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.
        
        Электромагниттік толқындарды эксперементте бақылау.
Электромагниттік сәулелер арынының тығыздығы.
Жоспар.
I ... ... ... Негізгі бөолім.
а) ... ... ... ... Ашық ... ... Герц ... Электромагниттік сәулелер ағынының тығыздығы.
III ... ... ... ... ... ... ... Электромагниттік толқын.
Электр заряды бір нүктеден екінші нүктеге орын ауыстырып қана
қоймай, бір ... ... ... тербеліс жасайды. Заряд серіппеге ілулі
жүк сияқты қозғалып, үлкен жиілікпен тербеледі. ... ... ... ... ... ... енді зарядтан үлкен ара қашықтықта, айнымалы
электр ... т. с. с. ... ... ... ... ... ... пайда болуының
күрделі процессін біз егжей-тегжейлі қарастырмаймыз. Тек ... ... ... ... кеңістікте, бір-біріне перпендикаляр болып,
периодпен өзгеретін электр және ... ... ... пайда болады да,
барған сайын үлкен аймақтарды қамтып ... әр ... ... және ... ... ... бойынша
периодты өзгереді. Неғұрлым ... ... ... тұрса, өрістердің
тербелістері оған соғұрлым кішірек жетеді. Олай ... ... әр ... ... әр ... ... жасалады.
Электромагниттік толқындар бар, екендігінің ақиқаттығына Максвелл
аса қатты сенген еді. Бірақ олардың ... ... ... ол көре
алмай кетті. Ол қайтыс болған соң 10 жыл өткенде ғана ... Герц ... ... ... ... толқындар айнымалы электр өрісінің айнымалы магнит
өрісін тудыруының арқасында пайда болды. Осы ... ... ... ... ... ... ... тудырады.
Толқындық процестер табиғатта өте кең таралған. Толғындық
қозғалысты тудыратын физикалық себептер ... ... ... ... толқындардың барлық түрі де сандық мәністе бірдей не бірдей дерлік
заңдармен ... Егер ... ... ... ... ... онда ... қиын деген мәселелердің өзі айқындала
түседі.
Толқын дегеніміз не? Толқын деп уақыт бойынша кеністікте таралатын
тербелістерді ... ... және ұйық ... ... толқындар
серпінділік күштері арқасында пайда болады. Осы күштер дененің жеке
бөліктерінің арасын байланыстырып тұрады. Су бетіндегі толқындардың пайда
болуында ауырлық күші мен ... ... ... ролі ... ... ең басты ерекшеліктерін нағыз көрнекті түрде су
бетіндегі толқындардын көруге болады. Толқындар дөнгелек жалдар түрінде
ілгері жөңкіп бара жатқандай. Сонда жалдардың немесе ... ... ... ... ... егер суға ... ... мысалы сіріңке
қорабын, тастап жіберсек, ол толқынмен ілесіп алға кетпей, дәл бір ... ...... ... бастайды.
Толқын таралған кезде ішінде толқын таралатын зат тасымалданбайды,
тербелуші ортаның айрықша күйінің орын ауыстыруы болады. Бір жерде (мысалы,
тасталған тастан) ... ... ... ұйытқуы көршілес бөліктерге беріліп,
осылай біртіндеп жан – жаққа тарайды. Ал су ... орын ... ... ... ... ... жылдамдығы. Толқынның аса маңызды сйпаттамасы – оның таралу
жылдамдығы. Қандай толқын болса да кеңістікке лезде таралмайды. Олардың
жылдамдығы шектелуі. ... ... ... ... ... бір ғана ... үстімен ұшады дерлік. Бұл жағдайда толқын жылдамдығы шағаланың
жылдамдығына тең. Су ... ... ... ... ... ... да бұл құбылыс бақылау үшін ыңғайлы.
Резеңке баудын бойымен тарайтын толқындарды да бақылау қыиын емес.
