Көлденең және қума толқындар. Электромагниттік толқындар

I. КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
II. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
Көлденең және қума толқындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .5
Электромагниттік толқындар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .7
Толқындық кедергі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
III. ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13

КІРІСПЕ

Электромагниттік толқындар. Механикалық толқындар затта: газда, сұйықта немесе қатты дене таралады. Сонымен қатар, өзінің таралуы үшін ешқандай затты қажет етпейтін тоғы бір толқын түрі бар. Бұл электромагниттік толқындар, олардың қатарына радио толқындар мен жарық жатады. Электромагниттік өріс вакуумде, яғни атомдары жоқ кеңістікте бола алады. Электромагниттік толқындардың механикалық толқындардан күшті айырмашылығының болуына қарамастан,электромагниттік толқындар таралған кезде өздерін механикалық толқындар тәрізді ұстайды. Енді біз электромагниттік толқындармен шұғылданамыз. Бірақ әуелі толқын деп нені айтатынымызды және толқындық қозғалыстың қандай ерекшеліктері бар екенің еске сала кету керек.
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.

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

1. Петров Б.М. и др. Электродинамика и распространение радиоволн: Учебник для вузов - М.: Горячая линия - Телеком, 2003.
2. Никольский В.В., Никольская Т.И. Электродинамика и распространение радиоволн. - М.: Наука, 1989.
3. Пименов Ю.В. и др. Техническая электродинамика. - М.:Связь, 2000.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 11 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

I. КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
II. НЕГІЗГІ БӨЛІМ
Көлденең және қума толқындар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
Электромагниттік толқындар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
Толқындық кедергі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .10
III. ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... 13

КІРІСПЕ

Электромагниттік толқындар. Механикалық толқындар затта: газда, сұйықта немесе қатты дене таралады. Сонымен қатар, өзінің таралуы үшін ешқандай затты қажет етпейтін тоғы бір толқын түрі бар. Бұл электромагниттік толқындар, олардың қатарына радио толқындар мен жарық жатады. Электромагниттік өріс вакуумде, яғни атомдары жоқ кеңістікте бола алады. Электромагниттік толқындардың механикалық толқындардан күшті айырмашылығының болуына қарамастан,электромагниттік толқындар таралған кезде өздерін механикалық толқындар тәрізді ұстайды. Енді біз электромагниттік толқындармен шұғылданамыз. Бірақ әуелі толқын деп нені айтатынымызды және толқындық қозғалыстың қандай ерекшеліктері бар екенің еске сала кету керек.
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.

59-сурет 60-сурет

Көлденең және қума толқындар.

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 (59 - сурет). 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. (60 - сурет) Осындай толқындарды көлденең толқындар деп атайды.
Бірақ кез келген толқын көлденең толқын болмайды. Толқының таралу бағыты бойымен жасалатын тербелістер де бар (61 - сурет).
Тербеліс Толқынның таралу
бағыты бағыты

1-сурет
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 (62 - сурет). Серіппені қаққылай отырып, бірін - бірі іркес - тіркес қуалаған, серіппенің сығылуы мен созылуынан тұратын толқын қоздыруға болады (63 - сурет). Серіппенің кез келген орамы толқынның таралу бағытына бойымен тербеледі.
Толқын энергиясы. 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.
Толқын ұзындығы. 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:

2-сурет

3-сурет
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. 64 - суретте белгілі бір уақыт мезетіндегі толқын профилі

4-сурет

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. Механикалық толқындар зат бөлшектерінің арасындағы өзара әрекеттесудін арқасында пайда болады. Электромагниттік өрістің толқындарының қалай пайда болатындығын қарастырайық.
Электромагниттік өзара әрекеттесулер қалай таралада? Табиғаттың іргелі заңдары, бұлардын санатына Максвелл тапқан электромагнитизм заңдары кіреді, мына жағынан алғанда тамаша: бұл зандар фактілерге сүйену арқылы табылса да, сол фактілерден гөрі, бізге анағұрлым көп бере алады.
Электромагниттік өрістің Максвелл ашқан зандармен қортындылатын сансыз көп қызық және маңызды салдардың ішінде біреуі ерекше назар аудараралық. Бұл - электромагниттік өзара әрекеттесудін таралу жылдамдығының шектілігі туралы қорытынды.
Алыстан әсер ету теориясы бойынша, электір зарядына әсер етуші Кулон күші, көрші зарядты орынынан қозғаса - ақ, бірден өзгереді.
әсер лезде беріледі. Алыстан әсер ету тұрғысынан басқаша болу мүнкін емес: өйткені зарядтың біреуі екіншісінін бар екенін тікелей бостық арқылы сезеді.
Осылайша зарядтың орын ауыстыруы электромагниттік өрісте шарпу туғызады да, ол әрі қарай таралып, барған сайын маңайындағы кеңістіктін үлкен аймақтарына жайылып, жолшыбай заряд орын ауыстырғанға дейінгі болған өрісті қайта жайғастырады. Ақырында бұл шарпу екінші зарядқа барып жетеді де, осыдан оған әсер етуші күш өзгереді. Бірақ бұл бірінші зарядтың ығысуы болған уақыт мезетінде болмайды. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.