Семестр_3_Лекция_16 (Все лекции по физике в пдф), страница 2

В излучении преобладают короткиеволны. Оно испускается не по всем направлениям, а лишь вдоль образующей конуса, ось которого совпадает с направлением скорости частицыcos θ =6c.nvСеместр 3. Лекция 16Это явление широко используется в науке и технике.Источники электромагнитного излучения можно разделить на естественные и искусственные.Искусственными источниками являются устройства по генерации радиоволн, световогои теплового излучения.

Это излучение генерируется при подводе к системе энергии. При прекращении подвода энергии излучение, в основном, прекращается.Естественными источниками электромагнитного излучения являются протекающие физические и химические природные процессы.Например, процессы горения, а также термоядерные процессы в звёздах и т.д., или атмосферные явления (молнии).Излучение заряженных частиц при движении в магнитном поле планет.Люминесценция (нетепловое свечение вещества, происходящее после поглощения имэнергии возбуждения).И т.д. и т.п.При исчерпании запаса энергии в системе такие типы излучения прекращаются.Однако существует электромагнитное излучение всех без исключения тел, которое неможет прекратиться.

Это естественное излучение, вызванное тепловым движением (колебаниями) атомов и молекул, которое называется тепловым излучением. Особенностью теплового излучения является то, что оно происходит во всём диапазоне длин волн, а также возможностьнаступления теплового равновесия в замкнутой системе между излучением и телами.Свойства естественного излучения.Естественное излучение можно разделит на спонтанное и вынужденное.При спонтанном излучении каждый атом (молекула) испускает электромагнитные волнысамопроизвольно, не согласовано с другими атомами (спонтанно).

При этом частота испускаемой волны, её фаза, направление распространения, поляризация определяется только состоянием атома.При вынужденном (индуцированном) излучении атом испускает волну под воздействиемвнешнего излучения. Особенностью такого излучения является то, что испускаемые волныимеют частоту, фазу, направление и поляризацию такую же как и у внешнего излучения.В естественных источниках относительная доля вынужденного излучения мала по сравнению с долей спонтанного излучения.Преобладание доли индуцированного излучения над спонтанным излучением удалосьдобиться в устройствах по генерации излучения – мазерах и лазерах.7Семестр 3. Лекция 16Процесс испускания атомом вещества электромагнитной волны длится, в среднем, около 10-8 с.За это время испускается отрезок волны, называемый цугом, длиной около 3 м. В испущеннойволне частота не является постоянной, а меняется в небольшом интервале, который называютестественной шириной спектральной линии.

Кроме того, в процессе испускания волны на атомдействует сила реакции (отдачи) со стороны волны, что приводит к изменению импульса атома,а это, в свою очередь, по эффекту Доплера меняет частоту волны в процессе испускания. Всёэто говорит о том, что испущенная волна не является строго монохроматичной.Немонохроматичную волну можно, с помощью преобразований Фурье, представить ввиде суперпозиции нескольких монохроматичных волн с разными частотами, поведение которых уже было рассмотрено. Набор монохроматических волн с близкими частотами, которыепри суперпозиции образую единую волну (вообще говоря, немонохроматичную), принято называть волновым пакетом.Замечание.

Применение электромагнитных волн в качестве сигнала возможно, если удастся эту волну не только испустить, но и зарегистрировать. Однако если бы волна была строгомонохроматичной, а значит и бесконечной по протяжённости, то её нельзя было бы выделитьсреди других подобных волн. Поэтому немонохроматичность волны и её ограниченность являются необходимым условием применения её в качестве сигнала. Но подобную волну можнопредставить как суперпозицию монохроматичных волн с близкими частотами. Как известно,подобная суперпозиция приводит к явлению, которое называется биением.

Амплитуда колебаний в каждой точке пространства, где распространяется подобная волна, в случае биений должна меняться с течением времени – от нулевой до некоторой максимальной и затем, наоборот,уменьшаться. Именно изменение амплитуды и поддаётся регистрации в качестве сигнала. Т.е.сигнал распространяется со скоростью равной скорости движения максимума суммарной амплитуды суперпозиции волн.8.