ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАРДЫ ҚОЛДАНУ

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТІРЛІГІНЕ

М. Х. ДУЛАТИ ат. ТАРАЗ АЙМАҚТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ.

БЕКІТЕМІН

БЕКІТЕМІН: М. Х. Дулати атындағы Тараз өңірлік унтверситеті, Ұстаз институты, “Физика және IT” кафедрасы.

БЕКІТЕМІН: Ф. - м. ғ. к., доцент Егембердиева С. -ға

БЕКІТЕМІН: «» 2020 г.

КУРСТЫҚ ЖҰМЫСТЫҢ ЕРЕЖЕСІ

Тіркеу№

ТАРАЗ 2020

Мазмұны

КІРІСПЕ 3

1 ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАР.

1. 1 Электромагнитік толқындар. 5

1. 2 Электромагниттік толқындардың қасиеттері мен түрлері. 7

1. 3 Электромагниттік толқынның энергиясы. 10

1. 4 электромагниттік толқынның сәулеленуі 13

2 ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАРДЫ ҚОЛДАНУ

2. 1 Электромагниттік толқындарды әр түрлі салада қолдану 14

2. 2 Электромагниттік толқындардарды ақпараттандыру жүйелерде

қолдану 17

ҚОРЫТЫНДЫ 19

ӘДЕБИЕТТЕР 80

Кіріспе

Қазақстан - 2030 ұзақ мерзімді стратегия басылымдылығына байланысты машина, кеме, авиация, әуе зымыранын жасау және басқа да техниканың салаларын дамыту - негізгі мақсат болып табылады. Ал жаратылыстану ғылымдарының ішінде физика дәл қазіргі уақытта табиғат танудағы көп басмымдылық беретін ғылымдардың бірі. Ол ғылымның, техниканың және өндірістің әр түрлі салаларын дамытуда зор ықпалын тигізіп отыр. Соның бір бағыты электромагниттік толқындардың қолданылуы болып табылады. Ол материяның өмір сүруінің ерекше түрі болып табылады. Электромагнитті толқындар екі жақты қасиеттерге ие. Бірі оның бөлшек “фотон” түрінде таралуы, екіншісі толқын түрінде таралуы. Бұл екі ұғымның бірігіп, бір затты бейнелеуі табиғаттың тұтастығы және материяның өмір сүру формасының көп бір емес бірнеше түрлілігін дәлелдейді. Электромагниттік толқындардың көзі тербелмелі контурдағы электр құбылыстары болып табылады. Контур көбірек энергия шығару үшін ондағы конденсаторларды бір - бірінен алыстатуымыз қажет. Контур 180° градусқа қарай орналасқан кезде жоғары электромагниттік толқын аламыз. Осылайша алынған толқын кеңістікте электромагниттік толқын ретінде таралады. Алғаш рет мұндай толқынды 1888 ж. Г. Герц алды. Герцтің алған толқыны өшетін болды. Ол аралық жарқырайтын вибратор шығаратын толқын болды. Мұндай вибраторлар электромагниттік толқынның барлық спектрін қамтыды.

Тақырыптың өзектілігі электромагнитті толқындардың негізгі қасиеттерін, қазіргі таңдағы қолданылу шеңберін зерттеу. Электромагнитті толқындар деп - электр және магнит өрісітерінің кеңістікте бірін - бірі тудыру нәтижесінде таралуын айтамыз. Электромагниттік толқынның шығарылуы мен жұтылуы техникада, тұрмыста, өмірде кеңінен қолданылады және жылдан-жылға бұл процесс жетілдіріліп отырады. Қарапайым Герц вибраторынан бастап қазіргі интернет байланыс жүйесі осы құбылысқа негізделген.

Ғылыми жаңалығы электромагниттік толқындардың қазіргі уақыттағы қолданылу шеңберін жаңа сала бойынша зерттеу және оны талдау.

Практиканың маңыздылығы электромагниттік толқындарды қолданылу шеңберін зерттеп, оқу үрдісінде қолданылу әдістемесін жетілдіру.

Шешілетін ғылыми мәселелердің қазіргі жағдайы

Электромагнитті толқындар спектрінің қолданылу мәселелерін, жетістіктерін талдаумен байланысты. Ақпараттық жүйеде кеңінен қолданылады.

Жұмыстың мақсаты: Болашақ мамандығым бойынша теориялық білімімді практикамен ұштастыра жүйеге келтіру, толықтыру және өңдеу. Электромагниттік толқындардың қазіргі уақыттағы қолданылу жағдаяттарын, зерттеу және тәжірибиеден өткізу. Өз еркеңмен, жеке жұмыс жасау қабілетімді арттыру. Курстық жұмысты орындау барысында пайда болған проблемаларды шешу.

Зерттеу обьектісі

электромагниттік толқындар табиғатын, ерекшеліктерін және қолданылуын зерттеу.

Теориялық негізі.

Электромагниттң толқындар табиғаты мен қасиеттерін көру және қолданылуын зерттеу.

Әдістемелік негізі

Электормагнитті толқындардың қолданылу бағыттарын алу және әдістемелік нұсқауларын ұсыну.

Электромагниттік толқындар

1. 1. Электромагниттік толқындар туралы жалпы түсінік

Электр өрісін электр заряды бар денелер туғызатынын жақсы білеміз. Өткізгіш бойымен электр зарядтары өткенде, өткізгіш төңірегінде магнит өрісі пайда болады. Қозғалмайтын заряд маңында электр өрісі барлық уақытта өзгеріссіз қалады. Бұл табиғат магнит өрісіне де тән құбылыс.

Ал егер қозғалмай тұрған немесе тұрақты қозғалыстан шығып, айнымалы қозғалысқа түссе, онда ол қандай өріс болады? Бұл сұрақтың жауабын ағылышын физигі Максвелл тапқан.

