Электромагниттік толқындар

Жоспар:

I. Кіріспе

а) Толқындық құбылыстар

II. Негізгі бөлім
а) Электромагниттік толқындар
б) Электромагниттік толқындарды экспериментте бақылау
в) Электромагниттік сәулелер ағынының тығыздығы
г) