Генератор высокочастотных колебаний возбуждает в вибраторе вынужденные электромагнитные колебания, что приводит к ускоренному движению электронов и появлению переменного тока. Вокруг вибратора возникает переменное магнитное поле.
Используя новую трактовку закона электромагнитной индукции, открытого М.Фарадеем в 1831 г., Дж.Максвелл ввел в физику понятие вихревого электрического поля: Всякое изменение магнитного поля порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле, силовые линии которого замкнуты.
Максвелл высказал гипотезу о существовании и обратного процесса:
Изменяющееся во времени электрическое поле порождает в окружающем пространстве магнитное поле.
Гипотеза Максвелла была лишь теоретическим предположением, не имеющим экспериментального подтверждения, однако на ее основе Максвеллу удалось записать непротиворечивую систему уравнений, описывающих взаимные превращения электрического и магнитного полей, т. е. систему уравнений электромагнитного поля (уравнений Максвелла).
Из теории Максвелла вытекает ряд важных выводов:
1. Существуют электромагнитные волны, то есть распространяющееся в пространстве и во времени электромагнитное поле.
Электромагнитные волны поперечны — векторы Е и В перпендикулярны друг другу и лежат в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.
2. Электромагнитные волны распространяются в веществе с конечной скоростью
Скорость c=300000 км/с распространения электромагнитных волн в вакууме является одной из фундаментальных физических постоянных.
3. В электромагнитной волне происходят взаимные превращения электрического и магнитного полей. Эти процессы идут одновременно, и электрическое и магнитное поля выступают как равноправные «партнеры» единого электромагнитного поля.
Таким образом, электромагнитная волна в приемном диполе возбуждает вынужденные электромагнитные колебания, что приводит к возникновению переменного тока и свечению лампочки.
Электромагнитные волны, распространяясь в пространстве, несут с собой энергию:
W=Wэ+Wм
Плотность потока электромагнитного излучения (интенсивность волны) через поверхность площадью S будет равна:
При наличии точечного источника излучения интенсивность распространяющейся электромагнитной волны по всем направлениям одинакова. Если площадь поверхности сферы:
то получим:
Известно, что напряженность электрического поля и магнитная индукция пропорциональны квадрату частоты:
Полная плотность потока электромагнитного излучения:
Тогда получаем:
Плотность потока излучения пропорциональна четвертой степени частоты.
