Страница истории #1 - Электромагнитные волны - Часть I

Здравствуйте, дорогие читатели и пользователи лучшего мобильного портала Trashbox.ru! Я представляю Вашему вниманию мою новою колонку, посвященную открытиям в области IT-технологии (возможно и очень отдаленным к ним открытиям). Первый выпуск я хочу посвятить электромагнитным волнам, ведь без них не могло бы быть связи, а значит и телефонов. Почему электромагнитные волны бьются током и притягивают к себе железяки? По какому полю они гуляют — пшеничному или овсяному? Интересно? Прошу под кат!

Вы сидите на кухне: пьёте чай и даже не догадываетесь, что все пространство вокруг Вас заполнено электромагнитными волнами. Их испускают холодильник, микроволновая печь, сотовый телефон. Даже солнечный луч, падающий на стол, — волна. Наконец, Вы сами излучаете электромагнитные волны. Вот прямо сейчас сидите, читаете эту статью на Trashbox и излучаете. На частоте примерно 30 терагерц и с длинной волны около 10 микрометров. Что такое частота, длина, волны, терагерцы и микрометры? Начать придется издалека.

Еще в XVII веке английский ученый Исаак Ньютон обнаружил, что солнечный луч «расслаивается» на семь цветов радуги (это называется спектром): красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Последовательность легко запомнить по первым буквам знаменитой детской считалочки «Каждый Охотник Желает Знать Где Сидит Фазан».

О том, что перед красным краем спектра есть что-то таинственное и невидное, в 1800 году догадался английский астроном Уильям Гершель. Он положил семь термометров в каждую из семи частей спектра и один дополнительный пристроил рядом с красной полоской. Фиолетовый свет оказался самым холодным, синий — теплее, зеленый — еще теплее, и вот оно — горячо! Невидимый свет, следующий за красным, нагрел градусник больше всех. Эту часть спектра стали называть инфракрасным светом. Его-то Вы и излучаете в эту минуту (так же, как излучают его все остальные тёплые тела и предметы).

«Ага, если Гершель нашел что-то слева от красной части спектра, я найду что-нибудь справа от фиолетовой!» — решил другой ученый, Иоган Риттер, и взялся за опыты. Он исследовал воздействие солнечного света на серебро (помните, что серебрянные ложки на свету темнеют). Оказалось, что красный свет мало влияет на потемнение, а оранжевый — чуточку больше, и так далее, вплоть до фиолетового, который портит серебро в максимальной степени. Подвинув кусочек металла дальше, за фиолетовую полоску, Риттер увидел, что серебро потемнело еще сильнее! Вторую невидимую часть спектра назвали ультрафиолетом.

Конечно, о том, что между ультрафиолетом, видимым светом и инфракрасными лучами есть какая-то связь, догадывались многие учёные. Однако разложить всё по полочкам удалось только в 1867 году шотландцу Джеймсу Масквеллу.

Максвелл занимался электричеством и магнетизмом, то есть тем, что, как казалось тогда, не имеет ни малейшего отношения к свету. Согласно созданной учёным теории, вокруг проводника с током возникает особый вид материи — электромагнитное поле. Оно способно отрывать от своего источника и уноситься в пространство в виде волн. Более того, по расчетам выходило, что эти волны должны распространяться с такой же скоростью, что и свет, — 300 000 километров в секунду (скорость света к тому времени уже смогли измерить довольно точно). «Это неспроста! — решил Максвелл. — Похоже, что свет — всего лишь одна из разновидностей электромагнитных волн».

Максвелл умер, не дождавшись экспериментального потверждения своего открытия. Всего через восемь лет после его смерти ученый Генрих Герц искусственно получил электромагнитные волны, заодно открыв новую область волнового спектра — радиоволны.

Что же такое электромагнитная волна? Примерно то же самое, что и любая другая волна — например, морская. Расстояние между соседними гребнями называется длинной волны. А число волн, прошедших за секунду мимо какой-то точки, — частотой волны. Она измеряется в герцах (благодарные потомки не забыли увековечить имя учёного). Один герц — это одно колебание за одну секунду.

Чтобы было ещё понятнее, представьте отца с сыном, отправившихся на прогулку. Отец ведёт сына за руку, и, пока он делает один шаг, ребенку приходится сделать три. Шаг — это длина волны. Она у отца в три раза больше, чем у его сына. Зато ребёнок в три раза чаще перебирает ногами — у него в три раза выше частота.

Можно сказать, что отец — это инфракрасное излучение, а его сын — ультрафиолетовое. Правда, реальные электромагнитные волны колеблются намного быстрее. Самые «спокойные» из них, радиоволны, совершают миллионы колебаний в секунду. А самое «сумасшедшее» — гамма излучение. Обо всем этом читайте во второй части. Спасибо за уделённое статье время!