Егер баудын бір ұшын бекітіп, оны ... ... ... екінші ұшын
тербелмелі қозғалысқа клтірсе, сонда баудын бойымен толқын жүгіреді. Бауды
неғұрлым күштірек созсақ, толқынның ... ... ... ... ... бекіткен нүктеге жетіп барып шағылады да, кері қайтады. Мұнда
толқын таралу кезінде баудың пішіні өзгереді. Ал баудың әр бөлігі ... тепе – ... ... ... ... Мұнаған назар
аударындар: толқын баудың бойымен таралған баудың жеке бөліктері толқынның
таралу бағытына перпендикуляр бағытта тербеледі. Осындай толқындарды
көлденең ... деп ... кез ... ... ... толқын болмайды. Толқының таралу
бағыты бойымен жасалатын тербелістер де бар. ... ... қума ... деп
аталады. Қума толқынды диаметірі үлкен ұзын жұмсақ серіппенің көмегімен
бақылау ынғайлы. Серіппенің бір ... ... ... ... ... ... серіппе бойымен қалай жүгіріп өтетін байқауға болады.
Серіппені қаққылай отырып, бірін – бірі іркес – тіркес қуалаған, ... мен ... ... ... ... болады. Серіппенің кез
келген орамы толқынның таралу бағытына бойымен тербеледі.
Тербеліс
Толқынның таралу
бағыты
бағыты
Механикалық толқын таралған кезде дененің бір бөлігінен екінші
бөлігіне ... ... ... ... ... онымен ілесе
энергия жеткізіледі. Барлық толқындардың, табиғатына байланыссыз, ең
негізгі қасиеті – олардың затты тасымалдамай, энергияны тасымалдауы. Бау,
ішек ... ... ... ... ... энергия беріледі
де, ол толқынмен бірге таралады. Кез келген көлденен қима арқылы, ... ... ... ... ... ... Бұл энергия бау бөліктері
қозғалыстарының кинетикалық энергиядан және серпінді деформациясының
потенциалдық энергиясынан құралады. Толқын таралған ... ... ... кемитіні механикалық энергияны бір бөлігінің ішкі
энергияға айналуына байланысты.
Эгер созылған резеңке баудын ұшын белгілі жиілікпен
гармоникалық түрде ... ... онда бұл ... ... ... ... ... кез келген бөлігінің тербелісі баудың ұшының
тербелісінің жиілігімен және амплитудасымен тербелетін болады. Бірақ бұл
тербелістер фаза жағынан бір – ... ... ... ... ... ... деп аталады.
Егер баудың екі нүктесінің тербелістерінің фазалары ығысуы
болса, онда бұл нүктелер дәлме – дәл бірдей тербелістер ... ... ... Мұндай тербелістер синфаздық (бірдей фазада
өтеді) деп аталады. Бірдей фазада тербелетін іргелес екі нүктенің ара
қашықтығы толқын ұзындығы деп аталады.
толқын ... ... және ... ... ... байланыс нүкте бір период ішінде толқын
қашықтыққа таралады. Сондықтан оның жылдамдығы мына ... ... T ... пен ... ... ... ... жылдамдығы толқын ұзындығы мен тербеліс жиілігінің
көбейтіндісіне тең. Толқын бау бойымен таралған кезде біз екі текті
периодтылықты ... ... ... ... ... ... ... жасайды. Гармоникалық тербелістер жағдайынды (бұл тербелістер
синусоидалық не косинусоидалық заң бойынша ... ... ... ... ... нүктелерде бірдей. Тербелістер тек фазалары бойынша
ажыратылады. Екіншіден, берілген уақыт мезетінде толқын пішіні кеңістікте
баудың бойымен ұзындығы кесінді сайын ... ... бір ... ... ... көрсетілген (қара сызық). Уақыт өткен сайын
барлық осы көрініс жылдамдық пен солдан онға ... ... ... аралығы өткен сон, толқын түрі сол суретте түсті
сызықпен кескінделгендей болады.
Біз толқын ұзындығы, толқынның тербелісінің жиілігі және
амплитудасы деп ... ... еске ... ... ... ... жиілігі және таралу жылдамдығы арасындағы манызды
қатынасты жаздық: барлық осы түсініктер механикалық және
электромагниттік толқындар үшін ортақ болып ... ... ... электромагниттік толқындарды эксперементте бақылау.
Электромагниттік толқындардың тұнғыш рет қалай ... Бұл ... ... болу ... күрделі, біз оларды жалпы
сипатта ғана қарастырып өтеміз.
Электромагниттік толқын айнымалы электр және магнит ... ... ... ... ... Бір өрістің өзгерісінен келіп екінші
туады.
Неғұрлым магнит индукциясы ... ... ... ... ... ... өрісінің кернеулігінің соғұрлым жоғары болады.
Ендеше, интенсивті электромагниттік толқындар туғызу үшін жиілігі
мейлінше жоғары ... ... ... керек. Осы шарт
орындалғанда, электр өрісінің кернеулігі мен ... ... ... өзгеретін болады.
Өнеркәсіптік токтың жиілігінен (50 Гц) жиілігі анағұрлым жоғары
тербелістерді тербелмелі контурдың ... ... ... ... индуктивтігі мен сиымдылығы неғұрлым кіші болса, тербеліс жиілігі
солғұрлым үлкен болады:
ә) Ашық ... ... ... тербелістердің үлкен ... ... ... ... ... ... ... бола
алмайды. 1-суретте кескінделген әдеттегі контурда (оны жабық ... ... ... ... ... ... ... ішінде, ал электр өрісі –
конденсатордың ішінде жинақталған деген болады.
2-сурет
4-сурет, ... алыс ... ... ... жоқ деуге болады. Мұндай
контурды электромагниттік толқындарды өте нашар шығарып таратады.
Электромаениттік ... ... алу үшін ... ... де Герц
вибраторы деп аталатын, қарапайым құрылғыны пайдаланған. Бұл құрылғыашық
тербелмелі контур болып табылады.
Конденсатор пластиналарының арасын ... ... ... ... кішірейте отырып және сонымен бір ... ... ... ... ... жабық контурдан ашық контурға көшуге болады.
Ақырында жай түзу сым шығады. Ашық тербелмелі ... ... осы. ... ... және ... аз. ... тербелістер жиілігі
орасан үлкен.
Ашық контурда зарядтар өткізгіштің ... ... ... өне бойына таратылған. Берілген уақыт мезетінде ток өткізгіштің
барлық қималарында ылғи бір жаққа ... ... ... ... ток күші ... ... ... нөлге тең, ал ... ... ... ... ... ток ... ... уақыт
мезетінде ток күші барлық қимада да ... ... ... өріс ... ... ... түгел қамтиды.
Әлгіндей контурда тербелісті қоздыру үшін ... ... ... ... ... ... ауа ... қалатындай етіп (3-сурет).
Содан кейін өткізгіштің екі бөлігін де жоғары потенциалды айырмасына дейін
зарядталады. Потенциялдар айырмасы бір ... ... ... кезде ұшқын атып
шығады да, тізбек тұйықталып, ашық контурда тербелістер өнеді (4-сурет).
Контур ішіндегі тербелістер екі ... ... ... ... ... бар ... екіншіден, вибратор
электромагниттік ... ... ... ... ... ... тоқтағаннан кейін, ток көзі екі өткізгішті қайыра зарядтайды да
(ұщқындық аралықта тесіп өту басталғанға ... бәрі ... ... ... ашық тербелмелі контурда өшпейтін тербелістер шығарып алу
үшін, оны транзисторлы ... ... ... ... ... ... ... байланыстырады.
б) Герц тәжірибелері.
Герц электромагниттік толқындары жоғары кернеу көзінің көмегімен
вибраторда тез ... ... ... ... ... ... шығарып
алады. Вибратордағы электр зарядтарының тербелістері электромагниттік
толқын туғызады. Бірақ вибратордағы ... ... ... ғана
зарядтаулы бөлшек емес, үйлесімді түрде қозғалатыны өте көп электрондар
жиынтығы. ... ... және ... ... және векторы вибратор арқылы өтетін жазықтықта жатады,
ал ... осы ... ... ... ... таралу
интенсивтігі вибратор осіне перпендикуляр бағытта ең көп (максимум) болады.
Осьтің бойымен толқын шығып таралмайды.
Герц электромагниттік ... ... ... ... ... ... вибратордың (резонатордың) көмегімен
қабылдап тіркеді. Электромагниттік толқындардың айналымы ... ... ... ... ток тербелістері қоздырылады. Егер
қабылдаушы ... ... ... ... толқынның
жиілігімен дәл келсе, резонанс байқалады. Резонаторды толқын ... ... ... онда ... ... үлкен
амплитудамен өтеді. Бұл ... Герц ... ... өте ... ... ... бақылау арқылы аңғарған.
Герц электромагниттік толқындары шығарып алып қана қойған ... ... ... ... ... ... үлкендігін де байқады. Атап
айтқанда, ол электромагниттік толқындардың метал тарбақтан шығарылатын және
толқындардың интерференциясын бақылады. Вибратордан келген ... ... ... ... мен қосқанда, интерференциялдық көріністің
максимум және ... ... ... ... ... ... ... табуға және толқын ұзындығын анықтауға болады.
Герц тәжірбиелерінде ... ... ... ... ... ... Вибратордағы электромагниттік тербелістердің меншікті
жиілігін есептеп алып, Герц электромагниттік толқындардың жылдамдығын ... ... ... Ол ... жылдамдығына тең екен:
км/с.
Герц тәжірбиелері Максвеллдің теориялық болжамдарының ... ... ... ... ... ... үшін ашық ... жоғары жиелікті электромагниттік тербелістерді тудыру қажет.
в) Электромагниттік сәулелер ағынының тығыздығы.
Шығарылған электромагниттік толқын шығарып ... ... ... зор, ... ... шығаратын көздердің оның
қабылдағыштарына ... ... ... Біз енді ... шығарып тарату
сипаттамаларының ең бастыларының бірімен танысамыз.
Ауданы S ... ... ... ... ... ... тасмалдайды 5-суретте сондай бір ... ... ... түзу ... ... ... таралу
бағытын көрсетеді. Бұл сәулелер – толқындық бетке перпендикуляр сызықтар,
беттің барлық нүктесінде тербелістер бірдей
фазада өтеді. ... ... ... ... деп аталады.
5-сурет
6-сурет
Электромагниттік сәулелер ағынының I тығыздығы деп ... ... S ... ... ... ... энергияның S ауданымен уақыттың көбейтіндісіне
қатынасын айтады:
(4.1)
шындығында мұның өзі беттің бірлік ауданынан өтетінэлектромагниттік
толқын шығарудың ... ... ... ... ... ... SI ... ватт бөлінген квадрат мерт (Вт/м2) есебімен
өрнектеледі. Бұл шаманы кейде толқынның интенсивтігі деп те ... ... ... ... мен оның ... ... ... өрнектейік. Сәулелерге перпендикуляр орналасқан S бет таңдап ... ... ... ... ... ... (6-сурет).
Цилиндірдің көлемі . ... ... ... ... ... ... мен ... көбейтіндісіне тең: Осы
бүкіл энергия уақыт ішінде цилиндірдің оң жақ ... ... ... (4.1) ... табатынымыз:
(4.2)
яғни толқын шығару ағынының тығыздығы электромагниттік энергияның тығыздығы
мен оның таралу жылдамдығының көбейтінбісіне тең.
Толқын шығару ағынының ... ... ... ... ... тәуелді екенін табайық. Ол үшін тағы бір жаңа ұғым енгізу қажет
болады.
Электромагниттік толқындарды шығару ... ... ... ... Солардың ең қарапайымы нүктелік толқын көзі болып табылады.
Егер жарық шығаратын ... ... оның ... бағаланатын ара
қашықтықтан көп кіші болса, ол нүктелік көз деп ... ... ... ... көзі ... толқындарды барлық бағытта да бірдей
интенсивтілікпен ... деп ... ... көз – ... басқа үлгілер: материалдық нүкте, идеал газ, тағы ... реал ... ... жарық шығарады, яғни электромагниттік толқын шығарады.
Жұлдыздарға дейінгі ... ... ... көп ... нақ осы ... ... көздің жақсы үлгісі ... ... ... ... ... ... ... бойынша барған сайын артып отырады. Сондықтан бірлік ... ... ... ... ... яғни ... ағынының тығыздығы жарық
көзінен қашықтаған сайын кеми түседі.
Толқын ағынының тығыздығы жарық көзіне дейінгі ара қашықтыққа қалай
тәуелді екенін ... ... Ол үшін ... ... радиусы R, бетінің
ауданы сфераның центіріне қояйық.
Егер уақыт ішінде ... ... ... көзі энергия
шығарады десек, онда
(4.3)
Нүктелік көзден ... ... ... ... ... көзіне
дейінгі қашықтықтың квадратына кері пропорционал кемиді.
Зарядталған бөлшектер үдемелі қозғалғанда ғана электромагниттік
толқын шығып ... ... ... ... ... ... ... шығарылатын бөлшектердің үдеуіне пропорционал
болады.Гармоникалық ... үдеу ... ... ... ... өрісініңкернеулігі мен магниттік индукция жиіліктің
квадратына пропорционал:
(4.4)
Электр өрісі энергиясының жиілігі өріс ... ... ... ... ... ... ... квадратына
пропорционал екенін көрсетуге болады. Электромагниттік өріс энергиясының
толық тығыздығы электр және ... ... ... ... тең. ... толқын ағынының I тығыздығы, пропорционалдықта
болады:
(4.5)
Ал (4.4) бойынша Е~w2 және B~w2, ендеше
(4.6)
Толқын ағынының ... ... ... ... ... ... ... жиілігін екі есе арттырғанда
шығарылған энергия 16 есе ... ... ... осы себепті
жиілігі жоғары: ондаған мыңнан ондаған миллион Гц-ге дейін тербелістерді
қоздырады жиілігі 50 Гц ... ... ... ... ... ... болады.
Электромагниттік толқындар энергия тасмалдайды. ... ... ... ... энергия тығыздығының оның таралу
жылдамдығына көбейтіндісіне тең болады. Толқынның интенсивтігі ... ... ... және ... ... квадратына кері
пропорционал кемиді.
III Қорытынды.
а) Генрих Герцтің электромагниттік ... ... Герц ... – көрнекті неміс физигі, ол
электромагниттік ... бар ... 1886 ж. ... рет
электромагнитпен дәлелдеді. Электромагниттік толқындарды зерттей келе, Герц
электромагниттік толқындар мен ... ... ... ... ... ... ... жұмыстары, электромгниттің ... ... оның ... ... ... ... ділілі болды. Максвелл теңдеуінің қазіргі түрін
Герц жазған. 1886 ж. Герц бірінші рет фотоэффектіні бақылады.
Пайдаланған әдебиеттер.
1. Мякишев, ...... ...... ... ... (Том 3, 4)
3. Жданов – Физика.

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









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Кванттық оптика негіздері4 бет
Кентау жэо-ның жаңа техникалық қондырғыларының энергетикалық көрсеткіштерін есептік зерттеу58 бет
Физика пәнінен дәріс сабақтарының мән жазбалары113 бет
Электр станциясы3 бет
Электромагниттік толқындар туралы4 бет
А. С. Поповтың радионы ойлап табуы. радиобайланыс принцптері15 бет
Радиотолқындар13 бет
Электродинамиканың көрнекілік тәжірибелерінің әдістемесі41 бет
Электромагниттік толқындар16 бет
Электромагниттік толқындардың электр сигналдарын таратуы18 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь