Электромагниттік толқындарды эксперементте бақылау


Жоспар.

I Кіріспе.

а) Электромагниттік толқын.

II Негізгі бөолім.
а) Электромагниттік толқындарды эксперементте бақылау.
ә) Ашық тербелмелі контур.
б) Герц тәжірбиелері.
в) Электромагниттік сәулелер ағынының тығыздығы.

III Қорытынды.

а) Генрих Герцтің электромагниттік толқынды ашуы.
Пайдаланған әдебиеттер
Кіріспе.

а) Электромагниттік толқын.
Электр заряды бір нүктеден екінші нүктеге орын ауыстырып қана қоймай, бір түзудің бойымен шапшаң тербеліс жасайды. Заряд серіппеге ілулі жүк сияқты қозғалып, үлкен жиілікпен тербеледі. Сонда зарядтың тура жанындағы электр өрісі болса, енді зарядтан үлкен ара қашықтықта, айнымалы электр өрісін т. с. с. туғызатын болады.
Тербелуші заряд тудыратын электромагниттік өрістің пайда болуының күрделі процессін біз егжей-тегжейлі қарастырмаймыз. Тек соңғы нәтижені ғана келтіреміз.
Заряд қоршаған кеңістікте, бір-біріне перпендикаляр болып, периодпен өзгеретін электр және магнит өрісінің жүйесі пайда болады да, барған сайын үлкен аймақтарды қамтып жайылады.
Кеңістіктің әр нүктесінде электр және магнит өрістері уақыт бойынша периодты өзгереді. Неғұрлым нүкте зарядтан алысырақ тұрса, өрістердің тербелістері оған соғұрлым кішірек жетеді. Олай болса, зарядтан әр түрлі қашықтықтағы тербелістер әр түрлі фазамен жасалады.
Электромагниттік толқындар бар, екендігінің ақиқаттығына Максвелл аса қатты сенген еді. Бірақ олардың эксперемент жүзінде байқалғанын ол көре алмай кетті. Ол қайтыс болған соң 10 жыл өткенде ғана электромагниттік толқындарды Герц эксперемент жүзінде шығарып алды.
Электромагниттік толқындар айнымалы электр өрісінің айнымалы магнит өрісін тудыруының арқасында пайда болды. Осы айнымалы магнит өрісі өз кезегінде айнымалы электр өрісін тудырады.
Пайдаланған әдебиеттер.

1. Мякишев, Буховцев – Физика.
2. Совельев – Жалпы физика курсы. (Том 3, 4)
3. Жданов – Физика.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 16 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 400 теңге




Электромагниттік толқындарды эксперементте бақылау.
Электромагниттік сәулелер арынының тығыздығы.

Жоспар.

I Кіріспе.
а) Электромагниттік толқын.

II Негізгі бөолім.
а) Электромагниттік толқындарды эксперементте бақылау.
ә) Ашық тербелмелі контур.
б) Герц тәжірбиелері.
в) Электромагниттік сәулелер ағынының тығыздығы.

III Қорытынды.
а) Генрих Герцтің электромагниттік толқынды ашуы.
Пайдаланған әдебиеттер

Кіріспе.

а) Электромагниттік толқын.
Электр заряды бір нүктеден екінші нүктеге орын ауыстырып қана
қоймай, бір түзудің бойымен шапшаң тербеліс жасайды. Заряд серіппеге ілулі
жүк сияқты қозғалып, үлкен жиілікпен тербеледі. Сонда зарядтың тура
жанындағы электр өрісі болса, енді зарядтан үлкен ара қашықтықта, айнымалы
электр өрісін т. с. с. туғызатын болады.
Тербелуші заряд тудыратын электромагниттік өрістің пайда болуының
күрделі процессін біз егжей-тегжейлі қарастырмаймыз. Тек соңғы нәтижені
ғана келтіреміз.
Заряд қоршаған кеңістікте, бір-біріне перпендикаляр болып,
периодпен өзгеретін электр және магнит өрісінің жүйесі пайда болады да,
барған сайын үлкен аймақтарды қамтып жайылады.
Кеңістіктің әр нүктесінде электр және магнит өрістері уақыт бойынша
периодты өзгереді. Неғұрлым нүкте зарядтан алысырақ тұрса, өрістердің
тербелістері оған соғұрлым кішірек жетеді. Олай болса, зарядтан әр түрлі
қашықтықтағы тербелістер әр түрлі фазамен жасалады.
Электромагниттік толқындар бар, екендігінің ақиқаттығына Максвелл
аса қатты сенген еді. Бірақ олардың эксперемент жүзінде байқалғанын ол көре
алмай кетті. Ол қайтыс болған соң 10 жыл өткенде ғана электромагниттік
толқындарды Герц эксперемент жүзінде шығарып алды.
Электромагниттік толқындар айнымалы электр өрісінің айнымалы магнит
өрісін тудыруының арқасында пайда болды. Осы айнымалы магнит өрісі өз
кезегінде айнымалы электр өрісін тудырады.

Толқындық процестер табиғатта өте кең таралған. Толғындық
қозғалысты тудыратын физикалық себептер түрліше болады. Бірақ тербелістер
тәрізді толқындардың барлық түрі де сандық мәністе бірдей не бірдей дерлік
заңдармен сипатталады. Егер түрліше толқындық құбылыстарды бір-бірімен
салыстырып отырса, онда түсінуге қиын деген мәселелердің өзі айқындала
түседі.
Толқын дегеніміз не? Толқын деп уақыт бойынша кеністікте таралатын
тербелістерді айтады.
Ауада, қаттыденелерде және ұйық ішінде механикалық толқындар
серпінділік күштері арқасында пайда болады. Осы күштер дененің жеке
бөліктерінің арасын байланыстырып тұрады. Су бетіндегі толқындардың пайда
болуында ауырлық күші мен реттік керілу күшінің ролі бар.
Толқындық қозғалыстың ең басты ерекшеліктерін нағыз көрнекті түрде су
бетіндегі толқындардын көруге болады. Толқындар дөнгелек жалдар түрінде
ілгері жөңкіп бара жатқандай. Сонда жалдардың немесе өркештердің аралары
бірдей дерлік болады. Дегенмен, егер суға жеңіл нәрсе, мысалы сіріңке
қорабын, тастап жіберсек, ол толқынмен ілесіп алға кетпей, дәл бір орында
тұрып, жоғары – төмен тербеле бастайды.
Толқын таралған кезде ішінде толқын таралатын зат тасымалданбайды,
тербелуші ортаның айрықша күйінің орын ауыстыруы болады. Бір жерде (мысалы,
тасталған тастан) пайда болған судың ұйытқуы көршілес бөліктерге беріліп,
осылай біртіндеп жан – жаққа тарайды. Ал су ақпайды: орын ауыстыратын тек
оның бетінің пішіні ғана.
Толқын жылдамдығы. Толқынның аса маңызды сйпаттамасы – оның таралу
жылдамдығы. Қандай толқын болса да кеңістікке лезде таралмайды. Олардың
жылдамдығы шектелуі. Мәселен, теніз үстіндегі шағала үнемі бір ғана толқын
жотасының үстімен ұшады дерлік. Бұл жағдайда толқын жылдамдығы шағаланың
жылдамдығына тең. Су бетіндегі толқындардың таралу жылдамдығы үлкен емес
болғандықтан да бұл құбылыс бақылау үшін ыңғайлы.

Резеңке баудын бойымен тарайтын толқындарды да бақылау қыиын емес.
Егер баудын бір ұшын бекітіп, оны аздап қолмен созып, екінші ұшын
тербелмелі қозғалысқа клтірсе, сонда баудын бойымен толқын жүгіреді. Бауды
неғұрлым күштірек созсақ, толқынның жылдамдығы соғұрлым үлкен болады.
Толқын бауды бекіткен нүктеге жетіп барып шағылады да, кері қайтады. Мұнда
толқын таралу кезінде баудың пішіні өзгереді. Ал баудың әр бөлігі өзінің
өзгермейтін тепе – теңдік қалпына қатысты тербеледі. Мұнаған назар
аударындар: толқын баудың бойымен таралған баудың жеке бөліктері толқынның
таралу бағытына перпендикуляр бағытта тербеледі. Осындай толқындарды
көлденең толқындар деп атайды.
Бірақ кез келген толқын көлденең толқын болмайды. Толқының таралу
бағыты бойымен жасалатын тербелістер де бар. Ондай толқын қума толқын деп
аталады. Қума толқынды диаметірі үлкен ұзын жұмсақ серіппенің көмегімен
бақылау ынғайлы. Серіппенің бір ұшынаң алақанымен қағып қалып, сығылудың
(серпінді инпульс) серіппе бойымен қалай жүгіріп өтетін байқауға болады.
Серіппені қаққылай отырып, бірін – бірі іркес – тіркес қуалаған, серіппенің
сығылуы мен созылуынан тұратын толқын қоздыруға болады. Серіппенің кез
келген орамы толқынның таралу бағытына бойымен тербеледі.
Тербеліс
Толқынның таралу
бағыты
бағыты

Механикалық толқын таралған кезде дененің бір бөлігінен екінші
бөлігіне қозғалыс жеткізіліп тұрады. Қозғалыс жеткізілгенде онымен ілесе
энергия жеткізіледі. Барлық толқындардың, табиғатына байланыссыз, ең
негізгі қасиеті – олардың затты тасымалдамай, энергияны тасымалдауы. Бау,
ішек сияқылдылардын ұштарына қоздырып тербелтетін көзден энергия беріледі
де, ол толқынмен бірге таралады. Кез келген көлденен қима арқылы, мысалы
бау арқылы, энергия үздіксіз келіп тұрады. Бұл энергия бау бөліктері
қозғалыстарының кинетикалық энергиядан және серпінді деформациясының
потенциалдық энергиясынан құралады. Толқын таралған кезде тербеліс
амплетудасы біртіндеп кемитіні механикалық энергияны бір бөлігінің ішкі
энергияға айналуына байланысты.
Эгер созылған резеңке баудын ұшын белгілі жиілікпен
гармоникалық түрде тербелте бастасақ, онда бұл тербелістер баудың бойымен
тарала бастайды. Баудың кез келген бөлігінің тербелісі баудың ұшының
тербелісінің жиілігімен және амплитудасымен тербелетін болады. Бірақ бұл
тербелістер фаза жағынан бір – бірлеріне қатысты ығысулы болады. Мұндай
толқындар монохроматты деп аталады.
Егер баудың екі нүктесінің тербелістерінің фазалары ығысуы
болса, онда бұл нүктелер дәлме – дәл бірдей тербелістер жасайды:
себебі екені белгілі. Мұндай тербелістер синфаздық (бірдей фазада
өтеді) деп аталады. Бірдей фазада тербелетін іргелес екі нүктенің ара
қашықтығы толқын ұзындығы деп аталады.
толқын ұзындығының, жиіліктің және толқынның таралу
жылдамдығының арасындағы байланыс нүкте бір период ішінде толқын
қашықтыққа таралады. Сондықтан оның жылдамдығы мына формуламен анықталады:

