Undele electromagnetice și radiațiile lor. Ce este o undă electromagnetică - Knowledge Hypermarket

Undele electromagnetice sunt rezultatul unor ani de dezbateri și mii de experimente. Dovada prezenței unor forțe de origine naturală care pot transforma societatea actuală. Aceasta este acceptarea reală a unui adevăr simplu - știm prea puține despre lumea în care trăim.

Fizica este regina dintre științele naturii, capabilă să răspundă la întrebări despre originea nu numai a vieții, ci și a lumii în sine. Oferă oamenilor de știință capacitatea de a studia câmpurile electrice și magnetice, a căror interacțiune generează EMW (unde electromagnetice).

Ce este o undă electromagnetică

Nu cu mult timp în urmă, pe ecranele țării noastre a fost lansat filmul „War of the Currents” (2018), unde, cu un strop de ficțiune, povestește despre disputa dintre cei doi mari oameni de știință Edison și Tesla. Unul a încercat să demonstreze beneficiile curentului continuu, celălalt - de la curentul alternativ. Această lungă bătălie s-a încheiat abia în al șaptelea an al secolului XXI.

La începutul „bătăliei”, un alt om de știință, care lucrează la teoria relativității, a descris electricitatea și magnetismul ca fiind fenomene similare.

În al treizecilea an al secolului al XIX-lea, fizicianul de origine engleză Faraday a descoperit fenomenul inductie electromagneticași a introdus termenul de unitate a câmpurilor electrice și magnetice. El a mai susținut că mișcarea în acest domeniu este limitată de viteza luminii.

Puțin mai târziu, teoria savantului englez Maxwell a spus că electricitatea provoacă un efect magnetic, iar magnetismul provoacă apariția unui câmp electric. Deoarece ambele câmpuri se mișcă în spațiu și timp, ele formează perturbări - adică unde electromagnetice.

Mai simplu spus, o undă electromagnetică este o perturbare spațială electro camp magnetic.

Experimental, existența EMW a fost dovedită de omul de știință german Hertz.

Undele electromagnetice, proprietățile și caracteristicile lor

Undele electromagnetice sunt caracterizate de următorii factori:

• lungime (gamă suficient de largă);
• frecvență;
• intensitatea (sau amplitudinea oscilației);
• cantitatea de energie.

Proprietatea principală a tuturor radiatie electromagnetica este valoarea lungimii de undă (în vid), care este de obicei dată în nanometri pentru spectrul luminii vizibile.

Fiecare nanometru reprezintă o miime de micrometru și este măsurat prin distanța dintre două vârfuri consecutive (vârfurile).

Frecvența de radiație corespunzătoare a unei unde este numărul de oscilații sinusoidale și invers proporțională cu lungimea de undă.

Frecvența este de obicei măsurată în Herți. Astfel, lungimi de undă mai mari corespund unei frecvențe mai mici a radiației, iar lungimi de undă mai scurte corespund unei frecvențe mai mari a radiației.

Principalele proprietăți ale undelor:

• refracţie;
• reflecţie;
• absorbţie;
• interferență.

viteza undelor electromagnetice

Viteza reală de propagare a undei electromagnetice depinde de materialul pe care îl are mediul, de densitatea sa optică și de prezența unui astfel de factor precum presiunea.

In afara de asta, diverse materiale au o densitate diferită de „împachetare” a atomilor, cu cât sunt mai aproape, cu atât distanța este mai mică și viteza este mai mare. Ca urmare, viteza unei unde electromagnetice depinde de materialul prin care se deplasează.

Experimente similare sunt efectuate în ciocnitorul de hadron, unde principalul instrument de influență este o particulă încărcată. Studiu fenomene electromagnetice apare acolo la nivel cuantic, când lumina este descompusă în particule minuscule - fotoni. Dar fizica cuantică este o problemă separată.

Conform teoriei relativității, cea mai mare viteză de propagare a undelor nu poate depăși viteza luminii. Limitarea limitei de viteză în scrierile sale a fost descrisă de Maxwell, explicând acest lucru prin prezența unui nou câmp - eterul. Știința oficială modernă nu a studiat încă o astfel de relație.

Radiația electromagnetică și tipurile sale

Radiația electromagnetică este formată din unde electromagnetice, care sunt observate ca fluctuații ale câmpurilor electrice și magnetice, care se propagă cu viteza luminii (300 km pe secundă în vid).

