Электромагниттiк толқындар § 1 Электромагниттiк толқын шығару. Ашық тербелмелi контур



бет1/2
Дата13.06.2018
өлшемі209,59 Kb.
  1   2

www.testent.ru

Электромагниттiк толқындар
§ 3.1 Электромагниттiк толқын шығару. Ашық тербелмелi контур
Толқындар деп тербелiстiң кеңiстiкте таралу процессiн айтады. Кеңiстiкте қандай тербелiстердiң тарап жатқанына байланысты толқындар әртүрлi, мысалы, механикалық, электромагниттiк т.с.с. болуы мүмкiн. Тербелiстiң бағыты мен толқынның таралу бағытының арасындағы қатынасқа қатысты оларды көлденең толқындар және қума толқындар деп бөледi. Көлденең толқындарда тербелiстiң бағыты толқынның таралу бағытына перпендикуляр болса, қума толқындарда олардың бағыты бiр түзудiң бойында болады. Ол жөнiнде мына жерден қарап көруге болады. Толқындарды олардың ұзындығымен сипаттайды. Толқын ұзындығы деп бiрдей фазада тербелiп тұрған iргелес (ең жақын) екi нүктенiң ара қашықтығына тең шаманы айтады. Толқынның λ ұзындығы, ν тербелiс жиiлiгi және оның υ таралу жылдамдықтарының арасында мынадай байланыс бар

υ=λ·ν

(3.1)






3.1 - сурет

Электромагниттiк толқындар деп айнымалы электр өрiсiнiң және онымен байланысқан магнит өрiсiнiң кеңiстiктегi таралу процессiн айтады. Ал бұл өрiстер сәйкес электр өрiсiнiң кернеулiгi және магнит индукция векторы арқылы сипатталатыны белгiлi. Олай болса, электромагниттiк өрiс тарап жатқан кеңiстiктiң әрбiр нүктесiнде осы векторлардың мәнi периодты түрде өзгерiп отырады. Электромагниттiк толқындар – көлденең толқындар. және векторлары бiр-бiрiне перпендикуляр жазықтықта тербеледi (3.1 - сурет). Электромагниттiк толқындардың болатыны жөнiндегi болжамды алғаш рет ағылшын ғалымы Дж.Максвелл айтқан болатын.

Айнымалы магнит және электр өрiстерi қарапайым тербелмелi контурда туындылайды. Бiрақ, бұл жағдайда магнит өрiсi индуктивтi катушканың маңында, ал электр өрiсi конденсатор астарларының арсында туындылайтын болғандықтан толқын кеңiстiкке тарамайды. Мұндай жүйенi әдетте жабық тербелмелi контур деп атайды.

Кеңiстiкке тарайтын электромагниттiк толқындарды ашық тербелмелi контурдың көмегiмен шығарып алуға болады. Ашық тербелмелi контур жөнiнде мына жерден қарап көруге болады.

§ 3.2 Герц тәжiрибесi. Электромагниттiк толқынның таралу жылдамдығы. Диполь


Бойынан айнымалы ток өтiп жатқан өткiзгiштердiiң маңында айнымалы магнит өрiсi туындылайды. Ал айнымалы ток болса, оны тасымалдайтын зарядтардың жылдамдығы өзгерген кезде, яғни олар үдей қозғалған кезде пайда болады. Олай болса, үдей қозғалған зарядтар өзiнiң маңында электромагниттiк толқындар туғызуы тиiс. Нақ осы принциптiң негiзiнде 1887 жылы немiс физигi Г.Герц электромагниттiк толқындарды тәжiрибе жүзiнде алғаш рет шығарып алып, зерттедi. Ол электромагниттiк толқындарды шығарып алу үшiн Герц вибраторы деп аталатын қондырғыны ойлап тауып, пайдаланды. Ал кеңiстiкте тараған толқындарды вибратордан бiраз қашықтықта орналасқан резонатор деп аталатын қондырғы арқылы тiркедi. Герц вибраторы, жұмыс iстеу принципi тұрғысынан алғанда кәдiмгi ашық тербелмелi контур болып табылады. Бұл қондырғы туралы мына жерден қарап көруге болады.

Үдей қозғалған зарядтардың көмегiмен электромагниттiк толқын шығарып алудың тағы бiр мүмкiндiгi – электр дипольдарын пайдалану. Электр дипольдары деп бiр-бiрiне өте жақын орналасқан, шамасы жағынан тең, ал таңбалары қарама-қарсы екi зарядтан тұратын жүйенi айтады (3.2 - сурет). Мұндай жүйе





(3.2)
















3.2 - сурет
өрнегiмен анықталған дипольдiң электр моментi деп аталатын шамамен сипатталады. Мұндағы q зарядтың шамасы, ал l зарядтардың арасын қосатын, терiс зарядтан оң зарядқа қарата бағытталған вектор. Егер бұл жүйедегi зарядтар гармониялық тербелiс жасай бастаса, онда жүйенiң электр моментi де гармониялық заңдылықпен pl = p0cos ωt түрiнде өзгередi. Ал электр моментi осылай өзгерген диполь, ол өз кезегiнде электромагниттiк толқындардың көзi болып табылады.

