OSCILAȚII ȘI UNDE ELECTROMAGNETICE

image002-06-12-2009Ansamblul de câmp electric variabil și câmp magnetic variabil, care se generează reciproc se  numește câmp electromagnetic.                                 Unda electromagnetică este un câmp electromagnetic care se propagă. Legătura dintre câmpul electric și câmpul electromagnetic a fost observată prima dată în anul 1820 de fizicianul danez H. C. Ørsted, care împreună cu A. M. Ampère, J. Henry și M. Faraday au stabilit principiile de bază ale electromagnetismului. În anul 1864 J. M. Maxwell a fundamentat toate observațiile legate de câmpul electromagnetic enunțând un set de ecuații, care-i poartă numele: ecuațiile Maxwell.                                                  Undele (radiațiile) electromagnetice pot fi grupate după fenomenul care stă la baza producerii lor. Astfel, radiațiile numite hertziene se datoresc oscilației electronilor în circuitele oscilante LC sau în circuitele electronice speciale.                                                   Prin transformarea energiei interne a oricărui corp în energie electromagnetică rezultă radiațiile termice. Radiațiile electromagnetice, numite radiațiile de frânare, apar la frânarea brusc a electronilor în câmpul nucleului atomic. Radiațiile sincrotron (denumirea se datorează faptului că acest fenomen a fost pus în evidență la o instalație de accelerare a electronilor în câmp magnetic, numit sincrotron) și au originea în mișcarea electronilor într-un câmp magnetic.                                                                                                                        Acestor grupe de radiații le corespund anumite domenii de frecvențe.                                     Cea mai uzuală împărțire a radiațiilor electromagnetice se face însă după frecvența și lungimea sa de undă în vid.                                                                                                      Aceasta  cuprinde următoarele grupe:                                                                                        1. Undele radio. Domeniul de frecvență a acestor unde este cuprins între zeci de hertzi până la un gigahertz (1GHz = 109 Hz), adică au lungimea de undă cuprinsă între câțiva km până la 30cm. Se utilizează în special în transmisiile radio și TV. După lungimea de undă se subîmpart în unde lungi (2 km-600 m), unde medii (600-10 m), unde scurte (100-10 m) și unde ultrascurte (10 m-1cm).                                                                                       2. Microundele. Sunt generate ca și undele radio de instalații electronice. Lungimea de undă este cuprinsă între 30cm și 1mm. În mod corespunzător frecvența variază între 109 – 3·1011Hz. Se folosesc în sistemele de telecomunicații, în radar și  în cercetarea  științific la studiul proprietăților atomilor, moleculelor și gazelor ionizate. Se subîmpart în unde decimetrice, centimetrice și milimetrice. Se mai folosesc și în domeniu casnic, cuptoarele cu microunde.                                                                                                                                         3. Radiația infraroșie. Cuprinde domeniul de lungimi de undă situată între 10-3 și 7,8·10-7 m (3·1011 – 4·1014 Hz). În general sunt produse de corpurile încălzite. În ultimul timp s-au realizat instalații electronice care emit unde infraroșii cu lungimi de undă submilimetrice.                                                                                                                    4. Radiația vizibilă. Este radiația cu lungimea de undă cuprinsă între aproximativ 7,6·10-7 m și 4·10-7 m.                                                                                                                    5. Radiația ultravioletă. Lungimea de undă a acestei radiații este cuprinsă în domeniul 3,8·10-7 m și 6·10-10 m. Este generată de către moleculele și atomii dintr-o descărcare electrică în gaze. Soarele este o sursă puternică de radiații  ultraviolete.                6. Radiația X (sau Röngen). Aceste radiații au fost descoperite în 1895 de fizicianul german W.C.Röngen. Ele sunt produse în tuburi speciale în care un fascicul de electroni accelerat cu ajutorul unei tensiuni electrice de ordinul zecilor de mii de volți, bombardează un electrod.                                                                                                                                   7. Radiația γ. Constituie regiunea superioară (3·1018 – 3·1022 Hz ) în clasificarea undelor electromagnetice  în raport cu frecvența lor. Sunt produse de către nucleele atomilor.

 

ELEMENTE DE FIZICĂ CUANTICĂ

E. Shrodinger și W. Heisenberg, fondatorii fizicii cuantice.

ELEMENTE DE FIZICĂ CUANTICĂ. Noțiunea de cuantică a fost impusă de către savantul Max Planck.

“Construcția” fizicii cuantice  a fost un proces care a început la sfârșitul sec. al XIX-lea și a continuat în prima jumătate a sec. al XX-lea.

E. Shrodinger și W. Heisenberg sunt considerați fondatorii fizicii cuantice, dar la promovarea fizicii cuantice au contribuit o serie de întreagă de mari fizicieni ai secolului trecut, precum A. Einstein, P. Dirac, de Broglie, N. Bohr, fizicieni care prin teoriile lor, așa cum spune G. Gamow într-o celebră lucrare, au zguduit fizica primilor 30 de ani ai sec. XX.

Punctul culminant al fizicii cuantice moderne a fost obținut odată cu structurarea celor două electrodinamici: “electrodinamica cuantică” – pentru care Julian Schwinger, Shin-Itiro Tomonaga și Richard Feynman au luat premiul Nobel în 1965 și “cromodinamica cuantică” – noua teorie a interactiunilor tari.

Mecanica cuantică este de fapt teoria mișcării particulelor materiale la scară atomică.

 

NOȚIUNI DE TEORIA RELATIVITĂȚII RESTRÂNSE

 

60512203NOTAȚIUNI DE TEORIA RELATIVITĂȚII RESRÂNSE

La sfârșitul secolului al XIX-lea, teoria lui Maxwell asupra câmpului electromagnetic era confruntată cu problema explicării fenomenelor electromagnetice în medii în mișcare. Se știe că legile mecanicii, cât și ale legile câmpului electromagnetic sunt formulate în sisteme de referință inerțiale.

De asemenea, legile mecanicii clasice, sunt verificate de datele experimentale când vitezele relative considerate au valori mult mai mici decât viteza luminii. În cazul vitezelor relative foarte mari, comparabile cu viteza luminii, (ex. viteza de propagare a câmpului electromagnetic) legile și principiile de bază ale fizicii trebuie să fie modificate și reformulate în funcție de o teorie mai generală, mecanica clasică constituind un caz limită al acestei teorii, cazul vitezelor mici, mult mai mici decât viteza luminii.

Această nouă teorie în care se formulează legile generale ale fenomenelor fizice în formă valabilă indiferent de valoarea vitezei corpurilor, poartă numele de teoria relativității restrânse.

Teoria relativității restrânse nu este o teorie fizică, în sensul că ea nu este teoria vreunui fenomen particular. Teoria relativității restrânse constituie, în esență, baza teoriilor care vor fi în mod obligatoriu “relativiste” și vor purta acest nume, dar vor conserva domeniul lor explicativ particular.

Teoria relativității restrânse a fost elaborată de A. Einstein (1905), însă trebuie să se sublinieze rolul important al precursorilor acestei teorii precum H. A. Lorentz, J. H. Poincaré și P. Langevin.

Teoria relativității restrânse se limitează la cazul sistemelor de referință în mișcare rectilinie uniformă unele în raport cu altele, limitare justificată în studiul fenomenelor unde influența gravitației este neglijabilă. De altfel, datorită acestui fapt ea poartă numele de teoria relativității restrânse. Teoria relativității care ia în considerare și influența gravitațională se numește teoria relativității generalizate.

 

ELEMENTE DE OPTICĂ ONDULATORIE

dispersieELEMENTE DE OPTICĂ ONDULATORIE. Lumina este un ansamblu de unde electromagnetice cu lungimea de undă cuprinsă între 750 nm și 400 nm. Acesta unde sunt numite culori: Roșu, Orange, Galben, Verde, Albastru, Indigo, Violet și sunt recepționate, „simțite” de noi cu ajutorul ochilor. Altfel spus, ochiul este un receptor și un organ de simț în același timp.

 

CURENTUL ALTERNATIV SINUSOIDAL

ACAnimation2Curentul alternativ este foarte utilizat, atât în industrie, cât și în consumul casnic, datorită faptului că prezintă o serie de avantaje, față de curentul continuu: poate fi generat simplu și cu costuri reduse, se poate transporta la distanțe mari ușor și cu pierderi mici, se poate transforma.

La baza producerii t.e.m. alternative  stă  fenomenul  de  inducție  electromagnetică,  descoperit  de

M. Faraday.