Când radiația EM interacționează cu materia, comportamentul acesteia se schimbă calitativ pe măsură ce frecvența se schimbă. De ce este convertit în:

1. Emisia radio. La frecvențele radio și la frecvențele de microunde, radiația em interacționează cu materia în principal sub formă set comun taxe care sunt distribuite peste un numar mare atomi afectați.
2. Radiatii infrarosii. Spre deosebire de emisiile radio de joasă frecvență și radiațiile cu microunde, emițător infraroșu de obicei interacționează cu dipolii prezenți în moleculele individuale, care, pe măsură ce vibrează, se modifică la capetele unei legături chimice la nivel atomic.
3. Emisia de lumina vizibila. Pe măsură ce frecvența crește în domeniul vizibil, fotonii au suficientă energie pentru a schimba structura legată a unor molecule individuale.
4. Radiația ultravioletă. Frecvența este în creștere. Acum există suficientă energie în fotonii ultravioleți (mai mult de trei volți) pentru a acționa dublu asupra legăturilor moleculelor, rearanjandu-le în mod constant chimic.
5. Radiații ionizante. La cele mai înalte frecvențe și la cea mai mică lungime de undă. Absorbția acestor raze de către materie afectează întregul spectru gamma. Cel mai cunoscut efect este radiația.

Care este sursa undelor electromagnetice

Lumea, conform tinerei teorii a originii tuturor, a apărut datorită unui impuls. A eliberat energie colosală, care a fost numită o mare explozie. Așa a apărut primul val em din istoria universului.

În prezent, sursele de formare a perturbărilor includ:

• emv emite un vibrator artificial;
• rezultatul vibrației grupurilor atomice sau a părților de molecule;
• dacă există un impact asupra învelișului exterior al substanței (la nivel atomo-molecular);
• efect similar cu lumina;
• în timpul dezintegrarii nucleare;
• consecinta decelerarii electronilor.

Scara și aplicarea radiațiilor electromagnetice

Scala de radiație înseamnă o gamă largă de frecvență a undei de la 3·10 6 ÷10 -2 la 10 -9 ÷ 10 -14 .

Fiecare parte a spectrului electromagnetic are o gamă largă de aplicații în viața noastră de zi cu zi:

1. Unde de lungime mică (micundele). Aceste unde electrice sunt folosite ca semnal satelit deoarece sunt capabile să ocolească atmosfera pământului. De asemenea, o versiune ușor îmbunătățită este utilizată pentru încălzire și gătit în bucătărie - acesta este un cuptor cu microunde. Principiul gătirii este simplu - sub influența radiațiilor cu microunde, moleculele de apă sunt absorbite și accelerate, ceea ce face ca vasul să se încălzească.
2. Perturbațiile lungi sunt utilizate în tehnologiile radio (undele radio). Frecvența lor nu permite trecerea norilor și a atmosferei, datorită cărora radioul și televiziunea FM ne sunt disponibile.
3. Perturbarea în infraroșu este direct legată de căldură. Este aproape imposibil să-l vezi. Încercați să observați fără echipament special un fascicul de la telecomanda televizorului, a centrului muzical sau a radioului din mașină. Dispozitivele capabile să citească astfel de unde sunt folosite în armatele țărilor (dispozitiv de vedere pe timp de noapte). De asemenea, în plitele cu inducție din bucătării.
4. Ultravioletele sunt, de asemenea, legate de căldură. Cel mai puternic „generator” natural al unor astfel de radiații este soarele. Din cauza acțiunii radiațiilor ultraviolete se formează bronzul pe pielea unei persoane. În medicină, acest tip de val este folosit pentru a dezinfecta instrumentele, uciderea germenilor și.
5. Razele gamma sunt cel mai puternic tip de radiație în care se concentrează o perturbare de unde scurte cu o frecvență înaltă. Energia conținută în această parte a spectrului electromagnetic conferă razelor o putere de penetrare mai mare. Aplicabil în fizica nucleară - pașnică, arme nucleare- utilizare în luptă.

Influența undelor electromagnetice asupra sănătății umane

Măsurarea impactului emv asupra oamenilor este responsabilitatea oamenilor de știință. Dar nu trebuie să fii un expert pentru a aprecia intensitatea radiatii ionizante- provoacă modificări la nivelul ADN-ului uman, ceea ce atrage după sine boli atât de grave precum oncologia.

Nu e de mirare că impactul negativ al dezastrului de la Cernobîl este considerat unul dintre cele mai periculoase pentru natură. Câțiva kilometri pătrați frumos teritoriu a devenit o zonă de excludere completă. Până la sfârșitul secolului, o explozie la centrala nucleară de la Cernobîl este periculoasă până la sfârșitul timpului de înjumătățire al radionuclizilor.

Unele tipuri de emv (radio, infraroșu, ultraviolete) nu provoacă prea mult rău unei persoane și sunt doar disconfort. La urma urmei, câmpul magnetic al pământului practic nu este simțit de noi, ci emv din telefon mobil poate provoca dureri de cap (efecte asupra sistemului nervos).

Pentru a vă proteja sănătatea de electromagnetism, trebuie pur și simplu să utilizați măsuri de precauție rezonabile. În loc de sute de ore joc pe calculator iesi la plimbare.

Puțini oameni știu că radiațiile electromagnetice pătrund în întregul Univers. Undele electromagnetice apar atunci când se propagă în spațiu. În funcție de frecvența oscilațiilor undelor, acestea sunt împărțite condiționat în lumină vizibilă, spectru de frecvență radio, intervale de infraroșu etc. Existența practică a undelor electromagnetice a fost dovedită empiric în 1880 de omul de știință german G. Hertz (apropo, frecvența unitatea poartă numele lui).

Din cursul fizicii se știe ce constituie un tip special de materie. În ciuda faptului că doar o mică parte din ea poate fi văzută cu vederea, influența sa asupra lumii materiale este enormă. Undele electromagnetice sunt propagarea succesivă în spațiu a vectorilor care interacționează ai câmpurilor magnetice și electrice. Cu toate acestea, cuvântul „distribuție” în acest caz nu este în întregime corect: vorbim, mai degrabă, despre perturbația sub formă de undă a spațiului. Motivul care generează unde electromagnetice este apariția în spațiu a unui câmp electric care se modifică în timp. Și, după cum știți, există o relație directă între câmpurile electrice și magnetice. Este suficient să ne amintim regula conform căreia există un câmp magnetic în jurul oricărui conductor cu curent. Particula, care este afectată de undele electromagnetice, începe să oscileze și, din moment ce există mișcare, înseamnă că există radiație de energie. Câmpul electric w este transferat unei particule învecinate în repaus, ca urmare, este generat din nou un câmp de natură electrică. Și din moment ce câmpurile sunt interconectate, urmează magnetic. Procesul se răspândește ca o avalanșă. În acest caz, nu există o mișcare reală, dar există vibrații ale particulelor.

S-a gândit mult timp la posibilitatea utilizării practice a unei astfel de fizici. ÎN lumea modernă Energia undelor electromagnetice este atât de folosită încât mulți nici măcar nu o observă, luând-o de bună. Un exemplu izbitor sunt undele radio, fără de care funcționarea televizoarelor și a telefoanelor mobile ar fi imposibilă.

Procesul se desfășoară după cum urmează: un conductor metalic modulat (antenă) este transmis în mod constant unui conductor metalic de formă specială.Datorită proprietăților unui curent electric, în jurul conductorului ia naștere un câmp electric și apoi un câmp magnetic, ca un rezultat al căruia sunt emise unde electromagnetice. Deoarece este modulat, ele poartă o anumită ordine, informații codificate. Pentru a capta frecvențele dorite, la destinatar este instalată o antenă de recepție cu un design special. Vă permite să selectați frecvențele dorite din fundalul electromagnetic general. Odată pe un receptor metalic, undele sunt parțial convertite în electricitate modulația originală. Apoi merg la unitatea de amplificare și controlează funcționarea dispozitivului (mișcă conul difuzorului, rotesc electrozii de pe ecranele televizorului).

Curentul generat de undele electromagnetice poate fi văzut cu ușurință. Pentru a face acest lucru, este suficient să atingeți cablul rezidențial gol de la antenă la receptor. masa totala(încălzirea bateriilor, În acest moment, o scânteie sare între masă și miez - aceasta este o manifestare a curentului generat de antenă. Valoarea acestuia este cu atât mai mare, cu atât emițătorul este mai aproape și mai puternic. Configurația antenei are și o efect semnificativ.

