ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία

Γενικός όρος, με τον οποίο υποδηλώνονται όλες οι ακτινοβολίες που, διαδιδόμενες στον χώρο, μεταφέρουν ενέργεια με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών διαταράξεων του πεδίου. Τα διάφορα είδη ακτινοβολίας χαρακτηρίζονται με βάση τις συχνότητές τους (αντίστροφο του μήκους κύματος). Η ονομασία η.α. φαίνεται πιο ικανοποιητική από εκείνη του ηλεκτρομαγνητικού κύματος, εφόσον λαμβάνεται υπόψη και η σωματιδιακή φύση της ακτινοβολίας, εκτός από την κυματική. Από μακροσκοπική άποψη η η.α. χαρακτηρίζεται από εγκάρσια κύματα. Συνεπώς, η η.α. είναι συνδεδεμένη με τη μελέτη του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Την ιδέα του πεδίου, που είχε ήδη χρησιμοποιηθεί για την περιγραφή των ηλεκτρικών και μαγνητικών φαινομένων, γενίκευσε και τελειοποίησε ο Μάξγουελ, ο οποίος κατέληξε σε μια ερμηνεία των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων που, σε μακροσκοπική κλίμακα, μπορεί να θεωρηθεί ότι ισχύει ακόμα στις βασικές γραμμές. Σχετικά με τις ιδέες του Φαραντέι, ο Μάξγουελ εισήγαγε μια νέα υπόθεση, θεωρώντας ηλεκτρικό ρεύμα οποιαδήποτε μεταβολή του ηλεκτροστατικού πεδίου. Από την άποψη αυτή ο κενός χώρος που υπάρχει μεταξύ δύο αγωγών, των οποίων το φορτίο μεταβάλλεται χρονικά, θεωρείται έδρα ενός ρεύματος (διηλεκτρικό ρεύμαρεύμα μετατόπισης) που παράγει τα ίδια μαγνητικά αποτελέσματα των ρευμάτων αγωγιμότητας και μεταφοράς. Οι συνέπειες αυτής της υπόθεσης μπορεί να κατανοηθούν, αν ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι με αυτό τον τρόπο η μεταβολή του ηλεκτρικού πεδίου σε ένα ορισμένο σημείο του χώρου παράγει ένα μεταβλητό μαγνητικό πεδίο στον γύρω χώρο, το οποίο με τη σειρά του προκαλεί μεταγενέστερη μεταβολή του ηλεκτρικού πεδίου κ.ο.κ. Με αυτό τον τρόπο η θεωρία του Μάξγουελ παραδέχεται την ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που δεν διαδίδονται στιγμιαία –όπως στις υποθετικές δράσεις από απόσταση– αλλά με πεπερασμένη ταχύτητα, για την οποία ο υπολογισμός δίνει μια τιμή ίση με την τιμή της ταχύτητας του φωτός. Ο Μάξγουελ είχε τη μεγαλοφυΐα να συμπεράνει από αυτή τη σύμπτωση, που δεν ήταν τυχαία, ότι το φως είναι μια η.α. Πειράματα του Χερτς.Η θεμελιώδης υπόθεση του Μάξγουελ για τον χώρο ως έδρα ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, που συνέχιζε να υπάρχει και να διαδίδεται ακόμα και όταν έπαυε η αιτία που το είχε παράγει, βρήκε λαμπρή και αποφασιστική πειραματική επιβεβαίωση με τα πειράματα του Χερτς, ο οποίος κατόρθωσε να παράγει και να αποκαλύψει ηλεκτρομαγνητικά κύματα εργαστηριακά. Η παραγωγή των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων πραγματοποιήθηκε από τον Χερτς με έναν ταλαντωτή (κύκλωμα LC), που τον αποτελούσαν δύο ευθύγραμμοι αγωγοί, οι οποίοι κατέληγαν σε δύο μικρές σφαίρες, τοποθετημένες σε μικρή απόσταση μεταξύ τους, συνδεδεμένους με τα ηλεκτρόδια ενός πηνίου Ρούμκορφ. Όταν δινόταν ρεύμα, παράγονταν μεταξύ των δύο