, показатель преломления зависит от оптической частоты или длины волны в вакууме (→ хроматическая дисперсия).

Для видимого света длина волны в вакууме составляет примерно от 400 нм до 700 нм; четко определенных границ видимой области спектра нет, так как чувствительность человеческого глаза является плавной функцией длины волны и также различна у разных людей.
Свет с большей длиной волны вакуума называется инфракрасным светом, а свет с более короткой длиной волны — ультрафиолетовым светом.

Если какая-то физическая величина зависит от оптической частоты, ее очень часто называют зависящей от длины волны, а не зависящей от частоты, даже если пространственный аспект не играет роли в соответствующих явлениях.

Также часто оптическая полоса пропускания (например, полоса усиления лазерной усиливающей среды) часто указывается в терминах ширины диапазона длин волн, а не частотного диапазона.
При преобразовании между диапазонами длин волн и диапазонами частот необходимо иметь в виду, что ширина частотного интервала зависит не только от ширины соответствующего интервала длин волн, но и от средней длины волны: δν = ( c / λ ² ) δλ (при малых интервалах).

Измерение оптических длин волн

Оптические длины волн можно измерить с помощью волномеров, которые представляют собой своего рода интерферометры.
Косвенная оценка длины волны по измеренной оптической частоте и скорости света в вакууме может быть гораздо более точной, поскольку оптические частоты могут быть измерены с чрезвычайно высокой точностью, а скорость света в вакууме в настоящее время (в системе СИ) является определенной величиной. количество, т. е. без какой-либо ошибки измерения.

Эталоны длины волны

Обычно в качестве достаточно точных эталонов длины волны используются определенные спектральные лампы.Кроме того, существуют оптические стандарты частоты, основанные на гораздо более сложной технологии, где получаемая длина волны на много порядков точнее.

Немонохроматический светлый

Во многих случаях свет не монохроматичен, а имеет значительную оптическую ширину полосы пропускания.
Затем часто представляет интерес определить либо длину волны пика, либо, например, а средняя длина волны, основанная на «центре тяжести» оптического спектра.

В некоторых случаях необходимо знать, как оптическая мощность распределяется по разным длинам волн или оптическим частотам.Этого можно добиться с помощью анализаторов оптического спектра, в идеале обеспечивающих точно определенную спектральную плотность мощности (PSD) в зависимости от длины волны и частоты.
Единицами такой величины могут быть, например, Вт/нм или Вт/ТГц.

Важность оптических длин волн

Длина волны света имеет значение для большого количества явлений.
Некоторые примеры:

Чем больше длина волны света, тем сильнее его склонность к дифракции, т. е. к расширению светового луча (т.г., лазерный луч).
Поскольку оптическая длина волны очень короткая, дифракционно-ограниченные лучи, испускаемые многими лазерами, могут демонстрировать довольно небольшую расходимость луча, т. е. распространяться на значительные расстояния без существенного увеличения площади луча.
Длины волн также имеют отношение к другим явлениям дифракции, например. на дифракционных решетках.
Длина волны является существенной величиной для любых интерференционных явлений.
Поскольку оптические длины волн довольно короткие, оптические интерферометры обычно требуют очень высокой механической стабильности, поскольку даже субмикрометровые изменения длин распространения могут существенно изменить условия интерференции.
Многие оптические нелинейности могут оказывать существенное влияние только в том случае, если достигнут фазовый синхронизм.
Условия фазового синхронизма содержат длины волн задействованных оптических пучков, а не только оптические частоты.

Во многих других случаях фактически нерелевантной величиной является оптическая частота, которая, конечно же, связана с длиной волны.
Например, резонансные эффекты при оптической накачке лазерно-активных ионов вызывают сильные частотные зависимости.
Сами длины волн, будучи намного больше, чем у атомов или ионов, не имеют к ним отношения.

Особые типы длин волн

В оптике и фотонике существует множество различных терминов, включающих слово «длина волны».
Некоторые примеры:

Вопросы и комментарии от пользователей

Здесь вы можете оставить вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

См. также: оптическая частота, волновое число, фазовая скорость, показатель преломления, волномеры, спектральные лампы
и другие статьи в категориях общая оптика, обнаружение и характеризация света

Поделитесь этим с друзьями и коллегами, например. через социальные сети:

Эти кнопки обмена реализованы с учетом конфиденциальности!

Код для ссылок на других сайтах

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например,г. ваш веб-сайт, социальные сети, дискуссионный форум, Википедия), вы можете получить необходимый код здесь.

HTML-ссылка на эту статью:

   
 Статья о длине волны 
 в  
 RP Photonics Encyclopedia

С изображением для предварительного просмотра (см. поле чуть выше):

   
  alt="article">

Для Википедии, например. в разделе «==Внешние ссылки==»:

  * [https://www.rp-photonics.com/wavelength. html 
 статья о длине волны в энциклопедии RP Photonics]

Вакуумные длины волн, используемые в спектроскопии

Вверху: Спектры

Преобразование длин волн в вакууме и в воздухе

Поскольку SDSS наблюдает много покоящихся квазаров в ультрафиолетовом кадре
длин волн, данные хранятся в вакуумных длинах волн.4)

Это длина волны воздуха и вакуума некоторых распространенных переходов:

Линия	Воздух	Вакуум
Н-бета	4861.363	4862.721
[О III]	4958.911	4960.295
[О III]	5006. 843	5008.239
[Н II]	6548.05	6549,86
Н-альфа	6562.801	6564.614
[Н II]	6583.45	6585.27
[С II]	6716.44	6718.29
[С II]	6730.82	6732,68

В инструментах IRAF Пэта Холла для спектров SDSS есть инструмент IRAF для преобразования длин волн воздуха в вакуум.

Последнее изменение: четверг, 3 апреля, 16:28:03 CST 2003

Инструкции

Строки Форма

При попытке идентифицировать наблюдаемую линию обычно можно найти много возможных кандидатов.
найти в списке строк. Для облегчения сокращения числа
возможных идентификаций представлен инструмент выбора, который позволяет накладывать,
кроме длины волны, несколько дополнительных критериев.

Все поля в форме запроса имеют значения по умолчанию и поэтому являются необязательными.

Значения по умолчанию всегда включают как можно больше идентификаторов.

Ниже каждое поле будет рассмотрено отдельно. В примерах предполагается
что ангстрема были выбраны в качестве длины волны
Блок. Для простоты мы будем ссылаться на длины волн в этом документе.
документа, хотя термин частота или энергия фотона был бы более
подходит для определенных единиц измерения длины волны.