O altă manifestare a undelor electromagnetice pe care mulți oameni o întâlnesc zilnic în viața de zi cu zi este utilizarea cuptor cu microunde. Liniile rotative ale intensității câmpului traversează obiectul și transferă o parte din energia lor, încălzindu-l.

Progresul tehnologic are și un dezavantaj. Utilizare globală diverse echipamente, alimentat de electricitate, a devenit cauza poluării, căreia i s-a dat numele - zgomot electromagnetic. În acest articol, vom lua în considerare natura acestui fenomen, gradul impactului său asupra corpului uman și măsurile de protecție.

Ce este și sursele de radiație

Radiațiile electromagnetice sunt unde electromagnetice care apar atunci când un câmp magnetic sau electric este perturbat. Fizica modernă interpretează acest proces în cadrul teoriei dualismului undelor corpusculare. Adică, porțiunea minimă de radiație electromagnetică este un cuantic, dar în același timp are proprietăți de undă de frecvență care îi determină principalele caracteristici.

Spectrul de frecvență al radiației câmpului electromagnetic face posibilă clasificarea acestuia în următoarele tipuri:

• frecvența radio (acestea includ unde radio);
• termică (infraroșu);
• optic (adică vizibil pentru ochi);
• radiații în spectrul ultraviolet și dur (ionizat).

O ilustrare detaliată a intervalului spectral (scara de emisie electromagnetică) poate fi văzută în figura de mai jos.

Natura surselor de radiații

În funcție de origine, sursele de radiație ale undelor electromagnetice în practica mondială sunt de obicei clasificate în două tipuri și anume:

• perturbări ale câmpului electromagnetic de origine artificială;
• radiații din surse naturale.

Radiațiile emanate din câmpul magnetic din jurul pământului, procese electriceîn atmosfera planetei noastre, fuziunea nucleară în intestinele soarelui - toate sunt de origine naturală.

În ceea ce privește sursele artificiale, acestea sunt un efect secundar cauzat de funcționarea diferitelor mecanisme și dispozitive electrice.

Radiațiile emanate de ele pot fi de nivel scăzut și de nivel înalt. Gradul de intensitate al radiației câmpului electromagnetic depinde complet de nivelurile de putere ale surselor.

Exemple de surse EMP ridicate includ:

• Liniile electrice sunt de obicei de înaltă tensiune;
• toate tipurile de transport electric, precum și infrastructura însoțitoare;
• turnuri de televiziune și radio, precum și stații de comunicații mobile și mobile;
• instalatii de conversie a tensiunii reteaua electrica(în special, undele care provin de la un transformator sau o substație de distribuție);
• ascensoare și alte tipuri de echipamente de ridicat în care se utilizează o centrală electromecanică.

Sursele tipice care emit radiații de nivel scăzut includ următoarele echipamente electrice:

• aproape toate dispozitivele cu afișaj CRT (de exemplu: un terminal de plată sau un computer);
• Tipuri variate aparate electrocasnice, variind de la fier de călcat la sisteme climatice;
• sisteme de inginerie care furnizează energie electrică diverselor obiecte (nu se înțelege doar un cablu de alimentare, ci echipamente aferente, cum ar fi prize și contoare de energie electrică).

Separat, merită evidențiat echipamentul special folosit în medicină, care emite radiații dure (aparate cu raze X, RMN etc.).

Impact asupra unei persoane

Pe parcursul a numeroase studii, radiobiologii au ajuns la o concluzie dezamăgitoare - radiația prelungită a undelor electromagnetice poate provoca o „explozie” a bolilor, adică determină dezvoltarea rapidă a proceselor patologice în corpul uman. Mai mult, multe dintre ele introduc încălcări la nivel genetic.

Video: Cum afectează radiațiile electromagnetice oamenii.
https://www.youtube.com/watch?v=FYWgXyHW93Q

Acest lucru se datorează faptului că câmpul electromagnetic nivel inalt activitate biologică, care afectează negativ organismele vii. Factorul de influență depinde de următoarele componente:

• natura radiațiilor produse;
• cât timp și cu ce intensitate continuă.

Impactul asupra sănătății umane al radiațiilor, care are o natură electromagnetică, depinde direct de localizare. Poate fi atât local, cât și general. În acest din urmă caz, are loc iradierea la scară largă, de exemplu, radiația produsă de liniile electrice.