μικρών σφαιρών σπινθήρες, που εναλλάσσονταν από τη μία σφαίρα στην άλλη. Αυτές οι ταλαντούμενες εκφορτίσεις (που είναι μεταβλητά ρεύματα υψηλής συχνότητας) παρήγαγαν ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μακροσκοπικά μήκη κύματος, τα οποία αποκάλυψε o Χερτς, χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρομαγνητικό αντηχείο (συνηχητής), το οποίο αποτελούσαν κυκλώματα συντονισμένα στην ίδια συχνότητα με αυτή της ταλάντωσης του LC. Έτσι, λοιπόν, γνωρίζοντας τη συχνότητα συντονισμού υπολόγισε μέσω της βασικής σχέσης u = λ f την ταχύτητα των παραγόμενων κυμάτων. Η τιμή της ταχύτητάς τους ήταν ίση με αυτή της ταχύτητας του φωτός, γεγονός που επιβεβαίωνε τη θεωρητική πρόβλεψη του Μάξγουελ. Τα πειράματα του Χερτς δεν δικαίωσαν μόνο τη θεωρία του Μάξγουελ ως προς την ύπαρξη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων που διαδίδονται στον χώρο (κενό ή που καταλαμβάνεται από ένα διηλεκτρικό) αλλά επίσης έδωσαν τη δυνατότητα να τα παράγουμε από κυκλώματα και να τα διαπιστώσουμε με κατάλληλες διατάξεις, ανοίγοντας με αυτό τον τρόπο το ευρύτατο πεδίο των εφαρμογών τους, αρχίζοντας από την πραγματοποίηση των ραδιοεπικοινωνιών. Η κβαντική θεωρία.Παρά τις μεγάλες της επιτυχίες, η θεωρία του Μάξγουελ αποδείχθηκε ανεπαρκής για την περιγραφή ορισμένων φαινομένων. Ιδιαίτερα, κάθε προσπάθεια να ερμηνευτεί η ακτινοβολία που εκπέμπεται από ένα πυρακτωμένο σώμα (βλ. λ. μέλαν σώμα) με βάση τη θεωρία του Μάξγουελ, οδηγούσε σε αποτέλεσμα χωρίς φυσική σημασία. Συνέβη ακριβώς από τη μελέτη της ακτινοβολίας του μέλανος σώματος (το ιδανικό μέλαν σώμα απορροφά όλη την ακτινοβολία που προσπίπτει επάνω του), που την επεξεργάστηκε κατά το 1900 ο Πλανκ –σε προσπάθεια να φτάσει σε έναν τύπο σύμφωνα με τα πειραματικά δεδομένα– να προωθηθεί η επαναστατική υπόθεση ότι η εκπομπή (και η απορρόφηση) της ενέργειας υπό μορφή ακτινοβολιών δεν είναι ένα συνεχές φαινόμενο, αλλά πραγματοποιείται κατά μικρές ποσότητες, που καλούνται κβάντα φωτόνια. Τελικά, η θεωρία αυτή οδηγεί σε αποτελέσματα πλήρως σύμφωνα με το πείραμα. Η θεωρία των ακτινοβολιών του μέλανος σώματος, που διατύπωσε ο Μαξ Πλανκ, η κβαντική ερμηνεία του φωτοηλεκτρικού φαινομένου από τον Αϊνστάιν (1905) και άλλες στη συνέχεια μελέτες φανέρωσαν κοντά στις γνωστές κυματικές ιδιότητες της η.α., απροσδόκητες σωματιδιακές ιδιότητες που δικαιολόγησαν την εισαγωγή της έννοιας του φωτονίου (κβάντο ακτινοβολίας) για την περιγραφή τους. Μια μεταγενέστερη και λαμπρή επικύρωση της κβαντικής θεωρίας πραγματοποιήθηκε με την ερμηνεία του Μπορ (1913) για τη συμπεριφορά των ηλεκτρονίων στο υπόδειγμα συγκρότησης του ατόμου του Ράδερφορντ (βλ. λ. άτομο· ηλεκτρόνιο). Η κβαντική θεωρία επέτρεψε να δοθεί εξήγηση σε υποθέσεις έντονα αντίθετες με τη θεωρία του Μάξγουελ (π.χ. ότι τα ηλεκτρόνια με επιταχυνόμενη κίνηση δεν εκπέμπουν ακτινοβολίες με τρόπο συνεχή, ο διακριτικός χαρακτήρας των φασματικών εκπομπών κλπ.). Εισήχθη με αυτό τον τρόπο στη φυσική ένας δυϊσμός μεταξύ κυματικής και σωματιδιακής συμπεριφοράς της η.