Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
2
ROZDZIAŁ33.FALEELEKTROMAGNETYCZNE
zależnieodnaszejwoli,jesteśmystalezanurzeniwpoluelektromagnetycz-
nymemitowanymprzeznadajnikitelewizyjne,radioweitelefoniczne.
Nawetnajwięksiwizjonerzytechnikijeszczekilkadziesiątlattemunie
śnilinawetoswobodnymprzesyłaniuinformacjimiędzyniezliczonymi
urządzeniamimobilnymi,któremożnaznaleźćnawetwnajbardziejod-
ległychzakątkachświata.wyzwanienadziśtowyobrażeniesobie,jak
będziewyglądaćwymianainformacjizakolejne40lat.Jeżeliwogóle
chcemyzmierzyćsięztymzadaniem,powinniśmyzacząćodzrozumie-
niapodstawfizykifalelektromagnetycznych,którewystępująwtakwielu
różniącychsięwłaściwościamiodmianach,żebywająpoetyckonazywane
tęcząMaxwella.
TęczaMaxwella
UkoronowaniemosiągnięćJamesaClerkaMaxwella(patrzrozdział32)
byłopokazanie,żewiązkaświatłatorozchodzącasięfalapólelektrycz-
negoimagnetycznego—falaelektromagnetyczna,atymsamym,że
optyka,którazajmujesiębadaniemświatławidzialnego,jestgałęziąelek-
tromagnetyzmu.wtymrozdzialedokonamyprzejściaodjednejdodrugiej
dziedziny—zamkniemynasządyskusjęzjawiskściśleelektrycznychima-
gnetycznychorazstworzymypodstawyoptyki.
ZaczasówMaxwella(połowaXIXw.)jedynymiznanymifalamielek-
tromagnetycznymibyły:światłowidzialneorazpromieniowaniepodczer-
woneinadfioletowe.AlewłaśniepraceMaxwellazdopingowałyHeinricha
Hertzaidoprowadziłygodoodkryciatego,codzisiajnazywamyfalamira-
diowymi,iwykazania,żerozchodząsięonewlaboratoriumzprędkością
takąsamąjakświatło.
Znamyszerokiewidmo(albozakres)falelektromagnetycznych,zilu-
strowanenarysunku33.1.Zastanówmysię,jakdalecejesteśmyzanurzeni
wfalachelektromagnetycznychzcałegoichwidma.Dominującymźró-
dłempromieniowania,wktórymwykształciliśmysięidoktóregoprzysto-
sowaliśmysięjakogatunek,jestSłońce.Aletkwimyteżwgąszczusygna-
łówradiowychitelewizyjnych.Mogądosięgaćnasmikrofalezradarów
itelefonicznychstacjiprzekaźnikowych.wokółsątakżefalewytwarzane
wżarówkach,wnagrzanychsilnikachsamochodowych,waparatachrent-
genowskich,wlampachbłyskowych,atakżewzakopanychmateriałach
promieniotwórczych.Ponadtodocieradonaspromieniowaniezgwiazd
iinnychobiektównaszejGalaktykiizinnychgalaktyk.Faleelektroma-
gnetycznewędrująrównieżwdrugąstronę.Sygnałytelewizyjne,wysłane
zZiemiokoło1950roku,niosąterazwiadomościonas(aczkolwiekbardzo
nikłe,awśródnichepizodyzserialutelewizyjnegoILoveLucy)dowszyst-
kichmieszkańcówkosmosu,niezależnieodstopniatechnicznegozaawan-
sowaniaichcywilizacji,nakażdejzplanet,któremogłybyokrążaćktórąś
znajbliższych400gwiazd.
Każdapodziałkanaskalidługościfali(rys.33.1)izwiązanejzniąskali
częstotliwościodpowiadakolejnejpotędzeliczby10.Skalaniemakońców,
niemabowiemżadnegonaturalnegoograniczeniadługościfalielektroma-
gnetycznejzżadnejzestron.
Narysunku33.1niektórezakresywidmafalelektromagnetycznych
opatrzonesąznajomymietykietkami,jaknp.promieniowanierentgenow-