Диапазон длин волн:

	Это поле позволяет указать диапазон длин волн. Это можно сделать в два способами: вы можете указать нижний и верхний предел для региона ( Llow, Lhigh ) или, если вы пытаетесь идентифицировать только одну строку, вы можете поставьте центральную длину волны и неопределенность ( Lo, ΔLo ). Если первое число меньше второго числа, это означает, что был выбран первый вариант, а в противном случае — второй. вариант. Этот инструмент позволяет корректировать длины волн с учетом эффекта Доплера путем предоставление лучевой скорости или космологического красного смещения, и для смещения длины волны в земной атмосфере. Следовательно, пользователю не нужно делать обратную коррекцию ни для одного из этих параметров. последствия. Длина волны любой линии-кандидата ( Lc ) будет иметь были скорректированы для обоих эффектов (если это необходимо, конечно) перед сравнением к введенным здесь значениям. Если ненулевое значение радиального скорость или космологическое красное смещение, выходные данные будут содержать как Длина волны с доплеровским смещением и (несмещенная) лабораторная длина волны.Если выбраны длины волн в воздухе или в вакууме, вывод будет содержать только один столбец длин волн выбранного типа. Примечание 1: Допускается поставка нескольких диапазонов длин волн обрабатываться одновременно. Просто введите каждый диапазон в отдельной строке (или бросайте их мышкой!). Каждая строка должна содержать ровно два числа. То первое число должно быть ≥ 0, а второе > 0. Максимальное число выходных строк относится к сумме всех запросов. Примечание 2: Если в этом поле ничего не введено, длина волны Диапазон по умолчанию будет равен всему диапазону списка линий, если используется опция Вакуум, и всем длинам волн в воздухе ≥ 2000 Å, если используется опция Air.Вход в диапазон с нижним пределом (определяемым как Lo-ΔLo в случае Center/Sigma) ниже 2000 Å является незаконным, когда используется опция Air. Мультиплет поиски и поиски с использованием высокой радиальной скорости, однако может привести к совпадению с (лабораторными) длинами волн воздуха ниже 2000 Å. Их длины волн будут преобразованы, если результирующие длина волны в воздухе ≥ 1850 Å, и будет отображаться как < 1850 Å в противном случае.
	Нижний/Верхний предел:	При использовании этой опции все линии с длинами волн в диапазон L _низкий ≤ L _c ≤ L _{высокий} будет включен по мере возможности идентификации.
	Центр/Сигма:	При использовании этой опции все строки, для которых разница между наблюдаемая центральная длина волны, а предсказанная длина волны в таблице меньше чем суммарная неопределенность для обеих длин волн, будет удовлетворять условию.
		Вычисленные длины волн ( Lc ) в списке строк имеют оценка неопределенности в 1 сигма ( ΔLc ), присвоенная их.Когда используется опция Center/Sigma, эти числа сравниваются с заданная пользователем длина волны ( Lo ) и ее неопределенность ( ΔLo ) следующим образом: \|L _c -L _o \| ≤ (ΔL _с ² + ΔL _или ²) ^½.
		Это может быть полезно, когда вы пытаетесь идентифицировать линии с высокой ионизацией. То длины волн для этих линий могут иметь низкую точность в списке линий и, следовательно, может оказаться «далеко» от наблюдаемой длины волны. Этот вариант обеспечивает простой способ включения этих строк в результаты запроса. Но и больше как правило, когда точное измерение наблюдаемой длины волны доступна, эта опция может быть полезна.

Единица длины волны:

Этот параметр позволяет вам сделать индивидуальный выбор устройства, в котором
длины волн будут заданы (и напечатаны в выводе).
Поддерживаются следующие варианты: Ангстрем (по умолчанию), нанометр,
микрометр, волновые числа в см ^-1 , частоты в гигагерцах и терагерцах,
энергии фотонов в эВ и кэВ.

Тип длины волны:

	Вакуум:	Укажите длину волны в вакууме.
	Воздух:	Назовите длины волн в воздухе. Они рассчитываются из длин волн в вакууме используя пятипараметрическую формулу для показателя преломления воздуха, приведенную в: Пек Э.Р., Ридер К., 1972, J. Opt. соц. Ам. , 62, 958. Это выражение справедливо для длин волн между 1850 Å и 17000 Å. Предполагается, что воздух имеет температуру 15 градусов по Цельсию и содержит 0.033% СО ₂ .
		Примечание 1: Эта коррекция будет применяться только в том случае, если пользователь выбрал тип длины волны. единицы (например, ангстрем, нанометр или микрометр), а не для частоты или фотона единицы энергетического типа. Обратите внимание, что последнее также относится к волновым числам в см ^-1!
		Примечание 2: Эта формула обычно используется только тогда, когда результирующая длина волны в воздухе ≥ 2000 Å. Исключения см. в разделе Диапазон длин волн.
		Примечание 3: Формула преобразования будет экстраполирована для длин волн, длиннее 17000 Å, но в этом случае его достоверность не может быть гарантирована.

Радиальная скорость:

Эта опция позволяет инструменту выбора корректировать лабораторные длины волн для
доплеровский сдвиг и сделать возможным значимое сравнение с наблюдаемым
длины волн, которые вы указали в поле Диапазон длин волн.
Вы можете указать скорость в км/с (по умолчанию) или космологическое красное смещение.
z , если вы нажмете соответствующий переключатель рядом с этим
поле.Положительное значение радиальной скорости v или красное смещение.
z означает, что указанные вами наблюдаемые длины волн
смещены в сторону более длинных волн или более низких частот относительно оставшийся кадр (т.
лабораторная длина волны). Эта опция наиболее полезна в случае Center/Sigma, но коррекция также будет применяться.
в случае нижнего/верхнего предела. Код будет искать
возможная идентификация с использованием релятивистски скорректированной длины волны
Lc = Ll*[(1 + β)/(1 — β)]½ или Lc =
Ll*(1 + z) и сравните это с наблюдаемой длиной волны после
последующее применение поправки на воздух, если это уместно
( Ll — лабораторная длина волны линии в вакууме и
β = v/c ).

Обратная формула будет использоваться для
частоты и энергии фотонов. Значение по умолчанию для радиальной скорости равно
0 км/с; лучевые скорости с абсолютной величиной вплоть до скорости света
можно поставить. В качестве альтернативы можно ввести любое красное смещение > -1. Если
введена ненулевая радиальная скорость, вывод будет содержать два отдельных
столбцы длин волн. Первый столбец будет содержать доплеровское смещение.
длинах волн, как они наблюдались бы на Земле, если бы присутствовали в
спектра, второй столбец содержит лабораторные длины волн без каких-либо
поправка на радиальную скорость (но с поправками на воздух, если необходимо).Каждый
колонка будет иметь собственную точность длины волны, указанную в
вывод по запросу пользователя.