În consecință, iradierea locală se referă la impactul asupra anumitor părți ale corpului. Undele electromagnetice emanate de la un ceas electronic sau un telefon mobil sunt un exemplu viu de efect local.

Separat, este necesar să se observe efectul termic al radiațiilor electromagnetice de înaltă frecvență asupra materiei vii. Energia câmpului este transformată în energie termală(datorită vibrației moleculelor), acest efect stă la baza funcționării emițătoarelor industriale de microunde utilizate pentru încălzirea diferitelor substanțe. Spre deosebire de beneficii Procese de producție, efectele termice asupra corpului uman pot fi dăunătoare. Din punct de vedere al radiobiologiei, nu este recomandat să fii în apropierea echipamentelor electrice „calde”.

Trebuie luat în considerare faptul că în viața de zi cu zi suntem expuși în mod regulat la radiații, iar acest lucru se întâmplă nu numai la locul de muncă, ci și acasă sau când ne deplasăm prin oraș. În timp, efectul biologic se acumulează și se intensifică. Odată cu creșterea zgomotului electromagnetic, numărul de boli caracteristice ale creierului sau sistem nervos. Rețineți că radiobiologia este o știință destul de tânără, prin urmare, daunele cauzate organismelor vii de radiațiile electromagnetice nu au fost studiate în detaliu.

Figura arată nivelul undelor electromagnetice produse de aparatele electrocasnice convenționale.

Rețineți că nivelul intensității câmpului scade semnificativ odată cu distanța. Adică, pentru a-și reduce efectul, este suficient să te îndepărtezi de sursă la o anumită distanță.

Formula pentru calcularea normei (raționalizării) radiației câmpului electromagnetic este indicată în GOST-urile și SanPiN-urile relevante.

Protecție împotriva radiațiilor

În producție, ecranele absorbante (de protecție) sunt utilizate în mod activ ca mijloc de protecție împotriva radiațiilor. Din păcate, nu este posibil să vă protejați de radiațiile câmpului electromagnetic folosind astfel de echipamente acasă, deoarece nu este proiectat pentru acest lucru.

• pentru a reduce impactul radiației câmpului electromagnetic la aproape zero, ar trebui să vă îndepărtați de liniile electrice, turnurile de radio și televiziune la o distanță de cel puțin 25 de metri (trebuie să țineți cont de puterea sursei);
• pentru un monitor CRT și un televizor, această distanță este mult mai mică - aproximativ 30 cm;
• ceasul electronic nu trebuie așezat aproape de pernă, distanta optima pentru ei mai mult de 5 cm;
• cât pentru radio și celulare, nu este recomandată aducerea lor mai aproape de 2,5 centimetri.

Rețineți că mulți oameni știu cât de periculos este să stați lângă linii de înaltă tensiune liniile electrice, dar, în același timp, majoritatea oamenilor nu acordă importanță aparatelor electrocasnice obișnuite. Deși este suficient să pui unitatea de sistem pe podea sau să o îndepărtezi, și te vei proteja pe tine și pe cei dragi. Vă sfătuim să faceți acest lucru și apoi să măsurați fundalul de pe computer folosind un detector de radiații de câmp electromagnetic pentru a verifica vizual reducerea acestuia.

Acest sfat se aplică și pentru amplasarea frigiderului, mulți îl pun aproape masa de bucatarie, practic dar nesigur.

Niciun tabel nu va putea indica distanța exactă de siguranță față de un anumit echipament electric, deoarece emisiile pot varia, atât în ​​funcție de modelul dispozitivului, cât și de țara de fabricație. Momentan nu există un singur standard international, deci in tari diferite standardele pot diferi semnificativ.

Puteți determina cu precizie intensitatea radiației folosind un dispozitiv special - un fluxmetru. Conform standardelor adoptate în Rusia, doza maximă admisă nu trebuie să depășească 0,2 μT. Recomandam masurarea in apartament cu ajutorul aparatului mai sus mentionat pentru masurarea gradului de radiatie a campului electromagnetic.

Încercați să reduceți timpul în care sunteți expus la radiații, adică nu stați mult timp aproape de aparatele electrice care funcționează. De exemplu, nu este deloc necesar să stai constant la aragazul electric sau la cuptorul cu microunde în timp ce gătești. În ceea ce privește echipamentele electrice, puteți vedea că cald nu înseamnă întotdeauna sigur.

