ΠΕΤΡΟΣ ΑΜΟΙΡΙΔΗΣMSc ΦΥΣΙΚΟΣ – ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣ
Γ΄ ΛΥΚΕΙΟΥ · ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 · 2 ΔΙΔΑΚΤΙΚΕΣ ΩΡΕΣ

Ηλεκτρομαγνητικά Κύματαδύο πεδία που ταξιδεύουν μαζί.

Μια συμπυκνωμένη, οπτική ενότητα για τις §§2.6 και 2.8: πώς παράγεται ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα και πώς οργανώνεται το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.

EBδιάδοση →
ΕΠΙΣΗΜΗ ΥΛΗ 2026–2027

Μικρή σε έκταση, θεμελιώδης σε ιδέες

Εξεταστέες υποενότητες: §2.6 Παραγωγή Ηλεκτρομαγνητικών Κυμάτων και §2.8 Το φάσμα της Ηλεκτρομαγνητικής Ακτινοβολίας. Οι δραστηριότητες δεν είναι εξεταστέες.
Κρίσιμη οδηγία του Υπουργείου: για λειτουργικότερη κατανόηση πρέπει να αναφερθεί ρητά ότι όχι μόνο το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο, αλλά και το μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί μαγνητικό πεδίο.
2.6 · ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ

Η αλυσίδα της παραγωγής

1 · Επιταχυνόμενο φορτίο

Ένα φορτίο που ταλαντώνεται δημιουργεί μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο.

2 · Μεταβαλλόμενο E

Το μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο.

3 · Μεταβαλλόμενο B

Το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο συνδέεται με μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο.

4 · Αυτοσυντηρούμενη διάδοση

Οι μεταβολές των δύο πεδίων διαδίδονται στον χώρο ως ηλεκτρομαγνητικό κύμα.

Διαδραστικός πομπός

Άλλαξε τη συχνότητα ταλάντωσης και παρατήρησε το μήκος κύματος.

ταλαντούμενο φορτίο
σχετικό μήκος κύματος λ1,00
ΔΙΑΔΟΣΗ

Τι πρέπει να θυμάμαι για E, B και την ταχύτητα

Σχέση κύματοςc=λf

Στο κενό η ταχύτητα διάδοσης είναι c.

Ταχύτητα στο κενόc3·108 m·s⁻¹

Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν την ίδια ταχύτητα στο κενό.

Τα πεδία E και B είναι κάθετα μεταξύ τους και κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης. Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι εγκάρσιο.
2.8 · ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΦΑΣΜΑ

Μία οικογένεια κυμάτων — τεράστιο εύρος συχνοτήτων

Ραδιοκύματα
Μικροκύματα
Υπέρυθρο
Ορατό
Υπεριώδες
Ακτίνες Χ
Ακτίνες γ

Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα σε μία εικόνα

Προς τα δεξιά η συχνότητα αυξάνεται, ενώ το μήκος κύματος μειώνεται.

ΠΡΩΤΟΤΥΠΟ ΣΧΗΜΑ
Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα Ραδιοκύματα, μικροκύματα, υπέρυθρο, ορατό, υπεριώδες, ακτίνες Χ και ακτίνες γ, με αντίστοιχες ενδεικτικές κλίμακες μήκους κύματος και συχνότητας. Μήκος κύματος λ > 1 m 1 m – 1 mm 1 mm – 700 nm 700 – 400 nm 400 – 10 nm 10 – 0,01 nm < 0,01 nm μειώνεται → Ραδιοκύματα Μικροκύματα Υπέρυθρο Ορατό Υπεριώδες Ακτίνες Χ Ακτίνες γ ραδιοφωνία · TV ραντάρ · επικοινωνίες θερμική ακτινοβολία ανθρώπινη όραση UV απεικόνιση πυρηνικά φαινόμενα ≈700 nm ≈400 nm Συχνότητα f < 3·10⁸ Hz 10⁸ – 10¹¹ Hz 10¹¹ – 4·10¹⁴ Hz 4·10¹⁴ – 7,5·10¹⁴ Hz 7,5·10¹⁴ – 3·10¹⁶ Hz 3·10¹⁶ – 3·10¹⁹ Hz > 3·10¹⁹ Hz αυξάνεται →
Οι τιμές είναι ενδεικτικές τάξεις μεγέθους και χρησιμοποιούνται για να οργανώνουν το φάσμα. Στο κενό ισχύει πάντα c = λf, άρα όσο αυξάνεται η συχνότητα τόσο μειώνεται το μήκος κύματος.
Όταν αυξάνεται η fλ=cf

Στο κενό, μεγαλύτερη συχνότητα σημαίνει μικρότερο μήκος κύματος.

Σειρά φάσματος

Ραδιοκύματα → μικροκύματα → υπέρυθρο → ορατό → υπεριώδες → Χ → γ

Προς τα δεξιά αυξάνεται η συχνότητα και μειώνεται το μήκος κύματος.

ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

Τρεις έλεγχοι για κάθε ερώτηση

1 · Παραγωγή

Ψάχνω μεταβαλλόμενα πεδία και επιταχυνόμενα ή ταλαντούμενα φορτία.

2 · Διάδοση

Στο κενό χρησιμοποιώ c=λf και θυμάμαι ότι E, B και διάδοση είναι αμοιβαία κάθετα.

3 · Φάσμα

Αν η f αυξάνει, η λ μειώνεται. Δεν αλλάζει η c στο κενό.

Παγίδα

Το ηλεκτρομαγνητικό κύμα δεν χρειάζεται υλικό μέσο για να διαδοθεί.

ΕΞΑΣΚΗΣΗ

Σύντομες ερωτήσεις με άμεση ανατροφοδότηση

01 · Διπλασιασμός συχνότητας

Στο κενό η συχνότητα διπλασιάζεται. Τι συμβαίνει στο λ;

Λύση

Υποδιπλασιάζεται, επειδή ισχύει η σχέση λ=cf και το c παραμένει σταθερό.

02 · Ποιο ταξιδεύει γρηγορότερα;

Ραδιοκύμα ή ακτίνα Χ στο κενό;

Λύση

Κανένα. Και τα δύο διαδίδονται με c.

03 · Μεταβαλλόμενο E

Τι δημιουργεί ένα μεταβαλλόμενο ηλεκτρικό πεδίο;

Λύση

Μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο — η κρίσιμη συμπλήρωση που επισημαίνουν οι οδηγίες.

04 · Σειρά φάσματος

Ποιο έχει μεγαλύτερη f: υπέρυθρο ή υπεριώδες;

Λύση

Το υπεριώδες.