Примечание: При любых обстоятельствах радиальная скорость
поправку следует применять перед поправкой на длину волны в воздухе. Если
требуется поправка на длины волн в воздухе, соотношение длин волн с
и без коррекции радиальной скорости, показанной в выходных данных, в целом будет
не совсем соответствует доплеровскому фактору, поскольку поправка на воздух отличается
на разных длинах волн.

Минимальная точность относительной длины волны:

Все длины волн в списке линий имеют относительную точность 5 % или выше.
По умолчанию отображаются все строки, независимо от их точности. Когда
в этом поле вводится относительная точность в процентах, только строки с
точности лучше или равные предписанному значению включаются в
поиск. Значения, превышающие 5 %, не имеют смысла и будут игнорироваться.
значения ≤ 0 приведут к ошибке.

Элемент/Спектр:

По умолчанию выполняется поиск всех стадий ионизации всех элементов, чтобы найти возможная идентификация. Это поле может быть использовано для ограничения поиска ряд элементов и/или стадий ионизации. Элементы следует вводить их обычные символические названия (например, Fe) и стадии ионизации обычными спектроскопическое обозначение (например, I для нейтральных, II для однократно ионизированных и т. д.). Несколько строк ввода могут быть объединены, каждая из которых содержит такие записи, как:
	`Fe I`	включает линии из нейтрального железа
	`Ni I-III`	включают линии ступеней ионизации с I по III из никеля
	`Нет данных`	включают линии всех ступеней ионизации натрия
	`Mg-S`	включает линии всех элементов от магния до серы
	`Sc-V I-III`	включают линии ступеней ионизации с I по III всех элементы скандий через ванадий
Примечание: Эта запись не чувствительна к регистру. По крайней мере один пробел должен быть вводится между названием элемента и стадией ионизации.

Минимальная прочность линии:

По умолчанию все строки рассматриваются как возможная идентификация,
независимо от силы линии. В этом поле можно установить
минимум для прочности линии. С выпадающим меню справа
вы можете выбрать тип силы линии, к которой должен применяться минимум. То
поддерживаются следующие варианты: A_ki, g_k*A_ki, f_ik, log(gf) или S.С использованием
эта опция автоматически включает силу линии выбранного типа в
вывод, даже если он не был выбран. Любой выбор для типа силы линии
вы сделали в разделе формат вывода, конечно, будет
сохраняется.
Примечание 1: При использовании этого параметра
мультиплетные поиски по-прежнему будут показывать все члены мультиплета,
независимо от силы линии.
Примечание 2: По умолчанию линии с неизвестной силой будут
включен в поиск. Чтобы отключить это поведение, вы можете использовать опцию
ниже.

Строки без атомарных данных:

По умолчанию все строки рассматриваются как возможная идентификация,
независимо от того, известна ли сила линии или нет. Используя
с помощью этой опции вы можете исключить линии, мощность которых неизвестна. Примечание
однако это может удалить правильную идентификацию строки как строки с
неизвестная сила линии все еще может быть сильной линией!

Минимальная численность, коэффициент истощения:

С помощью этой команды можно установить нижний предел относительного
логарифмическая числовая плотность ( Alow ) рассматриваемых элементов
для возможных опознаний.Все обилия нормированы на
A(H) ≡ 12. По умолчанию считается произвольным низким
изобилие. Любое значение ≤ 12 может быть введено для минимальной численности (более высокая
значения будут исключать все элементы). Однако значения ≤ -10 приведут к
включены все элементы, и, следовательно, не налагает никаких ограничений.

Предполагается, что элементы имеют стандартное солнечное содержание. Значения были
взято из:

Asplund M., Grevesse N., Sauval A.J., 2004, astroph/0410214 v2.

Для небулярных условий использование солнечного содержания не является реалистичным предположением.
так как большинство металлов будут обеднены зернами.Имитировать это можно
предоставить коэффициент истощения df . Любое значение ≥ 0 может быть
введен для этого коэффициента. Этот коэффициент будет использоваться для расчета фактического
содержание A из солнечного содержания As
используя формулу:

A(вяз) = max[ As(вяз) — df*sd(вяз), -9,99 ] .

где sd — стандартное истощение для каждого производного элемента.
с использованием:

Savage B.D., Sembach K.R., 1996, ARA&A 34, 279 и

Лоддерс К., 2003, ApJ, 591, 1220.

Страница, показывающая значение солнечного изобилия и
стандартное истощение каждого элемента дает более подробный отчет о
Процедура, используемая для получения стандартного истощения. Если тип перехода
Небулярный выбран (см. раздел Переходы)
значение по умолчанию для коэффициента истощения df равно 1,0, и
в противном случае это 0,0.

Нижний/Верхний диапазон энергии:

По умолчанию учитываются все значения энергии нижнего/верхнего уровня, чтобы найти возможную идентификация.Чтобы ограничить поиск, диапазон энергий может быть указан следующим образом:
	`10000`	выбирает уровни от 0 см ^-1 до 10000 см ^-1 .
	`10000-60000`	выбирает уровни от 10000 см ^-1 до 60000 см ^-1 .
	`заземление`	выбирает только уровни, принадлежащие основному термину (без учета регистра, может быть сокращено до «g» или любого другого ввода, содержащего букву «g»).
Обратите внимание, что в этом примере предполагается, что вы используете единицу энергии по умолчанию. Тем не менее, другие варианты могут быть сделаны с использованием единицы энергии. поле. Наложенные здесь ограничения будут игнорироваться для рекомбинации водорода и гелия. линии, если вы выбираете небулярные переходы. Ввод значений < 0 приведет к ошибочному поведению.

Энергетическая единица:

Эта опция позволяет вам сделать собственный выбор устройства, в котором
уровни энергии будут заданы вами на входе и напечатаны на выходе.То
в настоящее время поддерживаются следующие варианты: см ^-1 (по умолчанию), эВ, кэВ,
Ридберг, Хартри, эрг, Джоуль и Кельвин.

Максимум главного квантового числа n:

По умолчанию рассматриваются все возможные значения главного квантового числа n до
найти возможные отождествления. Однако переходы с участием электронов с
очень высокое квантовое число n, как правило, слабее и, следовательно, может быть менее вероятным.
идентификации.