α. Αυτός o δυϊσμός εμφανίστηκε με άμεσο τρόπο από το πείραμα του Κόμπτον (σκέδαση ακτίνων Χ πάνω στην ύλη): σε κάθε σύγκρουση μεταξύ φωτονίου και ηλεκτρονίου συμβαίνει μία ελαστική κρούση, κατά την οποία διατηρούνται η ενέργεια και η ορμή, όπως θα συνέβαινε με τη σύγκρουση μεταξύ δύο υλικών σωμάτων. Άρα η η.α. στη συγκεκριμένη περίπτωση αλληλεπιδρά με την ύλη, εμφανίζοντας σωματιδιακά χαρακτηριστικά. Διάφοροι τύποι ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.Χωρίς να υπεισέλθουμε σε λεπτομέρειες που δίνονται με ιδιαίτερους όρους (βλ. λ. ασύρματη επικοινωνία· φως), υπενθυμίζουμε ότι κατά σειρά φθίνοντος μήκους κύματος (δηλαδή κατά αύξηση της συχνότητας) οι η.α. υποδιαιρούνται με τον ακόλουθο τρόπο: ραδιοφωνικά κύματα (μακρά-μεσαία-βραχέα), μικροκύματα, υπέρυθρη ακτινοβολία, ορατή ακτινοβολία, υπεριώδης ακτινοβολία, ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα. Πριν υποδείξουμε ορισμένες θεμελιώδεις διαφορές της συμπεριφοράς τους σε σχέση με τη συχνότητα (το αντίστροφο του μήκους), θα αναφέρουμε ότι οι η.α. διαδίδονται ευθύγραμμα. Οι φαινομενικές εξαιρέσεις οφείλονται σε φαινόμενα ανάκλασης, διάθλασης, περίθλασης και διάχυσης, που έχουν μέγιστη πρακτική σημασία. Οι ακτινοβολίες μεγάλου μήκους κύματος (χαμηλής συχνότητας) αποτελούν το εκτεταμένο πεδίο των ερτζιανών ή ραδιοφωνικών κυμάτων, που χρησιμοποιούνται για τις ραδιοεπικοινωνίες. Τα πολύ μακρά κύματα (μεταξύ 10.000 και 2.000 μ. μήκους κύματος ή συχνότητας 30kHz έως 150 kHz), τα μακρά κύματα (2.000 ± 600 μ. ή 150 ±500 kHz) και τα μεσαία (600 ± 200 μ. ή 500 ±1.500 kHz) διαδίδονται, αφού ανακλαστούν στο έδαφος (κύματα επιφανείας), με το οποίο ακολουθούν κατά κάποιον τρόπο την καμπυλότητα της Γης. Τα μακρά (μήκος κύματος >600 μ.) παρουσιάζουν αρκούντως μικρή απορρόφηση από την επιφάνεια της Γης, ώστε να είναι κατάλληλα για μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις. Τα μεταξύ μεσαίων και βραχέων κύματα (200 ± 100 m ή 1,5 ± 3 MHz) και κατά μεγάλο μέρος τα βραχέα και τα πολύ βραχέα κύματα (100 ± 10 m ή 3 ±30 MHz) έχουν την ιδιότητα να ανακλώνται από τα ιονισμένα στρώματα της ανώτερης ατμόσφαιρας (ιονόσφαιρα). Με αυτή την ιδιότητα τα κύματα που εκπέμπονται από ένα οποιοδήποτε σημείο της Γης μπορούν να ληφθούν σε οποιοδήποτε άλλο σημείο της. Τα βραχέα κύματα (μήκος κύματος της τάξης των δεκάδων μέτρων) είναι δυνατόν να υποστούν πολλαπλές ανακλάσεις στην ιονόσφαιρα και στη γήινη επιφάνεια, έτσι ώστε να φτάνουν σε μεγάλες αποστάσεις δίχως σημαντική εξασθένηση. Τα υπερβραχέα κύματα και τα μικροκύματα (κάτω από τα 10 m μήκους κύματος ή συχνότητας μεγαλύτερης των 30 MHz) εκτός εξαιρετικών περιπτώσεων δεν ανακλώνται από τα ιονισμένα στρώματα της ατμόσφαιρας και, επειδή διαδίδονται ευθύγραμμα, μπορούν να ληφθούν μόνο μέσα στα όρια του οπτικού ορίζοντα. Είναι αυτά που χρησιμοποιούνται στην εκπομπή τηλεοπτικών σημάτων. Οι ακτινοβολίες μήκους κύματος κάτω από τα 0,3 mm αποτελούν το υπέρυθρο, το ορατό φως (από 6.900 έως 3.600 ), το υπεριώδες (έως 1000 ), τις ακτίνες X (έως 0,01 ) και τις ακτίνες γάμμα (έως 0,001 ). Αυτές οι υποδιαιρέσεις είναιμόνο ενδεικτικές. Θέλοντας να σκιαγραφήσουμε μια λεπτομέρεια που χαρακτηρίζει αυτή την υποδιαίρεση των η.α., μπορούμε να αναφερθούμε στο γεγονός ότι από ακτινοβολίες μεγάλου μήκους κύματος, στις oποίες επικρατεί σαφώς ο κυματικός χαρακτήρας (σχεδόν αποκλειστικά), περνάμε σε ακτινοβολίες (π.χ. φωτεινές) όπου ο κυματικός και σωματιδιακός χαρακτήρας είναι κοινός και σε ακτινοβολίες πολύ υψηλής συχνότητας (ακτινοβολίες γ), στις οποίες επικρατεί η σωματιδιακή συμπεριφορά. ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση.Η αλληλεπίδραση στοιχειωδών σωματίων που οφείλεται στα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που συνδέονται με αυτά (π.χ. η ηλεκτροστατική δύναμη ανάμεσα σε δύο φορτισμένα σωματίδια). Η ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση είναι υπεύθυνη για τη συγκρότηση της ύλης. Τόσο ο σχηματισμός των ατόμων και των μορίων όσο και αυτός των στερεών σωμάτων οφείλονται σε ηλεκτρομαγνητικής φύσης δυνάμεις. Η ισχύς της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης είναι μεγαλύτερη από εκείνη της βαρυτικής, ενώ ιδιαιτέρως μεγάλη είναι και η εμβέλειά της. Θεωρητικά, ένα φορτισμένο σωματίδιο θα πρέπει να αντιλαμβάνεται το ηλεκτρικό πεδίο ενός άλλου σωματιδίου που βρίσκεται έτη φωτός μακριά, αν και η δύναμη βέβαια θα είναι πολύ εξασθενημένη. Παρ’ όλα αυτά, η επίδραση ενός θετικά, για παράδειγμα, φορτισμένου σωματιδίου μπορεί να εξουδετερωθεί από ένα αρνητικά φορτισμένο σωματίδιο που βρίσκεται εκεί κοντά. Επειδή η ύλη είναι κατά μέσο όρο ηλεκτρικά ουδέτερη, οι ηλεκτρομαγνητικές επιδράσεις με τη μεγάλη εμβέλεια εξουδετερώνονται τοπικά από τους ίσους αριθμούς θετικών και αρνητικών φορτίων. Η εμβέλεια της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης είναι στενά συνδεδεμένη με το φωτόνιο, που είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης. Όταν, για παράδειγμα, ένα φορτισμένο σωματίδιο σκεδάζεται από ένα άλλο φορτισμένο σωματίδιο, τότε κατά την αλληλεπίδραση αυτή ανταλλάσσονται φωτόνια, κβάντα δηλαδή του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Οι ισχυρές αλληλεπιδράσεις υπερβαίνουν την ισχύ των η.α. κατά έναν παράγοντα περίπου 100, ενώ οι η.α. είναι ισχυρότερες από τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις κατά έναν παράγοντα 10. ηλεκτρομαγνητική ενέργεια.Η ενέργεια που συνδέεται με ένα ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Βλ. λ. ενέργεια· κβάντο. ηλεκτρομαγνητική επαγωγή.Φαινόμενο που χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση ηλεκτρικού ρεύματος σε ένα κλειστό κύκλωμα, όταν αυτό το κύκλωμα κινείται μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο ή κατά τη μεταβολή ενός μαγνητικού πεδίου, σε συνάρτηση με τον χρόνο μέσα στον οποίο βρίσκεται αυτό το κύκλωμα. (Συνηθίζουμε να λέμε ότι όταν συμβεί μεταβολή της μαγνητικής ροής που διέρχεται από ένα κύκλωμα, επάγεται σε αυτό ηλεκτρεγερτική δύναμη). Το φαινόμενο μπορεί να κατανοηθεί με μια σειρά πειράματα ιδιαίτερα απλά και ενδιαφέροντα. Ας φανταστούμε, για παράδειγμα, ένα κύκλωμα που αποτελείται από ένα μεταλλικό σύρμα, στα άκρα του οποίου έχει συνδεθεί ένα γαλβανόμετρο, για να φανερώσει την παρουσία ενδεχόμενων ηλεκτρικών ρευμάτων. Όταν σε αυτό το κύκλωμα πλησιάσουμε έναν μαγνήτη, το γαλβανόμετρο φανερώνει διέλευση ρεύματος σε όλη τη διάρκεια της κίνησης του μαγνήτη. Ακριβώς αυτό το φαινόμενο, που το ανακάλυψε o Φαραντέι το 1831, ονομάστηκε ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Στην πραγματικότητα, το φαινόμενο αυτό έχει ευρύτερη σημασία και μπορεί να κατανοηθεί και με άλλους τρόπους. Το γαλβανόμετρο φανερώνει διέλευση ρεύματος, ακόμα και όταν o μαγνήτης αντικατασταθεί από ένα άλλο κύκλωμα, το οποίο όταν διαρρέεται από ρεύμα, παράγει ένα μαγνητικό πεδίο που, με βάση το θεώρημα του Αμπέρ, συμπεριφέρεται ακριβώς όπως ένας μαγνήτης. Το αποτέλεσμα είναι το ίδιο, είτε όταν κινείται το κύκλωμα που εξετάζεται (επαγώγιμο) είτε όταν κινείται το κύκλωμα που αντικαθιστά τον μαγνήτη (επαγωγέας). Το κοινό στοιχείο σε όλες αυτές τις περιπτώσεις είναι η μεταβολή του μαγνητικού πεδίου στην περιοχή όπου βρίσκεται το επαγώγιμο κύκλωμα. Η μεταβολή αυτή του πεδίου επηρεάζει το μέγεθος που καλείται μαγνητική ροή και παίζει σημαντικότατο ρόλο στην εμφάνιση τάσης εξ επαγωγής. Αν θεωρήσουμε μια επιφάνεια εμβαδού S μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β τέτοιο ώστε η κάθετη στην επιφάνεια να σχηματίζει γωνία φ με το πεδίο Β, τότε η μαγνητική ροή δίνεται από τη σχέση: Φ = Β S συνφ. Φαίνεται λοιπόν τώρα ότι το κοινό χαρακτηριστικό στα φαινόμενα που εξετάζονται είναι ότι στην εμφάνιση ενός επαγώγιμου ρεύματος σε ένα κλειστό κύκλωμα αντιστοιχεί πάντα μια μεταβολή της μαγνητικής ροής. Αν το γαλβανόμετρο των προηγούμενων πειραμάτων αντικατασταθεί από ένα βολτόμετρο για τη μέτρηση των εμφανιζόμενων τάσεων στα άκρα του επαγώγιμου, σημειώνεται ότι σε όλες τις περιπτώσεις που εξετάσαμε και σε άλλες παρόμοιες η μέτρηση αυτή φανερώνει τις διαφορές δυναμικού στις οποίες δίνεται η ονομασία ηλεκτρεγερτική δύναμη (ΗΕΔ) εξ επαγωγής. Αυτό εξάλλου έπρεπε να περιμένουμε ως πρωταρχικό φαινόμενο, επειδή το ρεύμα εξ επαγωγής είναι επακόλουθο της παρουσίας μιας διαφοράς δυναμικού μεταξύ δύο σημείων του επαγώγιμου κυκλώματος και εφόσον αυτό είναι κλειστό. Πειράματα πιο τελειοποιημένα επέτρεψαν να μελετηθεί το φαινόμενο της επαγωγής ποσοτικά και να διατυπωθεί o νόμος της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής (νόμος των Φαραντέι-Νόιμαν). Σύμφωνα με τον νόμο κάθε φορά που έχουμε μεταβολή της μαγνητικής ροής που διέρχεται από ένα κύκλωμα, στο τελευταίο εμφανίζεται μια ΗΕΔ εξ επαγωγής ανάλογη με τη μεταβολή της ροής στη μονάδα του χρόνου. Ο τύπος που εκφράζει αυτό τον νόμο είναι:  όπου Ε η ΗΕΔ εξ επαγωγής και ΔΦ η μεταβολή της μαγνητικής ροής κατά το χρονικό διάστημα Δt. Τo αρνητικό σημείο στην εξίσωση είναι σημαντικό. Υποδηλώνει ότι το ρεύμα εξ επαγωγής έχει τέτοια φορά ώστε το μαγνητικό πεδίο που προκύπτει από αυτό να αντιδρά στην αιτία που προκαλεί την παραγωγή του ρεύματος (επαγωγικού) αυτού (νόμος του Λεντς). Πρέπει να παρατηρήσουμε σε αυτό το σημείο ότι η μεταβολή της μαγνητικής ροής του πεδίου που παράγεται από το ρεύμα εξ επαγωγής μπορεί να προκαλέσει με τη σειρά της στο κύκλωμα ένα ρεύμα το οποίο καλείται ρεύμα εξ αυτεπαγωγής. Ένα τυπικό φαινόμενο αυτεπαγωγής είναι εκείνο που εκδηλώνεται κατά το κλείσιμο ενός κυκλώματος που τροφοδοτείται από πηγή συνεχούς ρεύματος (βλ. λ. αυτεπαγωγή). Τεχνικές εφαρμογές.Τα φαινόμενα της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής εμφανίζονται εξαιρετικά σημαντικά στο πεδίο παραγωγής και εκμετάλλευσης των εναλλασσόμενων ρευμάτων. Τα αποτελέσματά τους στην πλειονότητα των πρακτικών εφαρμογών ουσιαστικά είναι τα ίδια με εκείνα των συνεχών ρευμάτων, η σχετικά απλή όμως παραγωγή τους –συνδυασμένη με τη δυνατότητα του εύκολου μετασχηματισμού (βλ. λ. μετασχηματιστής) της τάσης και της μεταφοράς με μικρές απώλειες ενέργειας– είναι κυρίως η αιτία της διάδοσης των εναλλασσόμενων ρευμάτων απέναντι στα συνεχή. Η αρχή λειτουργίας μιας γεννήτριας εναλλασσόμενου ρεύματος αποτελεί άμεση εφαρμογή των φαινομένων που περιγράψαμε προηγουμένως. Σχηματικά, μπορεί να φανταστεί κανείς ένα απλό κύκλωμα που αποτελείται από έναν αγωγό σε μορφή πλαισίου (σπείρα) μέσα σε ένα ομογενές μαγνητικό πεδίο. Αν τώρα περιστρέψουμε γρήγορα και ομαλά αυτό το πλαίσιο, έτσι ώστε να μεταβάλλεται η μαγνητική ροή (από μηδέν σε μία μέγιστη τιμή B S) που διέρχεται από αυτό, τότε στο κύκλωμα θα εμφανιστεί ρεύμα εξ επαγωγής, που θα μεταβάλλεται περιοδικά σε συνάρτηση με τον χρόνο (κατά τρόπο αντίστοιχο με την περιστροφή) και συνιστά ακριβώς ένα εναλλασσόμενο ρεύμα. Οι μικρές απώλειες ενέργειας κατά τη μεταφορά των εναλλασσόμενων ρευμάτων οφείλονται ουσιαστικά στον περιορισμό των απωλειών με τη μορφή θερμότητας (φαινόμενο Τζάουλ), που επιτυγχάνεται (για ίση ισχύ παροχής) με την κατάλληλη αύξηση διά μετασχηματισμού της τάσης στους κεντρικούς σταθμούς αναχώρησης και επομένως τη μείωση του ρεύματος κατά μήκος των γραμμών του δικτύου. Αν διαθέτουμε δύο ίσης ισχύος ποσά ηλεκτρικής ενέργειας, τότε η απώλεια λόγω του φαινόμενου Τζάουλ είναι ανάλογη του τετραγώνου της έντασης του ρεύματος. Γι’ αυτό τον λόγο οι γραμμές μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας είναι γενικά πολύ υψηλής τάσης. Στους κεντρικούς σταθμούς άφιξης και διανομής προβλέπεται ο υποβιβασμός της τάσης με μετασχηματισμό στην επιθυμητή τιμή. Η διάταξη Χερτς για την παραγωγή και τη φώραση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Ο ταλαντωτής (αριστερά) παράγει μεταβλητό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, το οποίο με τη σειρά του γεννά ρεύμα που εμφανίζεται στο αντηχείο.