Opriți întotdeauna aparatele electrice când nu sunt utilizate. Oamenii o lasă adesea aprinsă diverse dispozitive, fără a ține cont de faptul că în acest moment sunt emise radiații electromagnetice din electrotehnică. Opriți laptopul, imprimanta sau alte echipamente, nu este necesar să vă expuneți din nou la radiații, amintiți-vă despre siguranța dvs.

2. Descrieți experiența lui Hertz în detectarea undelor electromagnetice

3. Explicați rezultatele experimentului lui Hertz folosind teoria lui Maxwell. De ce este o undă electromagnetică transversală?

Deoarece direcțiile vectorilor de inducție a câmpului magnetic și intensitatea câmpului electric sunt perpendiculare între ele și pe direcția undei.

4. De ce are loc radiația undelor electromagnetice în timpul mișcării accelerate a sarcinilor electrice? Cum depinde intensitatea câmpului electric într-o undă electromagnetică radiată de accelerația particulei încărcate radiante?

5. Cum depinde densitatea de energie a unui câmp electromagnetic de intensitatea câmpului electric?

În 1864, James Clerk Maxwell a prezis posibilitatea existenței undelor electromagnetice în spațiu. El a înaintat această afirmație pe baza concluziilor care decurg din analiza tuturor datelor experimentale cunoscute la acea vreme referitoare la electricitate și magnetism.

Maxwell a unificat matematic legile electrodinamicii, legând fenomenele electrice și magnetice, și astfel a ajuns la concluzia că câmpurile electrice și magnetice care se modifică în timp dau naștere reciproc.

Inițial, el a subliniat faptul că relația dintre fenomenele magnetice și cele electrice nu este simetrică și a introdus termenul de „vortex”. câmp electric”, oferind propria sa explicație, cu adevărat nouă, a fenomenului de inducție electromagnetică descoperit de Faraday: „orice modificare a câmpului magnetic duce la apariția unui câmp electric vortex în spațiul înconjurător, care are linii de forță închise”.

Potrivit lui Maxwell, a fost afirmația inversă că „un câmp electric în schimbare dă naștere unui câmp magnetic în spațiul înconjurător”, dar această afirmație a rămas la început doar o ipoteză.

Maxwell a notat un sistem de ecuații matematice care a descris în mod consecvent legile transformărilor reciproce ale câmpurilor magnetice și electrice, aceste ecuații au devenit mai târziu ecuațiile de bază ale electrodinamicii și au devenit cunoscute sub numele de „ecuațiile lui Maxwell” în onoarea marelui om de știință care le-a notat. . Ipoteza lui Maxwell, bazată pe ecuațiile scrise, a avut câteva concluzii extrem de importante pentru știință și tehnologie, care sunt prezentate mai jos.

Undele electromagnetice chiar există

În spațiu pot exista unde electromagnetice transversale, care se propagă în timp. Faptul că undele sunt transversale este indicat de faptul că vectorii inducției magnetice B și intensității câmpului electric E sunt reciproc perpendiculari și ambii se află într-un plan perpendicular pe direcția de propagare a undei electromagnetice.

Viteza de propagare a undelor electromagnetice într-o substanță este finită și este determinată de proprietățile electrice și magnetice ale substanței prin care se propagă unda. În acest caz, lungimea undei sinusoidale λ este legată de viteza υ printr-o anumită relație exactă λ = υ / f, și depinde de frecvența f a oscilațiilor câmpului. Viteza c a unei unde electromagnetice în vid este una dintre constantele fizice fundamentale - viteza luminii în vid.

Din moment ce Maxwell a declarat caracterul finit al vitezei de propagare a undelor electromagnetice, aceasta a creat o contradicție între ipoteza lui și teoria cu rază lungă acceptată la acea vreme, conform căreia viteza de propagare a undelor ar fi trebuit să fie infinită. Prin urmare, teoria lui Maxwell a fost numită teoria acțiunii cu rază scurtă de acțiune.

Într-o undă electromagnetică, transformarea câmpurilor electrice și magnetice unul în celălalt are loc simultan, prin urmare, densitățile volumetrice ale energiei magnetice și energie electrica sunt egali unul cu altul. Prin urmare, afirmația este adevărată că modulele intensității câmpului electric și inducției câmpului magnetic sunt interconectate în fiecare punct din spațiu prin următoarea relație:

O undă electromagnetică în procesul de propagare creează un flux de energie electromagnetică, iar dacă luăm în considerare aria într-un plan perpendicular pe direcția de propagare a undei, atunci în scurt timp o anumită cantitate de energie electromagnetică se va deplasa prin ea. Densitatea fluxului de energie electromagnetică este cantitatea de energie transportată de o undă electromagnetică prin suprafața unei unități de suprafață pe unitatea de timp. Prin înlocuirea valorilor vitezei, precum și a energiei magnetice și electrice, putem obține o expresie pentru densitatea fluxului în termeni de mărimi E și B.

Deoarece direcția de propagare a energiei undei coincide cu direcția vitezei de propagare a undei, fluxul de energie care se propagă într-o undă electromagnetică poate fi specificat folosind un vector direcționat în același mod ca și viteza de propagare a undei. Acest vector se numește „vectorul Poynting” - în onoarea lui fizician britanic Henry Poynting, care a dezvoltat în 1884 teoria propagării fluxului de energie al câmpului electromagnetic. Densitatea fluxului de energie a valurilor este măsurată în W/mp.

Când un câmp electric acționează asupra unei substanțe, în ea apar curenți mici, care sunt o mișcare ordonată a particulelor încărcate electric. Acești curenți din câmpul magnetic al unei unde electromagnetice sunt supuși acțiunii forței Ampère, care este îndreptată adânc în substanță. Forța lui Ampere și generează ca rezultat presiune.

Acest fenomen a fost mai târziu, în 1900, investigat și confirmat experimental de către fizicianul rus Pyotr Nikolaevici Lebedev, a cărui activitate experimentală a fost foarte importantă pentru confirmarea teoriei electromagnetismului a lui Maxwell și acceptarea și aprobarea ei în viitor.

Faptul că o undă electromagnetică exercită presiune face posibilă aprecierea prezenței unui impuls mecanic într-un câmp electromagnetic, care poate fi exprimat pentru o unitate de volum în termeni de densitate volumetrică a energiei electromagnetice și viteza de propagare a undelor în vid:

Deoarece impulsul este asociat cu mișcarea masei, este posibil să se introducă un astfel de concept ca masă electromagnetică, iar apoi pentru o unitate de volum acest raport (în conformitate cu SRT) va lua caracterul unei legi universale a naturii și va fi valabil pentru orice corpuri materiale, indiferent de forma materiei. Și câmpul electromagnetic este apoi asemănător cu un corp material - are energie W, masă m, impuls p și o viteză de propagare finită v. Adică, câmpul electromagnetic este una dintre formele materiei care există de fapt în natură.

Pentru prima dată în 1888, Heinrich Hertz a confirmat experimental teoria electromagnetică a lui Maxwell. El a demonstrat empiric realitatea undelor electromagnetice și a studiat proprietățile lor, cum ar fi refracția și absorbția în diferite medii, precum și reflectarea undelor de pe suprafețele metalice.

Hertz a măsurat lungimea de undă și a arătat că viteza de propagare a undei electromagnetice este egală cu viteza luminii. Lucrarea experimentală a lui Hertz a devenit ultimul pas la recunoaștere teoria electromagnetică Maxwell. Șapte ani mai târziu, în 1895, fizicianul rus Alexander Stepanovici Popov a folosit undele electromagnetice pentru a crea comunicații fără fir.

În circuitele DC, sarcinile se mișcă cu viteza constanta, iar undele electromagnetice în acest caz nu sunt radiate în spațiu. Pentru ca radiația să aibă loc, este necesar să se folosească o antenă în care sunt excitați curenți alternativi, adică curenți care își schimbă rapid direcția.

În forma sa cea mai simplă, un dipol electric este potrivit pentru a emite unde electromagnetice. mărime mică, al cărui moment dipol s-ar schimba rapid cu timpul. Este un astfel de dipol care se numește astăzi „dipolul hertzian”, a cărui dimensiune este de câteva ori mai mică decât lungimea de undă pe care o emite.

Atunci când este emis de un dipol hertzian, fluxul maxim de energie electromagnetică cade pe un plan perpendicular pe axa dipolului. Nu este emisă energie electromagnetică de-a lungul axei dipolului. În cele mai importante experimente ale lui Hertz, dipolii elementari au fost folosiți atât pentru emiterea, cât și pentru recepția undelor electromagnetice, și s-a dovedit existența undelor electromagnetice.