Эти переходы можно подавить с помощью этой опции.

Переходы:

По умолчанию рассматриваются все типы переходов, чтобы найти возможную идентификация. Чтобы изменить это, вам сначала нужно выбрать один из следующих три кнопки:
	Все:	По умолчанию учитываются все типы перехода.
	Небулярный:	Учитывайте только разрешенные (рекомбинационные) переходы водорода или гелия и только магнитные диполь/квадрупольные или электрические квадрупольные переходы других элементы.Побочным эффектом такого выбора является то, что ограничения на нижний и верхние уровни будут применяться только к запрещенным переходам. Это позволяет выбор только запрещенных переходов в основном состоянии (набрав «g» для нижний предел уровня), при этом получая всю информацию о водороде и линии гелия. Это очень полезно для идентификации линий в спектрах фотоионизированная плазма, такая как планетарные туманности, области H II и т. д.
	Выберите:	После нажатия кнопки «Выбрать» сделайте пользовательский выбор из следующих пять кнопок (допускается множественный выбор):
		E1:	разрешенные переходы.
		IC:	интеркомбинационные или полузапрещенные переходы.
		M1:	магнитодипольные запрещенные переходы.
		E2:	электрические квадрупольные запрещенные переходы.
		M2:	магнитные квадрупольные запрещенные переходы.
		E3:	электрические октопольные запрещенные переходы.

Переходы с автоионизационных уровней:

По умолчанию переходы, происходящие от уровней автоионизации, включаются в
выход.

Эта опция позволяет подавить эти переходы. Все уровни
с энергиями выше потенциала ионизации, переходящего в основное состояние
следующего иона считаются автоионизирующими уровнями.

Выходной формат:

	Эта опция позволяет вам отметить различные элементы, которые вы хотите включены в ваш вывод.Длина волны перехода всегда включены и не требуют проверки. В заголовке будет указано, если длины волн действительны для воздуха или вакуума, а также единицы длины волны и энергетического поля. Можно проверить следующие дополнительные элементы:
	Точность длины волны:	Включает приблизительную оценку погрешности в 1 сигма (доверительный интервал 68 %). длины волны.
	Спектр:	Дает Fe I для разрешенных переходов, Fe I] для интеркомбинационных переходов и [Fe I] для запрещенных переходов.
	Тип перехода:	Дает E1 для разрешенных и интеркомбинационных переходов, M1 для магнитного диполя. переходов, E2 для электрических квадрупольных переходов и M2 для магнитных квадрупольных переходов. переходы.
	Конфигурация:	Выдает электронную конфигурацию нижнего и верхнего уровень. Такие записи, как 15*, обозначают главное квантовое число. n для водородоподобных ионов. Для них длина волны переход и энергии уровней усреднены по всем допустимым значениям l и j, предполагая заселенность уровня LTE.
	Срок:	Дает спектроскопический член для нижнего и верхнего уровня. Строчная буква «о» в конце термина указывает на нечетную четность в обычном режиме или в режиме HTML.
	Угловой момент:	Выдает угловой момент (если отмечено «как J») или статистический вес. (когда отмечено «как г») для нижнего и верхнего уровня. Когда «сочетается с термин», момент количества движения будет дан вместе с термином (поддерживается только в латексном режиме, по умолчанию будет «как J» в любой другой режим вывода). Сначала нажмите на крайнюю левую кнопку, затем сделайте выбор одного из этих трех вариантов.
	Вероятность перехода:	Дает вероятность перехода для этой конкретной строки (доступно не для всех линий). Сначала нажмите на крайнюю левую кнопку, затем сделайте выбор для конкретной формы, которая вам нужна (возможные варианты: вероятность перехода A_ki или g_k*A_ki, сила осциллятора f_ik или log(gf), и сила линии S; допускается множественный выбор).Остерегайтесь этого существуют противоречивые нормировки для силы линии S в случае E2, Переходы M2 и E3! Этот сборник принимает соглашения, изложенные в: Аггарвал К.М., Кинан Ф.П., 2004, A&A, 427, 763. Более подробное обсуждение этого пункта, в котором также перечислены числовые формы всех формулы преобразования, используемые в списке атомарных строк, был включен сюда.
	Флаги вероятности перехода:	Дает информацию об источнике и достоверности вероятность перехода. Поле состоит из числа (возможно ноль) символов, за которыми следует число. Символы нижнего регистра относятся на нижний уровень и символы верхнего регистра на верхний уровень. То символы имеют следующее значение:
		U — Идентификация уровня была отмечен как неопределенный в данных проекта.
		R — Порядок уровней в данные проекта обратны по сравнению с лабораторными измерениями.
		C — Приведенный идентификатор уровня в проекте данные были изменены.
		Номер идентифицирует источник вероятности перехода. Ссылки указаны в страница документации.
	Неопределенность вероятности перехода:	Включает оценку неопределенности вероятности перехода. Этот опция будет проигнорирована, если не напечатана сама вероятность перехода (см. выше). Это количество доступно не для всех строк, даже если они имеют переходная вероятность. Для данных вероятности перехода, полученных из NIST ASD, верхний предел относительной точности на основе соответствующего кода (AAA, AA, и Т. Д.) предполагается. Для данных с классификацией E относительная неопределенность составляет 100 %. предполагается.
	Уровень энергий:	Дает энергию нижнего и верхнего уровня в выбранном единица длины волны. Этот блок будет указан в шапке
	Ссылки на литературу:	Ссылка для информации об уровне. Если два числа присутствуют, первый для нижнего уровня и второй для верхнего уровня. Ссылки перечислены на странице документации.

Режим вывода:

	Plain:	Результирующий вывод будет напечатан в обычном формате ascii.
	HTML:	Результирующий вывод будет таким же, как и в обычном режиме, за исключением что он добавит функции HTML, такие как интерактивные поля (по умолчанию).
	LaTeX:	Результирующий вывод будет распечатан в форме, может быть включен непосредственно в файл LaTeX.

Установка флажка «использовать столбцы фиксированной ширины» даст вам тот же столбец
Ширина для каждого запроса.Это позволяет легко комбинировать выходные данные из разных
запросы. Обратите внимание, однако, что изменение параметров в форме, влияющих на
вывод (например, изменение единицы измерения длины волны или уровня энергии, или
запрос статистического веса вместо значения углового момента) может
приводит к разной ширине столбца. При использовании этой опции столбцы должны
быть достаточно широким, чтобы вместить самое широкое значение для этого поля, которое когда-либо могло
возникают, поэтому они могут быть намного шире, чем при использовании столбцов переменной ширины.Этот
также подразумевает, что ширина столбца может отличаться при использовании другой версии
список строк используется, так как могут быть добавлены новые данные, требующие более широких столбцов.
Этот параметр игнорируется при создании вывода HTML.