Электр зарядтары айнымалы қозғалысқа түскенде, онда электр өрісі де, магнит өрісі де пайда болып, уақыт өтуіне қарай өзгеріске ұшырап отырады.

Кез келген электр өрісінің өзгерісі құйынды магнит өрісін тудырады деп Д. К. Максвелл 1864 жылы болжау жасады және ол бұл өрістерді ажырамас бөлік ретінде электромагниттік өріс деп атады.

Максвелл сегіз жыл бойы тынымсыз жүргізген зерттеулерін 1873 жылы қорытындылай келе, электромагниттік өрістің теориясын жасады. Ол бос кеңістікте де толқын түрінде тарай алатынын дәлелдеді. Максвеллдің электромагниттік теориясының нүктесі мынадай болды.

Өзгеріп отыратын магнит өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын электр өрісін тудырады.
Өзгеріп отыратын электр өрісі кеңістікте өзгеріп отыратын магнит өрісін тудырады.

М. Фарадей электромагниттік индукция құбылысын кез келген магнит өріснің өзгерісі құйынды электр өрісін туғызатындығын түсіндірді.

1-суретте өзгеретін электр өрісінің кернеулік Е вектордың бағытын және осы өрістің тудырған құйынды магнит В векторы арасындағы байланыс көрсетілген. Сурет 1. Өрістердің арасындағы байланыс.

Электромагниттік өріс - ақиқат нәрсе. Өйткені ол материяның бір формасы болып табылады.

Электр зарядтары айнымалы тербеліс жасағанда, олардың туғызатын айнымалы электромагниттік өрісі кеңістіктің бір нүктесінен екінші нүктесіне тарайды.

Айнымалы электромагниттік өрістің кеңістікте таралуын электромагниттік толқын деп атайды.

Электромагниттік толқынның бастауын Максвелл ашып дәлелдегеннен кейін 1887-1888 жж. Г. Герцтің жасаған тәжірибиелері айнымалы электромагниттік өрістің кеңістікте толқын түрінде тарайтынын көрсетті.

Электромагниттік толқынның таралу механизмін былай түсіндіруге болады. Кеңістіктің белгілібір нүктесінде (мысалы, координаталары О бас нүктесінде) заряд айнымалы қозғалыс жасады делік. Зарядтың мұндай тербелісі Е кернеулік векторының қозғалысын туғызып, оның сандық мәні мен бағыты периодты түрде өзгеретін болды. Максвелл теорисы бойынша кеңістіктің нақ осы нүктесінде В индукция Е векторына перпендикуляр бағытта тербеліс жасайды. Сонымен қатар өріс векторларының тербелісі келесі нүктелердегі қозғалысқа беріледі. Сөйтіп, өріс векторларының келесі нүктелердегі тербелісі, алдыңғы нүктелерге қарағанда кешігіп туындайды. Осылайша электромагниттік өріс кеңістіктің барлық бағытында белгілі бір жылдамдықпен электромагниттік толқын болып таралады.

Электромагниттік толқынмен механикалық толқындардың ұқсастықтары да, өзгешеліктері де бар.

Ол әр кезде әртүрлі таралады. Мысалы, вакуумда жақсы таралады, жылдамдығы с жылдамдығына тең:

(1. 1)

Ал механикалық толқындар тек заттардың бөлшектері қатысатын орталарда ғана (қатты денеде, сұйықта және газда) ғана тарайды. Еркін электр зарядтары болғандықтан, өткізгіштердегі электр өрісі әрқашан нөлге тең, сондықтан электромагниттік толқындар өткізгіштік орталарда тарамайды.

Электромагниттік толқында өрістің Е және В векторлары ғана тебілсе, механикалық толқынды ортада оны құрайтын заттардың бөлшектері тебілетінін айта аламыз.

Электромагниттік толқындар - тек көлденең толқындар болып табылады. Шынында да В

Максвелл гипотезасы негізінде есептелген электромагниттік толқынның жылдамдығы тәжірибелерде анықталған жарық жылдамдығына тең болады. Бұл сәйкестік көрінетін жарықты электромагниттік толқындардың бір түрі деген болжам жасалды.

Енді Максвелдің теңдеулерін пайдаланып, жазық электромагниттік толқындардың теңдеуін шығарып алайық:

$\oint_{}^{}{Edl = - \frac{dB}{dt}S, }$

$\oint_{}^{}{Hdl = - \frac{dD}{dt}S. }$

Мұндай контурлы иньегралдарды есептеу үшін $D$ және В векторларының бағыты бұранда ережесінің оң бағытымен сәйкес келуі керек. Есептеулерді жеңілдету үшін электромагниттік өрістің қозу нүктесінде Е векторы юарлық

Электромагниттік индукцияны байқау тәжірибелерінде құйынды электр өрісінің магнит ағыны Ф өзгергенде туындайтынын анықтаған болатынбыз. Магнит ағынының өзгерісі осы өрісті тудырған ток күші өзгерісінен болады. Өткізгіштегі ток күшінің өзгерісі электр зарядтарының реттелген жылдамдығы өзгерісінен, яғни электрондардың үдеуінен пайда болады. Сонымен құйынды электр өрісінің туындауы электрондардың үдемелі қозғалысы есебінен болады. Осы шарт - электромагниттік толқындардың пайда болуының жалпы шарты болып табылады.

Электромагниттік толқындар электр зарядтарының үдемелі қозғалысында туындайды .

Электромагниттік толқындардың бар екендігі жайында Максвелл теориялық қорытындысын тәжірибиелік тұрғыдан анықтауды 1888 жылы Герц іске асырған болатын.

Электромагниттік толқынның негізгі қасиеттерімен танысайық