Осы тұрғыдан алғанда жоғарыдағы Герц вибраторы да дипольдiк жүйе. Тек мұндағы айырмашылық, дипольдiң электр моментiнiң өзгерiсi бұл жерде зарядтардың l ара қашықтығының өзгеруiнiң салдарынан емес, керiсiнше q зарядтардың шамаларының өзгеруiнiң салдарынан болады. Нәтижесiнде (3.2)- ге сәйкес бәрiбiр дипольдiң электр моментi өзгередi де, электромагниттiк толқындар шығады.



Максвелл теориясы бойынша электромагниттiк толқындардың ортадағы таралу жылдамдығы



(3.3)

өрнегiмен анықталады. Мұндағы ε және μ - толқын тарап жатқан ортаның қасиетiн сипаттайтын электр және магнит өтiмдiлiктерi. Ал ε0 және μ0 – сәйкес электр және магнит тұрақтылары. Олардың мәндерi физикалық тұрақтылардың кестесiнде келтiрiлген. Егер толқын вакуумда тарап жатса, онда бұл жағдайдағы электр және магнит өтiмдiлiктерiнiң ε=μ=1 екенiн ескере отырып, (3.3)-тен вакуумдағы жылдамдық үшiн



(3.4)

мәнiн аламыз. Гравитациялық тұрақты, Планк тұрақтылары тәрiздi электромагниттiк толқындардың вакуумдағы жылдамдығы да физиканың iргелi тұрақтыларының қатарына жатады. Тұрақты ретiнде оны басқа жылдамдықтардан өзгешелеп, с әрiпiмен белгiлейдi. Яғни



(3.5)


§ 3.3 А.С.Поповтың радионы ойлап табуы
Электромагниттiк толқындардың көмегiмен алысқа сымсыз хабар жеткiзудiң мүмкiндiгiн алғаш рет 1895 жылы 7 мамырда орыс инженерi А.С.Попов дәлелдеп көрсеттi. Бұл күн бүгiнде радионың туған күнi атап өтіледі. А.С.Попов алғашқыда өзiнiң ойлап тапқан радиоқабылдағышын найзағай ойнаған кезде туындылайтын электромагниттiк толқындарды тiркеу үшiн қолданған.




3.3 - сурет
Радиоқабылдағышты ойлап табумен қатар, 1896 жылы А.С.Попов электромагниттiк толқындарды таратқыш қондырғыны да құрастырды. Бұл радиотаратқыштың негiзгi тетiгi электромагниттiк толқындардың көзi болып табылатын ұшқын разрядтарымен жалғанған антенна болатын. Осындай радиотаратқыштан 250 м қашықтықта орналасқан радиоқабылдағышқа тұңғыш рет «Генрих Герц» деген екi сөзден тұратын радиограмма берiлдi.

Радиотехниканың дамуына сонымен қатар






3.4 - сурет
Поповтан бөлек жұмыс iстеген итальян инженерi Г.Маркони да елеулi үлес қосты. Ол 1901 жылы алғаш рет Атлант мұхиты арқылы радиобайланыс орнатты.

Радионы ойлап табу техниканың дамуындағы үлкен жетiстiк едi. Бұл жетiстiк адамдардың өмiрiне елеулi өзгешелiктер алып келдi. Бүгiнгi күндi радиобайланыссыз көзге елестету мүмкiн емес екендігі бәрімізге белгілі.


Каталог: files -> blogs
blogs -> Тақырыбы: Ленинград қорғанысы Мақсаты: Білімдік
blogs -> Программа по предмету «Русский язык»
blogs -> Сабақ түрі : Аралас сабақ Әдіс-тәсілдері : баяндау, түсіндіру, сұрақ-жауап, ой туғызу, қызығушылығын ояту,топпен жұмыс
blogs -> «Мұрагер»» бағдарламасы жайлы
blogs -> Негізгі орта білім беру деңгейінің «Өнер» білім саласы пәндерінің
blogs -> Оқу жылында Қазақстан Республикасының жалпы орта білім беретін ұйымдарында ғылым негіздерін оқытудың ерекшеліктері туралы
blogs -> Национальная академия образования им. Ы. Алтынсарина
blogs -> Бастауыш білім беру деңгейінің «Өнер» білім саласы бойынша
blogs -> Сабақ тақырыбы: Бердібек Соқпақбаевтың «Менің атым Қожа»
blogs -> Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі Ы. Алтынсарин атындағы Ұлттық білім академиясы


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2


©www.engime.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

енгізу | тіркеу
    Басты бет


материалдарды жүктеу