Макс.

выходных строк:

Этот параметр позволяет установить максимальное количество строк вывода. То
поддерживаются значения 50, 500 (по умолчанию) и 5000.

Выход:

При использовании режима вывода HTML вывод поискового запроса содержит поля
что можно нажать.Они позволяют вам выполнять конкретные поиски, как подробные
ниже.

Поле термина:

Если вы хотите найти конкретный мультиплет, все, что вам нужно сделать, это нажать на
поле термина и список мультиплетов появятся в вашем браузере
окно. Для водородных линий тонкая структура
компоненты линии появятся (это предполагает, что главная
квантовое число нижнего уровня ≤ 15; для более высоких значений штраф
информация о конструкции отсутствует).

Компоненты тонкой структуры переходов в водородоподобных спектрах:

В водородоподобных ионах уровни с одним и тем же главным квантовым числом сильно различаются.
небольшая разница в энергии. В результате все переходы между уровнями
с одним и тем же набором главных квантовых чисел имеют почти одинаковые
длины волн. В нормальных астрофизических условиях эти тонкие структуры
компоненты не могут быть разрешены и сливаются в одну линию, за исключением сильно
заряженных ионов в рентгеновском режиме. Длина волны этой смеси является средней
всех компонентов, взвешенных по вероятностям перехода и статистическим
весов и рассчитывается с учетом популяции уровней LTE (т. е. уровни
заполняются в соответствии с их относительными статистическими весами).Обратите внимание, что это
средняя длина волны не обязательно должна совпадать с разницей между энергией
перечисленных уровней. Это связано с тем, что уровни энергии усредняются в разных
способ. Для полноты картины компоненты тонкой структуры всех переходов в
водородоподобные ионы включены при условии, что главное квантовое число
самый низкий уровень — ≤ 15. По умолчанию эта информация скрыта. если ты
нажмите на поле термина, компоненты тонкой структуры будут показаны в
окно браузера, при условии, что информация доступна для этой строки. Переходы между двумя уровнями с одним и тем же главным квантовым числом не
подчиняются этому правилу и всегда будут включены в вывод.

Уровни Форма

Эта форма позволяет вам получить обзор всех уровней в заданном спектре.
Большая часть представленной здесь информации также доступна в виде строк, но
эта форма предлагает преимущества, которые можно найти только здесь. Есть, конечно
возможность получить информацию, хорошо отсортированную в одном представлении (с различными
варианты того, как сделать сортировку), а не разбросаны по списку строк.Но форма также дает дополнительную информацию, которой нет в
линейный список. Сюда входят неполные и недействительные уровни, которые не использовались для
построить список линий и информацию о пределах ионизации. Также уровень
энергии будут напечатаны с полной точностью, и есть возможность распечатать
неопределенность уровня энергии. Для водородных ионов только полностью
будут показаны разрешенные nlj уровни, а не n -усредненные
«суперуровни», поскольку последние не являются реальными уровнями.

Форма достаточно простая. Ниже каждое поле будет рассмотрено отдельно.
Обратите внимание, что все поля, кроме первого поля для спектра, имеют значения по умолчанию.
ценности. Предоставление спектра является обязательным, так как форма может отображать только данные
для одного спектра за раз.

Спектр:

Это поле может использоваться для указания спектра, для которого должна быть представлена информация.
отображается. Элемент следует вводить по его обычному символьному имени (например, Fe).
и стадию ионизации в обычных спектроскопических обозначениях (т.г. я для
нейтральные, II для однократно ионизированных и т. д.). Ввод спектра является обязательным и
должен быть указан ровно один спектр (т. е. диапазоны не поддерживаются как есть).
дело в форме строк).

Диапазон энергии уровня:

По умолчанию отображаются все уровни в заданном спектре. Используя это
Поле позволяет вам ограничить выход в указанном диапазоне энергии. То
варианты такие же, как и для энергии нижнего/верхнего уровня
поле диапазона в форме строк, рассмотренной выше.

Единица энергии:

Это раскрывающееся меню позволяет вам выбрать единицу измерения энергии уровня.Этот
unit будет использоваться как в форме ввода, так и в форме вывода. Список
доступные варианты обсуждаются в разделе Энергия
раздел для строк формы выше.

Максимум главного квантового числа n:

Поведение по умолчанию не налагает никаких ограничений на принципала.
квантовое число при отображении уровней. Это поле позволяет наложить
максимум на главном квантовом числе любого электрона в конфигурации.
Это позволяет вам удалять из вывода длинные списки состояний Ридберга.

Диапазон значений Дж или g:

Поведение по умолчанию — не накладывать никаких ограничений на угловой момент.
при отображении уровней. Это поле позволяет ввести угловой момент или
диапазон угловых моментов. Если вы выберете «как g» в поле «Формат вывода», обсуждаемом ниже, вы должны указать
статистические веса здесь вместо угловых моментов. Следующий синтаксис
поддерживается:

1/2	Показать только уровни с J=1/2.
1/2 — 5/2	Показать уровни с J=1/2, 3/2 или 5/2.Тире является необязательным.

Уровни автоионизации:

По умолчанию в выходные данные включены уровни автоионизации. Этот вариант
позволяет подавить эти уровни. Все уровни с энергиями выше
потенциал ионизации, переходящий в основное состояние следующего иона, считается
уровни автоионизации.

Выходной формат:

Эта опция позволяет вам проверить различные элементы, которые вы хотите включить в свой
вывод. Большинство элементов (например, конфигурация, термин и уровень энергии) всегда
включены и не требуют проверки.Заголовок в выводе будет указывать
единица энергии. Можно проверить следующие необязательные элементы:

Угловой момент:

Выдает угловой момент (если отмечено «как J») или статистический вес.
(когда отмечено «as g») для уровня. Когда установлен флажок «Объединить с термином»,
угловой момент будет дан вместе с членом (только поддерживается в
латексном режиме, по умолчанию он будет «как J» в любом другом
выходной режим).

Неопределенность энергий уровней:

Энергии уровней печатаются по умолчанию, но погрешности в
энергии нет.Установка этого флажка приводит к тому, что погрешности печатаются как
Что ж. Все уровни имеют неопределенности, но в большинстве случаев они были оценены
от количества значащих цифр в энергии уровня.