Ал T период пен жиілік

қатысымен байланысатындықтан, былай болады:

Толқынның жылдамдығы толқын ұзындығы мен тербеліс жиілігінің
көбейтіндісіне тең. Толқын бау бойымен таралған кезде біз екі текті
периодтылықты кездестіреміз.

Біріншіден, баудын әрбір бөлшегі уақыт бойынша периодты
тербелістер жасайды. Гармоникалық тербелістер жағдайынды (бұл тербелістер
синусоидалық не косинусоидалық заң бойынша жүреді) тербелістердін жиілігі
мен амплитудасы барлық нүктелерде бірдей. Тербелістер тек фазалары бойынша
ажыратылады. Екіншіден, берілген уақыт мезетінде толқын пішіні кеңістікте
баудың бойымен ұзындығы кесінді сайын қайталайды. Белгілі бір уақыт
мезетіндегі толқын профилі көрсетілген (қара сызық). Уақыт өткен сайын
барлық осы көрініс жылдамдық пен солдан онға қарай ығысады.
Сонда, уақыт аралығы өткен сон, толқын түрі сол суретте түсті
сызықпен кескінделгендей болады.
Біз толқын ұзындығы, толқынның тербелісінің жиілігі және
амплитудасы деп нелердін аталатының еске түсірдік. Толқынның толқын
ұзындығы, тербеліс жиілігі және таралу жылдамдығы арасындағы манызды
қатынасты жаздық: барлық осы түсініктер механикалық және
электромагниттік толқындар үшін ортақ болып табылады.

II. Негізгі бөлім.
а) электромагниттік толқындарды эксперементте бақылау.

Электромагниттік толқындардың тұнғыш рет қалай алынғанымен
танысалық. Бұл толқындардың пайда болу процесі күрделі, біз оларды жалпы
сипатта ғана қарастырып өтеміз.
Электромагниттік толқын айнымалы электр және магнит өрісінің өзара
байланыстары арқылы пайда болады. Бір өрістің өзгерісінен келіп екінші
туады.
Неғұрлым магнит индукциясы уақыт бойынша шапшаңырақ өзгеретін
болса, өнетін электр өрісінің кернеулігінің соғұрлым жоғары болады.
Ендеше, интенсивті электромагниттік толқындар туғызу үшін жиілігі
мейлінше жоғары электромагниттік тербелістер жасау керек. Осы шарт
орындалғанда, электр өрісінің кернеулігі мен магнит өрісінің
индукциясы шапшаң өзгеретін болады.
Өнеркәсіптік токтың жиілігінен (50 Гц) жиілігі анағұрлым жоғары
тербелістерді тербелмелі контурдың көмегімен шығарып алуға долады.
Контурдың индуктивтігі мен сиымдылығы неғұрлым кіші болса, тербеліс жиілігі
солғұрлым үлкен болады:

ә) Ашық тербелмелі контур.

Алайда электромагниттік тербелістердің үлкен жиілігі
электромагниттік толқындар интенсивті (күшті) шығарып алудың кепілі бола
алмайды. 1-суретте кескінделген әдеттегі контурда (оны жабық контур деуге
болады) магнит өрісі түгел дерлік катушканың ішінде, ал электр өрісі –
конденсатордың ішінде жинақталған деген болады.

2-сурет
4-сурет, 5-сурет
Контурдан алыс жерде электромагниттік өрісті жоқ деуге болады. Мұндай
контурды электромагниттік толқындарды ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Электромагниттік толқындар
Электромагниттік толқындар түсінігі
Электромагниттiк тербелiстер
Электромагниттік сәулелену
Электромагниттік толқындардың электр сигналдарын таратуы
Көлденең және қума толқындар. Электромагниттік толқындар
Электромагниттік индукция заңы
Электромагниттік толқындар туралы
Электромагниттік толқындардың поляризациясын модельдеу
Диэлектриктер арасындағы жазық электромагниттік толқындардың сынуы және шағылуы
Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор №1 болып табылады.

Байланыс

Qazaqstan
Phone: 777 614 50 20
WhatsApp: 777 614 50 20
Email: info@stud.kz
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь