06. Электромагнитные волны. Профильный уровень

Электромагнитное поле. Электромагнитные волны

Волна распространяется без перемещения вещества. Когда вы кричите что-то другу, воздух не перемещается от вашего рта к его уху: частицы воздуха колеблются и передают эти колебания соседним частицам. Вспомним аналогию с падающими костяшками домино: первая костяшка непосредственно толкает только вторую, но в итоге падает весь ряд.

Для распространения механической волны обязательным условием является наличие вещества. В вакууме докричаться до друга не удастся. Действительно, чтобы передавались колебания частиц, как минимум нужно наличие этих самых частиц. Нет частиц ― нет механической волны.

Но есть волны, для которых вакуум не препятствие, а идеальная среда. Вспомним, что электромагнитная волна ― это распространение изменения состояния электромагнитного поля, то есть она может распространяться независимо от наличия вещества, достаточно наличия поля («Электромагнитные волны и свет», 9 класс). Благодаря этому свойству электромагнитные волны получили широкое применение: с их помощью можно передавать информацию сквозь стены (беспроводной интернет), на большие расстояния (мобильная связь, радио) и даже поддерживать связь с космическими кораблями. В идеальном вакууме (в котором нет веществ, тел и других источников электромагнитных волн) электромагнитная волна могла бы распространяться сколь угодно долго и на сколь угодно большие расстояния.

Почему могла бы? Потому что такой идеальный вакуум ― наша модель, приближение, которое позволяет нам с достаточной точностью описывать поведение электромагнитных волн для решения различных задач.

На этом уроке мы поговорим об электромагнитных волнах и рассмотрим различные модели для их описания.

Изменение параметров электромагнитного поля может быть одиночным или периодическим. Нас будут интересовать периодические колебания, распространение которых мы и называем электромагнитной волной. Как происходят электромагнитные колебания, мы подробно разобрали на уроке по ссылке («Электромагнитные колебания»).

Поговорим подробнее о процессах, которые сопровождают электромагнитные колебания.

По закону Фарадея переменное магнитное поле (которое мы описывали через изменение магнитного потока) порождает ЭДС в проводящем контуре. То есть возникает нечто, что заставляет заряды двигаться (причём наличие контура неважно: движение зарядов возникло бы независимо от их расположения в пространстве). Это нечто мы и называем электрическим полем.

Поэтому перефразируем закон Фарадея: переменное магнитное поле создаёт электрическое поле. Причём линии напряжённости этого поля замкнуты, заряды под его действием движутся по кругу. Такое электрическое поле назвали вихревым.

Следующее ответвление, в котором мы рассмотрим подробнее вихревое электрическое поле, обязательно к просмотру для учеников профильного уровня, для всех остальных ― по желанию.

Шотландский физик Джеймс Максвелл предположил, что не только переменное магнитное поле создаёт вихревое электрическое, но и, наоборот, переменное электрическое поле порождает магнитное, тоже, естественно, вихревое: магнитное поле другим не бывает.

Рассмотрим цепь с конденсатором. В ней ток течёт только в течение короткого промежутка времени после замыкания цепи. В это время вокруг проводника, в котором течёт ток, возникает магнитное поле (закон Ампера), но магнитное поле возникает и в пространстве между обкладками конденсатора, где тока нет, но есть переменное электрической поле.

Взаимосвязь переменных электрического и магнитного полей ещё раз показывает, что они существуют в виде единого целого ― электромагнитного поля. Если есть переменное магнитное поле, то обязательно в той же области пространства существует переменное электрическое поле, и наоборот.

Электромагнитные волны

Единая теория электромагнитного поля, созданная Джеймсом Максвеллом, не только показала тесную связь и симметрию электрических и магнитных явлений, но и предсказала, что электрические и магнитные поля распространяются в виде волн.

Теория Максвелла основывается на четырёх твёрдо установленных научных утверждениях:

1. Силовые линии электрического поля начинаются на положительных и заканчиваются на отрицательных зарядах.

2. Силовые линии магнитного поля всегда являются замкнутыми, то есть не имеют начала и конца.

3. Переменное магнитное поле индуцирует ЭДС в проводящем контуре и, следовательно, электрическое поле в пространстве.

4. Движущиеся заряды (токи) возбуждают магнитные поля.

Эти утверждения можно записать в виде математических уравнений, ознакомиться с ними вы можете в ответвлении. А мы прокомментируем каждое утверждение.

Первое утверждение ― это следствие закона Кулона и отражает тот факт, что в природе существуют свободные заряды. Второе утверждение ― это факт отсутствия в природе свободных магнитных зарядов (монополей). Третье ― это закон индукции Фарадея. Четвёртое уравнение ― эквивалент закона Ампера. Как было сказано выше, это утверждение Максвелл расширил: «Движущиеся заряды и переменные электрические поля возбуждают магнитные поля».

Гипотезу о возбуждении магнитного поля переменным электрическим полем при жизни Максвелла нельзя было подтвердить экспериментально, так как генерируемые магнитные поля были очень слабыми и измерить их характеристики было невозможно. Поэтому Максвелл искал косвенные способы подтверждения своей гипотезы. Он обратил своё внимание на явления, связанные с ускоренным (колебательным) движением электрических зарядов в проводнике, подключённом к источнику переменного тока.

Если электрический заряд совершает быстрые колебания вдоль прямой, как пружинный маятник, но с гораздо большей частотой, то вблизи колеблющегося заряда электрическое поле будет периодически изменяться. Частота изменений этого поля равна частоте колебаний заряда.

Меняющееся электрическое поле породит переменное магнитное поле, которое в свою очередь породит периодически меняющееся электрическое поле дальше от заряда и так далее.

Рис. 9. Процессы взаимного порождения переменных электрического и магнитного полей

В пространстве, которое окружает заряд, возникнет расширяющаяся область с периодически меняющимися электрическими и магнитными полями ― бегущая электромагнитная волна, распространяющаяся во всех направлениях от колеблющегося заряда (источника).

Как мы говорили в начале урока, распространение электромагнитных волн не требует обязательного наличия среды. Вернее, средой для них является само электромагнитное поле. И в этой «среде» переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле, которое в свою очередь порождает переменное магнитное поле и так далее. Поэтому электромагнитные волны могут распространяться в вакууме, они не требуют наличия вещества.

Итак, электромагнитная волна ― это распространение электромагнитных возмущений в пространстве. Скорость электромагнитной волны в вакууме конечна, но очень велика. Максвелл доказал, что она приблизительно равна

, мы уже знаем, что это скорость света. Собственно, свет ― это тоже электромагнитная волна, об этом поговорим чуть позже.

Из гипотезы Максвелла и четырёх перечисленных выше утверждений можно получить, что в электромагнитной волне векторы и перпендикулярны друг другу и направлению распространения волны, это значит, что электромагнитная волна является поперечной. Для вывода необходимо решить сложную систему уравнений Максвелла, это требует математического аппарата, который выходит далеко за рамки школьной программы, поэтому примем этот результат как установленный и доказанный факт.

Если вращать буравчик от векторак вектору, то перемещение острия буравчика указывает направление распространения волны.

Векторыи

 меняются периодически во времени. В разных точках колебания этих векторов могут происходить с разными фазами, то есть чем точка дальше от источника, тем позже к ней подходят колебания. Кратчайшее расстояние между двумя ближайшими точками с совпадающими фазами колебаний ― это длина волны, мы это понятие уже вводили и используем его без изменений. Колебания векторови

 в любой точке совпадают по фазе, они достигают максимума и равны нулю одновременно.

Электромагнитные волны излучаются не только при колебаниях, но и при любом другом движении заряда с ускорением. Интенсивность излучения определяется величиной ускорения. Можно считать, что при резком ускорении заряда создаваемое им электромагнитное поле «отстаёт» от источника и продолжает своё существование в форме электромагнитной волны.

Экспериментальное обнаружение электромагнитных волн

Теория электромагнетизма Максвелла предсказывала существование электромагнитных волн. Это сейчас мы научились их получать, управлять ими, принимать. А тогда были получены математические расчёты, согласно которым волны могли существовать, и существуют ли они ― ещё предстояло проверить, для экспериментального доказательства теории требовалось их обнаружить. Это было сделано в опытах Генриха Герца уже после смерти Максвелла.

Прежде чем перейти к опытам Герца, вспомним, как работает колебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки индуктивности.

Вначале заряд конденсатора равен. В момент времени замыкается ключ. При замыкании ключа возникают колебания тока в цепи и заряда конденсатора.

Если пренебречь сопротивлением цепи, то нет потерь энергии и колебания являются незатухающими. Когда конденсатор полностью заряжен, вся энергия цепи заключена в электрическом поле конденсатора, она равна

, а в катушке индуктивности нет тока и, следовательно, энергии. По мере разряда конденсатора энергия электрического поля в нём уменьшается. Одновременно в цепи растёт ток и увеличивается запас энергии в магнитном поле катушки индуктивности. Когда конденсатор разряжен полностью, запаса энергии в нём нет, ток в цепи достигает максимального значения и вся энергия содержится в катушке индуктивности. Величина энергии магнитного поля равна

. Затем процесс повторяется в обратном направлении и так далее. В контуре возникают колебания заряда и тока. Частота этих колебаний называется резонансной (или собственной) частотой контура, она равна

.

В качестве излучателя электромагнитной энергии Герц в своих опытах использовал устройство, напоминающее колебательный контур (его называют открытым колебательным контуром или вибратором Герца); приёмником излучения было аналогичное устройство без катушки индуктивности.

Колебательный контур назвали открытым, потому что конденсатор представляет собой не плоские пластины, между которыми сосредоточено электрическое поле, а сферические электроды, и электрическое поле такого конденсатора занимает некоторую область вокруг него.

Излучатель состоит из описанного аналога конденсатора ― двух сферических электродов, соединённых с катушкой индуктивности, которая создаёт резкие скачки напряжения на электродах. При большой разнице потенциалов в зазоре между электродами проскакивает искра, то есть протекает сильный ток. Этот ток создаёт электромагнитное возмущение в окружающем пространстве. Приёмник представляет собой расположенный в нескольких метрах от излучателя виток провода, также имеющий искровой зазор.

Ввиду того что L и C в вибраторе очень малы, частота колебаний очень велика, приблизительно 100 МГц. Если резонансные частоты приёмника и излучателя равны, то приёмник получает достаточно большую часть излучаемой вибратором энергии. В этом случае в приёмнике возникают сильные электрические колебания и в искровом зазоре проскакивают искры.

Эксперименты Герца по смыслу были аналогичны опытам с двумя одинаковыми камертонами с одинаковой собственной частотой колебаний. Если ударить по одному камертону, то есть сделать его источником звуковой волны, находящийся рядом второй камертон тоже начнёт колебаться с той же частотой: в нём колебания создаются волной.

Естественно, что Герц считал: энергия, передаваемая от излучателя к приёмнику, излучается в виде волн, которые мы теперь называем электромагнитными. В большой серии экспериментов Герц установил, что генерируемое вибратором излучение обладает следующими волновыми свойствами: интерференция, дифракция, отражение, преломление и поляризация. Такими же свойствами обладает свет. Стало очевидным, что свет и наблюдавшиеся Герцем волны различаются только частотой и длиной волны. Тем самым было доказано существование теоретически предсказанных Максвеллом электромагнитных волн.

Самым убедительным доказательством теории Максвелла было экспериментальное определение скорости распространения излучаемых вибратором волн. Интерференция волны, приходящей непосредственно от вибратора, и волны, отражённой от металлического экрана, приводит к образованию стоячей волны («Механические колебания и волны»). В стоячей волне расстояния между соседними узлами равны половине длины волны.

Таким способом Герц нашёл λ, а зная частоту волны, смог найти её скорость. Она оказалась равной уже известной в то время скорости света ― ещё одно «совпадение», указавшее на электромагнитную природу света.

Рассмотрим процесс порождения электромагнитных волн подробнее в ответвлении.

Свойства электромагнитных волн

Герц установил, что электромагнитные волны обладают всеми общими для большинства волн свойствами: интерференция, дифракция, отражение, преломление и поляризация. С некоторыми мы уже знакомы, с некоторыми ознакомимся подробнее, когда будем изучать оптику.

Из теории Максвелла следовали и другие свойства, которые также были подтверждены экспериментами и расчётами.

Скорость электромагнитных волн (скорость света), где — магнитная проницаемость вакуума, — электрическая постоянная. Отсюда.

Максвелл доказал, что отношение

 (отношение значений электрического и магнитного полей равно скорости света). Так как E и B колеблются в одной фазе, то, гдеи — максимальные значения E и B.

Электромагнитные волны переносят энергию, которая может передаваться встречаемым ею на пути объектам. Средний поток энергии, проходящий через единичную поверхность, перпендикулярную направлению распространения волны, называется интенсивностью электромагнитной волны I. Было доказано также, что энергия, переносимая электромагнитной волной, делится поровну между электрической и магнитной составляющей волны.

Когда электромагнитная волна перпендикулярно падает на поверхность площадью A, за время Δt она передаёт поверхности энергию.

Диапазоны электромагнитных волн

Волны разных частот и разных длин волн могут проявлять разные свойства. Мы увидели это на примере механических волн. Волны с частотой от 20 Гц до 20 кГц мы воспринимаем на слух и называем их звуком. Волны с большей частотой (ультразвуковые) позволяют спроектировать излучатели так, чтобы волны распространялись в виде узконаправленных лучей (медицинское исследование УЗИ). Волны с меньшей частотой (инфразвук) могут негативно влиять на внутренние органы, при частоте порядка нескольких герц колебания становятся видимыми невооружённым глазом как вибрации.

Среди электромагнитных волн тоже можно выделить разные диапазоны частот, при которых волны проявляют разные свойства. Свойства не меняются скачкообразно, волну с частотой 981 МГц можно использовать в технике так же, как и волну с частотой 980 МГц. Так что границы диапазонов условны и приблизительны.

Поскольку все электромагнитные волны распространяются со скоростью света c, их частоты f и длины волн λ связаны соотношением. Рассмотрим свойства и области применения электромагнитных волн в зависимости от частоты (длины волны). Начнём с наиболее высокочастотных волн.

Гамма-лучи () излучаются радиоактивными материалами. Они обладают высокой проникающей способностью и способны поражать ткани живых организмов. Те, кто работает вблизи радиоактивных источников, должны быть защищены поглощающими такое излучение экранами, например, из свинца.

Рентгеновские лучи () излучаются при бомбардировке металлической цели высокоэнергетическими электронами. Эти лучи используются в медицине для диагностики и для лучевой терапии рака. Применять их нужно с осторожностью, так как они могут повреждать ткани организма.

Ультрафиолетовый свет () — это компонент солнечного света, вызывающий у людей загар. При большой интенсивности ультрафиолет может быть опасным. К счастью, большая часть ультрафиолетового излучения Солнца поглощается в верхних слоях земной атмосферы.

Видимый свет () — видимая людьми часть солнечного спектра излучения (рис. 18). Человеческий глаз наиболее чувствителен к желто-зеленому свету (λ равна околом). Электромагнитные волны этого диапазона излучаются при переходе орбитальных электронов атомов между энергетическими уровнями.

Инфракрасное излучение () производится горячими объектами, его иногда называют «тепловым». Оно хорошо поглощается большинством материалов, которые при этом нагреваются. Инфракрасное излучение имеет большое научное и практическое значение (изучение колебаний атомов и молекул, измерение температуры, лечение некоторых заболеваний, приборы ночного видения и др.).

Микроволны () генерируются электронными устройствами, они используются в радиолокаторах, микроволновых печах.

Радиоволны () используются в телекоммуникациях (радио, телевидение, телефония).  Различают такие диапазоны радиоволн: ультракороткие (УКВ), короткие (КВ), средние (СВ), длинные (ДВ).

На шкале вы видите, какие применения находят радиоволны разных диапазонов.

Принципы радиосвязи и телевидения

Каким образом происходит передача информации посредством электромагнитных волн? Для связи должен быть передатчик и приёмник излучения. И там и там происходит преобразование волн, шифровка и расшифровка информации. Рассмотрим этот процесс на примере работы радио, одним из изобретателей которого был наш соотечественник Александр Попов.

Радиостанция излучает электромагнитную волну определённой частоты (радиоволну), настроенный на ту же частоту радиоприёмник у нас дома или в автомобиле эту волну принимает. Звук, который мы хотим передать с помощью радио, является не электромагнитной, а звуковой волной. Но передаётся электромагнитная волна, причём совсем другой частоты, ― её называют несущей радиоволной. Она сама по себе не является звуковой волной, но должна содержать информацию о переносимой звуковой волне. Для этого на радиостанции, перед тем как излучить радиоволну, её модифицируют так, чтобы в ней содержались сведения о разрежениях и уплотнениях звуковой волны. Такое преобразование назвали модуляцией радиоволн.

Есть два основных способа представления звуковых колебаний в радиоволне. Первый ― это амплитудная модуляция (AM), при которой в соответствии со значением давления в звуковой волне меняется амплитуда радиоволны.

Сжатию воздуха соответствует увеличенная мощность передатчика, то есть размах колебаний заряда в антенне увеличивается.

Разрежению воздуха соответствует меньшая мощность передатчика, размах колебаний заряда в антенне уменьшается. Частота колебаний заряда не меняется, меняется только амплитуда.

Приёмник определяет интенсивность радиоволны и в соответствии с ней восстанавливает звуковую волну. В те моменты времени, когда интенсивность радиоволны велика, приёмник сдвигает мембрану громкоговорителя в сторону слушателя и сжимает воздух. В те моменты, когда интенсивность радиоволны мала, мембрана громкоговорителя сдвигается назад, создавая разрежение в воздухе.

Второй способ представления звука волны в радиоволне ― частотная модуляция (FM), при которой меняется частота радиоволны.

Сжатию воздуха соответствует повышенная частота волны передатчика, то есть более высокая частота колебаний заряда в антенне. Разрежению воздуха соответствует пониженная частота волны передатчика, то есть меньшая частота колебаний заряда в антенне. Размах колебаний заряда в антенне не меняется, меняется только частота колебаний.

Изменения частоты при FM-модуляции невелики по сравнению со значением основной (несущей) частоты, поэтому настройки приёмника менять не надо. И повышенная и пониженная частоты модулированной радиоволны мало отличаются от резонансного значения приёмного контура. Приёмник определяет частоту радиоволны и использует эту информацию при восстановлении звуковой волны. Когда частота увеличена, приёмник сжимает воздух, а когда частота снижена, разрежает его.

Хотя амплитудная и частотная модуляции могут использоваться для любых частот радиоволн, установлено, что наиболее эффективно при передаче звука AM следует применять в диапазоне частот от 550 кГц до 1600 кГц (СВ), а FM ― в диапазоне от 88 МГц до 108 МГц (УКВ).

Оставшиеся диапазоны радиочастот используются в телевидении, навигации, мобильной телефонии, любительской, военной, полицейской радиосвязи и так далее. Для передачи информации там используются не только AM и FM, но и другие методы кодирования информации в радиоволне.

Аудиосигнал (музыка, речь и тому подобное) содержит звуковые волны разной частоты от 0 до некоторой максимальной частоты порядка единиц или десятков кГц. Соответственно, когда аудиосигнал передаётся по радио, в радиосигнале присутствуют волны различных частот из некоторого диапазона вокруг основной (несущей частоты). То есть сигнал принимает не одно значение частоты, а занимает некоторый диапазон частот, который называют ещё полосой пропускания.

В соответствии с международными соглашениями для радиостанций средних волн с амплитудной модуляцией (AM) ширина полосы пропускания установлена 10 кГц. При настройке на нужную волну с несущей частотой f в приёмник AM на самом деле поступают волны с частотами из диапазона (f – 5 кГц, f + 5 кГц). Чтобы волна оставалась в полосе пропускания, передаваемый ею звуковой сигнал должен попадать в интервал звуковых частот от 0 до 10 кГц. Поэтому AM-радиостанции не могут передать качественные музыкальные записи, в которых есть звуки с частотой от 10 кГц до 20 кГц. Зато таких радиостанций может быть много в интервале частот, которые для них отведены, ― от 550 до 1600 кГц. В этом диапазоне могут, не мешая друг другу, работать 105 разных радиостанций, так как (1600 – 550) / 10 = 105.

Для FM-радиостанций установлена полоса пропускания 200 кГц (по 100 кГц в обе стороны от частоты несущей волны), поэтому эти радиостанции могут очень качественно передавать музыку (даже стерео). Поскольку УКВ сигналы распространяются только по прямой между передающей и приёмной антеннами, хороший приём сигналов FM-станций возможен только на расстояниях от радиостанции, меньших 100 км. Но это можно считать и достоинством FM-станций, так как на расстоянии 200 км друг от друга могут работать две станции на одинаковой частоте и каждая будет обслуживать свой район радиуса 100 км.

Электромагнитные волны могут распространяться и по кабелям (кабельное телевидение, сети передачи данных и так далее). Прокладка кабелей, конечно, дело затратное, но зато нет ограничений, связанных с полосами пропускания в разных кабелях: сигналы в одном кабеле не могут повлиять на сигналы в другом.

По кабелям можно передавать электромагнитные волны очень высоких частот, которые могут переносить большое количество информации. Типичный телевизионный коаксиальный (соосный) кабель пропускает электромагнитные волны с частотами до 1000 МГц, а телефонный провод («витая пара») до 350 МГц. Особенно большой пропускной способностью обладают оптические кабели, так как в них информацию переносит свет ― электромагнитная волна с очень большой частотой. В диапазоне частот видимого света (от 4,5 ∙ 1014 до 7,5 ∙ 1014 Гц) можно было бы разместить 1,5 млрд FM-радиоканалов с шириной полосы пропускания 200 кГц.

Рис. 24. Телевизионный коаксиальный кабель (а), телефонный кабель «витая пара» (б), оптический кабель (в)

Для передачи телевизионных сигналов требуется более высокая частота электромагнитных волн, чем для среднего радиосигнала, так как нужно передавать не только звуковую, но и визуальную информацию. Раньше для этого использовался диапазон ультракоротких радиоволн VHF (от англ. very high frequency ― «очень высокая частота», от 3 до 300 МГц), где можно было разместить только небольшое число эфирных каналов, не создающих помех друг другу. Поэтому было немного эфирных телеканалов, а в телевизорах использовались механические переключатели каналов с несколькими позициями. Чтобы зрителям было доступно больше каналов, начали развивать кабельное телевидение, а эфирное телевидение стало использовать диапазон UHF (от англ. ultra high frequency ― «ультравысокая частота», от 300 МГц до 3 ГГц), в котором можно разместить сотни телеканалов. Кстати, в этом диапазоне частот работают и мобильные телефоны.

В домашнем телефоне с беспроводной трубкой, в вайфай-роутерах, в сетях передачи данных Bluetooth используются микроволны ― электромагнитные волны с частотами до 3 ГГц. Такие волны используются и в кухонных микроволновых печах.

Обычная микроволновая печь работает с электромагнитными волнами с частотой порядка 2,45 ГГц. Эти волны, генерируемые особым излучателем ― магнетроном, многократно отражаются от металлических стенок печи и становятся стоячими волнами. В стоячей волне узлы и пучности не меняют своего положения. В узлах напряжённость электрического поля равна нулю, в пучностях поле переменное, оно меняет направление с частотой волны и имеет наибольшее абсолютное значение в середине пучности. Расстояние между узлами и между максимумами равно половине длины волны (около 6 см). Основной нагрев происходит в местах расположения пучностей, и, чтобы пища готовилась равномерно, её помещают на вращающийся поддон.

Микроволны возбуждают полярные молекулы воды и жира, заставляя их вращаться (колебаться). Полярные молекулы колеблются, так как меняющееся электрическое поле пытается их выстроить то в одном, то в другом направлении. При столкновении эти молекулы приобретают и поступательную скорость, таким образом, часть их электростатической потенциальной энергии переходит в кинетическую, то есть увеличивается тепловая энергия. В микроволновой печи пищу готовят или разогревают в посуде, которая не поглощает микроволны и остаётся холодной. Металлическая посуда или фольга отражают микроволны, которые не могут достичь молекулы воды в пище и нагреть её. Но строгий запрет на помещение металлических предметов в микроволновую печь связан не с этим. При отражении микроволн от металла они начинают хаотически распространяться и могут повредить магнетрон (источник микроволн). Кроме того, в металлическом предмете может индуцироваться ЭДС, вызывающая искровые разряды, которые могут воспламенить пищу.

Мы рассмотрели лишь некоторые примеры применения электромагнитных волн в технике. Рассмотреть все возможные способы применения невозможно, поскольку мы эти способы сами придумываем, и этот процесс продолжается. Главное, мы получили мощный инструмент, который умеем использовать в своих целях.

А на этом наш урок окончен, спасибо за внимание!

Список литературы

1. Физика. Углублённый уровень. 11 кл.: учебник / В. А. Касьянов. ― 6-е изд., стереотип. ― М.: Дрофа, 2019. ― 463 с.

2. Физика. 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, В. М. Чаругин. ― 23-е изд. ― М.: Просвещение, 2014. ― 400 с.

3. Физика 11 класс. В 2 ч.: учебник для учащихся общеобразовательных организаций (базовый и углублённый уровень) / Л. Э. Генденштейн, Ю. И. Дик ― М.: Мнемозина, 2014. ― 384 с.

Дополнительные рекомендованные ссылки на интернет-ресурсы

1. Интернет-портал Youtube.com (Источник, Источник, Источник)

2. Интернет-ресурс «Квант» (Источник)

Домашнее задание

1. Изобразите силовые линии индукционного электрического и магнитного полей, соответствующих переменным полям (см. рис.).
   

2. Опишите эксперименты, подтверждающие положения теории Максвелла. Приведите примеры нежелательных эффектов, связанных с электромагнитными волнами.

3. Что случится, если в микроволновую печь поместить сухой стакан, стакан с чаем, стакан с чаем в подстаканнике? Ответ обоснуйте.

4. Амплитуда напряжённости электрического поля электромагнитной волны равна 20 мВ/см. Какую энергию передаёт волна квадратной металлической пластине со стороной a = 10 см за 1 час? Пластина расположена перпендикулярно к направлению распространения волны.

5. Чем отличаются амплитудная и частотная модуляции электромагнитных волн? Почему для этих типов модуляции характерны различные полосы пропускания сигнала? Как связаны частоты волны передатчика и колебания давления воздуха для разных типов модуляции?