Порядок вывода:

По умолчанию все уровни будут отображаться в порядке возрастания энергии уровня.
Поля ниже позволят вам наложить дополнительные шаги сортировки на
изменить порядок отображения уровней.

Энергия заказана:	Это поведение по умолчанию.Уровни будут отображаться в порядке с увеличением энергии уровня и никаких дополнительных критериев сортировки не требуется. наложенный.
Срок заказа:	С этой опцией все уровни, принадлежащие одному термину, будут сгруппированы вместе. Внутри каждого термина уровни отсортированы по возрастанию энергия. Члены отсортированы в порядке возрастания энергии низшего уровня в каждом сроке.
Заказана конфигурация:	С этой опцией все уровни с одинаковой электронной конфигурацией будут сгруппированы вместе.Внутри каждой конфигурации уровни будут упорядочены в соответствии с их термином, следуя правилам упорядочения терминов, описанным выше.
Значение J заказано:	Здесь уровни отсортированы по значению углового момента и четности государства. Сначала четные уровни с наименьшим значением углового момента показаны, то нечетные уровни с наименьшим угловым моментом. Тогда приходите четные уровни со следующим более высоким значением углового момента и т. д. В пределах в каждой группе уровни отсортированы по их энергии.
Четные и нечетные состояния:	Эта радиокнопка позволяет наложить определенный порядок на четность штатов. Поддерживаются следующие параметры. Когда установлен флажок «Смешанный», нечетные и четные состояния будут отображаться вместе (по умолчанию). Когда Флажок «Отдельно» показывает сначала все четные состояния, потом все нечетные состояния. Когда установлен флажок «Только нечетные», будут показаны только нечетные состояния, а когда Флажок «Только четные» показывает только четные состояния.
Инвертировать порядок энергии:	По умолчанию уровни сортируются в порядке возрастания энергии.Отметив эту опцию, уровни будут отсортированы в порядке убывания. энергия. Его можно комбинировать с любым из обсуждаемых вариантов сортировки. выше.

По умолчанию отображаются все уровни и пределы ионизации,
присутствует в базе данных. Но обратите внимание, что для некоторых вариантов сортировки, описанных выше
некоторые записи будут удалены. Если нечетные и четные состояния четности
не смешивается, пределы ионизации будут сняты с выхода. Если J-значение
выбран порядок, все уровни, которые не имеют действительного значения углового момента, будут
удалить по понятным причинам.Это включает пределы ионизации.

Режим вывода:

Обычная:	Результирующий вывод будет напечатан в формате ASCII.
HTML:	Результирующий вывод будет таким же, как и в обычном режиме, за исключением того, что добавит функции HTML, такие как интерактивные поля (по умолчанию).
Латекс:	Результирующий вывод будет напечатан в форме, которую можно включить непосредственно в файл LaTeX.

Установка флажка «использовать столбцы фиксированной ширины» даст вам ту же ширину столбца.
для каждого запроса.Это позволяет легко комбинировать выходные данные из разных
запросы. Обратите внимание, однако, что изменение параметров в форме, влияющих на
вывод (например, изменение единицы измерения энергии или запрос статистического веса
вместо значения углового момента) может привести к другой ширине столбца.
Когда используется этот параметр, столбцы должны быть достаточно широкими, чтобы вместить
самое широкое значение для этого поля, которое когда-либо могло возникнуть, поэтому они могут быть намного шире
чем при использовании столбцов переменной ширины. Это также означает, что столбец
Ширина может отличаться, если используется другая версия списка строк.
могли быть добавлены новые данные, требующие более широких столбцов.Этот вариант игнорируется
при создании вывода HTML.

Выход:

При использовании режима вывода HTML вывод поискового запроса содержит поля
что можно нажать. Они позволяют вам выполнять конкретные поиски, как подробные
ниже.

Поле конфигурации:

При нажатии на конфигурацию будет выполнен поиск по всем
уровни, имеющие одинаковую конфигурацию. Вывод будет таким же
форматирование как исходный запрос (самое главное, тот же метод для
будет использоваться сортировка вывода), но ограничения на первоначальный поиск (например,
как ограничения диапазона энергий) не будут перенесены на новый поиск.

Поле термина:

При нажатии на термин будет выполняться поиск по всем уровням с
идентичный термин. Обратите внимание, что несколько терминов с разными электронными
конфигурации могут соответствовать поиску.

Ведущий персонаж термина (например,
буква «а» в основном термине a6D Fe II) будет игнорироваться при поиске
для совместимости со спектрами, которые не используют это обозначение. Результат будет
иметь то же форматирование, что и исходный запрос (самое главное, тот же
метод сортировки вывода будет использоваться), но ограничения на оригинал
поиск (например, ограничения диапазона энергий) не будут перенесены на
новый поиск.

Форма для скачивания

Страница загрузок предлагает коллекции файлов данных для всех ионов в виде архивов.
Но есть и форма загрузки, которую можно использовать для отображения индивидуальных данных
файлы. Каждое поле формы будет рассмотрено отдельно ниже. На
странице результатов, кнопка загрузки позволяет загрузить файл данных,
отображается в исходном формате.

Спектр:

Это поле может использоваться для указания спектра, для которого должна быть представлена информация.
отображается.Элемент следует вводить по его обычному символьному имени (например, Fe).
и стадию ионизации в обычном спектроскопическом обозначении (например, I для
нейтральные, II для однократно ионизированных и т. д.). Ввод спектра является обязательным и
должен быть указан ровно один спектр (т. е. диапазоны не поддерживаются как есть).
дело в форме строк).

Тип данных:

Данные для уровней и линий хранятся в отдельных файлах. Эта радиокнопка
позволяет вам выбрать, какой из этих файлов вы хотите отобразить.

Формат данных:

Данные в списке атомарных строк доступны в нескольких форматах. Это радио
Кнопка позволяет выбрать, какой формат должен отображаться. Поддерживается
форматами являются формат AtLL и формат Stout.

Линии тонкой структуры:

Для водородных ионов могут существовать два набора данных. Большинство линий в водородных спектрах
представляют собой смеси нескольких очень близко расположенных компонентов тонкой структуры, при условии, что
главное квантовое число n изменяется при переходе.Одни данные
содержит переходы ∆ n > 0, где переход
вероятности тонкоструктурных компонентов, составляющих смеси, суммируются
вместе. Второй набор данных дает отдельные компоненты тонкой структуры
для этих линий, а также переходы Δ n = 0 (которые
никогда не смешивался). Во внутреннем формате AtLL эти два набора данных объединены
в один набор файлов данных, в то время как для других форматов эти два набора данных
представлен в виде двух отдельных наборов из двух файлов.
Эта радиокнопка позволяет выбрать, нужны ли файлы данных для
суммированные линии или отдельные линии тонкой структуры. Для неводородных ионов
а для файлов в формате AtLL этот переключатель игнорируется.

Режим вывода:

Эта радиокнопка позволяет вам выбрать, хотите ли вы, чтобы вывод был в формате HTML.
формате (по умолчанию) или в простом ASCII.

Калибровка длины волны вакуумного лазера с помощью гребенки оптических частот на основе GPS

Автор(ы)

Джек А.Стоун младший, Лян Лу, Патрик Ф. Иган

Аннотация

Глобальная система позиционирования (GPS) может предоставить исключительно точный стандарт частоты в любую точку мира. Когда мы используем сигнал GPS для управления гребенкой оптических частот, система гребенка+GPS излучает лазерный свет с хорошо известными частотами (или, что эквивалентно, длинами волн в вакууме) в большей части оптического спектра между 0,53 мм и 2 мм. Вакуумные длины волн гребенки могут служить первичными эталонами длины для калибровки длины волны метрологических лазеров, а погрешность длин волн гребенки достаточно мала, чтобы она подходила практически для любой вообразимой задачи, связанной с метрологией длины. Сигнал GPS можно отследить в в том смысле, что его неопределенность постоянно оценивается с помощью измерений в NIST/Boulder, а результаты измерений (по сути, отчеты о калибровке) публикуются в Интернете.Таким образом, он потенциально может предоставить прослеживаемый стандарт беспрецедентной точности в любую лабораторию, но как пользователь может быть уверен, что полученные лазерные калибровки имеют сравнимую точность? Эти калибровки зависят не только от сигнала GPS, но и от большого количества дополнительного оборудования (включая дисциплинированный осциллятор, гребенку оптических частот и оптику/электронику для измерения частоты биений), и любая такая система может содержать дополнительные источники ошибок, если она плохо спроектирована. или управляется неопытным персоналом.Однако в этой статье мы утверждаем, что внутренние проверки непротиворечивости могут эффективно использоваться для проверки правильности работы измерительной системы. Во многих отношениях эти внутренние проверки непротиворечивости обеспечивают большую уверенность в результатах, чем то, что может быть достигнуто более традиционными методами установления прослеживаемости, такими как отправка прибора или артефакта в NIST для калибровки.

Название производства

Материалы семинара и симпозиума NCSL 2007 г.

Даты конференции

29 июля — 2 августа 2007 г.

Место проведения конференции

ул.Пол, Миннесота

Название конференции

Семинар и симпозиум NCSL 2007

Ключевые слова

глобальная система позиционирования, GPS, GPSDO, калибровка частоты лазера, гребенка оптических частот

Цитата

Стоун, Дж. (-1)#, вы можете заключить, что свет волна — это не , путешествующая в вакууме.(-1))#

Ваша световая волна распространяется в вакууме.

В вакууме длина волны света от лазера составляет 630 нм. Какова частота света!?

Дженни Р.

спросил • 13.09.16

Мне просто очень нужна помощь в астрономии

Салим Г.ответил • 13.09.16

Терпеливый и знающий репетитор по математике и естественным наукам

Я могу тебе помочь. Хотите записаться на урок прямо сейчас?

Все еще ищете помощи? Получите правильный ответ, быстро.

ИЛИ

Найдите онлайн-репетитора сейчас

Выберите эксперта и встретьтесь онлайн.Никаких пакетов или подписок, платите только за то время, которое вам нужно.

центов
€
£
¥
‰
µ
·
•
§
¶
SS
‹
›
«
»
< >
≤
≥
–
—
¯
‾
¤
¦
¨
¡
¿
ˆ
˜
°
−
±
÷
⁄
×
ƒ
∫
∑
∞
√
∼
≅
≈
≠
≡
е
∉
∋
∏
∧
∨
¬
∩
∪
∂
∀
∃
∅
∇
*
∝
∠
´
¸
ª
º
†
‡
А
А
Â
Ã
Ä
Å
Æ
Ç
Э
Э
Ê
Ë
Я
Я
Я
Я
Ð
С
Ò
О
Ô
Õ
О
Ø
О
Ш
Ù
Ú
Û
О
Ý
Ÿ
Þ
а
а
â
г
ä
å
æ
ç
э
э
э
ë
я
я
я
я
ð
с
ò
о
ô
х
ö
ø
œ
ш
ù
ú
û
ü
ý
þ
ÿ
А
В
Г
Δ
Е
Ζ
Η
Θ
я
Κ
Λ
М
N
Ξ
О
Π
Р
Σ
Т
Υ
Φ
Χ
Ψ
Ом
α
β
γ
дельта
ε
ζ
η
θ
я
κ
λ
мю
ν
ξ
о
π
р
ς
о
т
υ
ф
х
ψ
ю
ℵ
ϖ
ℜ
ϒ
℘
ℑ
←
↑
→
↓
↔
↵
⇐
⇑
⇒
⇓
⇔
∴
⊂
⊃
⊄
⊆
⊇
⊕
⊗
⊥
⋅
⌈
⌉
⌊
⌋
〈
〉
◊

Длина волны — Энциклопедия Нового Света

Длина волны синусоиды.

В физике длина волны — это расстояние между повторяющимися единицами распространяющейся волны на заданной частоте. Обычно его обозначают греческой буквой лямбда (λ). Примерами волнообразных явлений являются свет, волны на воде и звуковые волны.

Свойства волны зависят от типа волны. Например, в звуковой волне давление воздуха колеблется, а в случае света и других форм электромагнитного излучения различается напряженность электрического и магнитного полей.

Длина волны (и частота) видимого света зависит от цвета света. Например, длина волны темно-красного цвета составляет примерно 700 нанометров (нм), а фиолетового — примерно 400 нм. ^[1] Длины волн звуковых частот, слышимых человеческим ухом (20 Гц–20 кГц), составляют примерно от 17 метров (м) до 17 миллиметров (мм). Таким образом, длины волн слышимых звуковых волн намного больше, чем у видимого света.

Связь с частотой

Длина волны (или волнообразного явления) связана с частотой по формуле:
длина волны = скорость волны / частота. Таким образом, длина волны обратно пропорциональна частоте волны. Волны с более высокими частотами имеют более короткие длины волн; те, у кого более низкие частоты, имеют более длинные волны, при условии, что скорость волны одинакова.

В символах уравнение для длины волны может быть записано как:

λ=vf{\displaystyle \lambda ={\frac {v}{f}}}

, где λ представляет собой длину волны, v – скорость распространения волны, а f – ее частота.

В случае электромагнитного излучения, такого как свет, в вакууме скорость волны равна скорости света, 299 792 458 метров в секунду (м/с) или примерно 3×10 ⁸ м/с. Для звуковых волн в воздухе это скорость звука 345 м/с (1238 км/ч) в воздухе при комнатной температуре и атмосферном давлении. Обычно используются единицы СИ, где длина волны выражается в метрах, частота – в герцах (Гц), а скорость распространения – в м/с.

Например, длина волны электромагнитной (радио) волны частотой 100 МГц составляет примерно: λ = 3×10 ⁸ м/с разделить на 100×10 ⁶ Гц = 3 метра. Инженеры-электронщики часто используют сокращенную формулу: длина волны λ в метрах = 300 мегаметров (Мм)/с, деленная на частоту в МГц, чтобы избежать подсчета (многих) нулевых цифр в десятичных или экспоненциальных представлениях.

Следует отметить, что для многих волновых явлений длина волны — это не расстояние, которое частицы проходят за период. Например, в акустике и волнах на воде смещения частиц в течение периода составляют лишь небольшую часть длины волны, за исключением экстремальных условий, таких как прибойные волны и ударные волны.

Также следует отметить, что частота и длина волны могут изменяться независимо друг от друга, но только при изменении скорости волны. Например, когда свет входит в другую среду, его скорость и длина волны изменяются, а частота остается неизменной.

В невакуумных средах

Скорость света в большинстве сред ниже, чем в вакууме, а значит, одной и той же частоте будет соответствовать более короткая длина волны в среде, чем в вакууме. Длина волны в среде равна

λ′=λ0n{\displaystyle \lambda ‘={\frac {\lambda _{0}}{n}}}

, где n — показатель преломления среды.Длины волн электромагнитного излучения обычно указываются в терминах длины волны в вакууме, если специально не указано как «длина волны в среде». В акустике, где для существования волн необходима среда, термин «длина волны» всегда означает длину волны в среде. Тогда показатель преломления зависит от средних свойств среды, например среднего давления или изменений в составе материала.

Длина волны де Бройля частиц

Луи де Бройль постулировал, что все частицы с импульсом имеют длину волны

λ = hp {\ displaystyle \ lambda = {\ frac {h} {p}}}

, где h — постоянная Планка, а p — импульс частицы.Эта гипотеза легла в основу квантовой механики. В настоящее время эту длину волны называют длиной волны де Бройля. Например, электроны в ЭЛТ-дисплее имеют длину волны де Бройля около 10 ^-13 мкм.

См. также

Примечания

↑ По частоте диапазон составляет 430–750 терагерц (ТГц).

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

French, AP 1971. Вибрации и волны .Массачусетский технологический институт Вводный курс по физике. Нью-Йорк: Нортон. ISBN 0393099245
Pain, HJ 2005. Физика вибраций и волн. Чичестер: Джон Уайли. ISBN 978-0470012963
Рейц, Джон Р., Фредерик Дж. Милфорд и Роберт В. Кристи. 1992. Основы электромагнитной теории. Рединг, Массачусетс: паб Addison-Wesley. Компания ISBN 0201526247
Серуэй, Рэймонд А. и Джон В. Джуэтт. 2004. Физика для ученых и инженеров , 6-е изд.Бельмонт, Калифорния: Брукс/Коул. ISBN 0534408427
Типлер, Пол Аллен и Джин Моска. 2004. Физика для ученых и инженеров , 5-е изд. Нью-Йорк: WH Фриман. ISBN 0716743892
Уилсон, Джерри Д. и Энтони Дж. Буффа. 2003. Колледж физики. Река Аппер-Сэдл, Нью-Джерси: Прентис-Холл. ISBN 0130676446

Внешние ссылки

Все ссылки получены 11 июня 2020 г.

Кредиты

New World Encyclopedia писатели и редакторы переписали и дополнили статью Wikipedia
в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание.

Формула длины волны в физике

Определение и формула длины волны

Длина стоячей волны

Единицы измерения длины волны

Примеры решения задач

Глава 24. Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные волны — скорость, длина, формулы

Волны: что это и какими бывают

Морская волна — продольная или поперечная?

Электромагнитные волны

Разве свет не из частиц состоит?

Характеристики электромагнитной волны

Длина волны

Период

Частота

Скорость

Рубрика «Разрушаем мифы»

Конвертер частоты и длины волны • Фотометрия — свет • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Общие сведения

Частота

Длина волны

Электромагнитное излучение

Электромагнитное излучение и атмосфера

Взаимоотношение между частотой и длиной волны

Свет

Длина волны и цвет

Отражение света

Спектроскопия

Определение наличия электромагнитного излучения

Видимый свет

Инфракрасный свет

Ультрафиолетовый свет

Цветовая слепота

Цвет в машинном зрении

Применение

Обработка информации о цвете

Урок 10. электромагнитные волны — Физика — 11 класс

Программа элективного курса по физике «Технология решения задач» 11 класс

Электромагнитные колебания и волны — Технарь

, поясняется энциклопедией RP Photonics; свет, волновое число, плоские волны, оптические длины волн, измерение, цвета

Длины волн и цвета

Оптические волны: длина волны в вакууме и длина волны в среде

Измерение оптических длин волн

Эталоны длины волны

Немонохроматический светлый

Важность оптических длин волн

Особые типы длин волн

Вопросы и комментарии от пользователей

Код для ссылок на других сайтах

Вакуумные длины волн, используемые в спектроскопии

Преобразование длин волн в вакууме и в воздухе

Инструкции

Строки Форма

Все поля в форме запроса имеют значения по умолчанию и поэтому являются необязательными.

Значения по умолчанию всегда включают как можно больше идентификаторов.

Диапазон длин волн:

Нижний/Верхний предел:

Центр/Сигма:

Единица длины волны:

Тип длины волны:

Радиальная скорость:

Минимальная точность относительной длины волны:

Элемент/Спектр:

Минимальная прочность линии:

Строки без атомарных данных:

Минимальная численность, коэффициент истощения:

Нижний/Верхний диапазон энергии:

Энергетическая единица:

Максимум главного квантового числа n:

Переходы:

Переходы с автоионизационных уровней:

Выходной формат:

Режим вывода:

Макс.

Выход:

Компоненты тонкой структуры переходов в водородоподобных спектрах:

Уровни Форма

Спектр:

Диапазон энергии уровня:

Единица энергии: