विद्युतचुंबकीय तरंगें
मैक्सवेल के समीकरण विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों की स्व-स्थायी तरंगों की भविष्यवाणी करते हैं जो प्रकाश की गति से फैलती हैं और विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम को फैलाती हैं।
Definition
विद्युतचुंबकीय तरंगें विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के युग्मित दोलन हैं, जो निर्वात में अनुप्रस्थ और समान कला में होते हैं, जो मैक्सवेल के समीकरणों से व्युत्पन्न तरंग समीकरण को संतुष्ट करते हैं और अंतरिक्ष या माध्यमों के माध्यम से प्रकाश की गति से ऊर्जा और संवेग का वहन करते हैं।
Scope
यह क्षेत्र मैक्सवेल के समीकरणों के तरंग समाधानों को शामिल करता है: निर्वात और माध्यमों में समतल और अन्य विद्युतचुंबकीय तरंगें, ध्रुवीकरण, तरंगों द्वारा ऊर्जा और संवेग का परिवहन, अंतरापृष्ठों पर परावर्तन और अपवर्तन, प्रकीर्णन और अवशोषण, तथा तरंगनिर्देशकों और संचरण लाइनों में निर्देशित संचरण। यह पूर्ण विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम को एक एकल घटना के रूप में मानता है, जबकि स्रोतों द्वारा विकिरण के उत्सर्जन को विकिरण-और-एंटीना क्षेत्र में संभाला जाता है।
Sub-topics
Core questions
- मैक्सवेल के समीकरण प्रसार तरंगों को कैसे जन्म देते हैं?
- तरंगें कैसे ध्रुवीकृत होती हैं और वे ऊर्जा का परिवहन कैसे करती हैं?
- तरंगें सीमाओं पर और प्रकीर्णन माध्यमों में कैसे व्यवहार करती हैं?
- विद्युतचुंबकीय तरंगों को संरचनाओं में कैसे निर्देशित किया जाता है?
Key concepts
- तरंग समीकरण
- समतल तरंग
- ध्रुवीकरण
- विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम
- कला और समूह वेग
- परावर्तन और अपवर्तन
- प्रकीर्णन
- तरंगनिर्देशक
Key theories
- विद्युतचुंबकीय तरंग समीकरण
- मैक्सवेल के कर्ल समीकरणों के संयोजन से क्षेत्रों के लिए एक तरंग समीकरण प्राप्त होता है, जिसमें प्रसार गति विद्युत और चुंबकीय स्थिरांकों द्वारा निर्धारित होती है, जो प्रकाश की गति के बराबर होती है और प्रकाश को एक विद्युतचुंबकीय तरंग के रूप में पहचानती है।
- अनुप्रस्थ, ध्रुवीकृत समतल तरंगें
- मुक्त स्थान में एक समतल तरंग के विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र परस्पर लंबवत होते हैं और प्रसार की दिशा के लंबवत होते हैं, जिसमें विद्युत क्षेत्र का अभिविन्यास ध्रुवीकरण को परिभाषित करता है।
- विद्युतचुंबकीय तरंगों का अस्तित्व (हर्ट्ज़)
- हर्ट्ज़ ने प्रयोगशाला में विद्युतचुंबकीय तरंगों को उत्पन्न और पता लगाया, मैक्सवेल की भविष्यवाणी की पुष्टि की और प्रकाश के समान परावर्तन, अपवर्तन और ध्रुवीकरण का प्रदर्शन किया।
Clinical relevance
विद्युतचुंबकीय तरंगें रेडियो और वायरलेस संचार, रडार, फाइबर-ऑप्टिक और मुक्त-स्थान ऑप्टिक्स, माइक्रोवेव और मिलीमीटर-वेव सिस्टम, और चिकित्सा और उद्योग में रेडियो से एक्स-रे तक स्पेक्ट्रम में इमेजिंग का आधार हैं।
History
मैक्सवेल ने 1860 के दशक में विद्युतचुंबकीय तरंगों की भविष्यवाणी की और प्रकाश को ऐसी ही एक तरंग के रूप में पहचाना। हर्ट्ज़ ने 1887-1888 में प्रयोगात्मक रूप से उनके अस्तित्व की पुष्टि की, और मार्कोनी और अन्य द्वारा रेडियो के तीव्र विकास ने, फ्रेस्नेल की ऑप्टिक्स परंपरा के साथ मिलकर, विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम की एकता स्थापित की।
Key figures
- James Clerk Maxwell
- Heinrich Hertz
- Augustin-Jean Fresnel
Related topics
Seminal works
- jackson1998
- born1999
- hertz1893
Frequently asked questions
- विद्युतचुंबकीय तरंगें प्रकाश की गति से क्यों चलती हैं?
- मैक्सवेल के समीकरणों से प्राप्त तरंग समीकरण में प्रसार गति माध्यम की पारगम्यता और पारगम्यता द्वारा निर्धारित होती है; निर्वात में यह गति प्रकाश की मापी गई गति के बराबर होती है, जो यह दर्शाती है कि प्रकाश एक विद्युतचुंबकीय तरंग है।
- क्या रेडियो तरंगें और दृश्य प्रकाश एक ही प्रकार की चीजें हैं?
- हाँ; वे सभी विद्युतचुंबकीय तरंगें हैं जो केवल आवृत्ति और तरंग दैर्ध्य में भिन्न होती हैं, जो एक साथ रेडियो तरंगों से लेकर माइक्रोवेव, इन्फ्रारेड, दृश्य प्रकाश, पराबैंगनी, एक्स-रे और गामा किरणों तक विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम बनाती हैं।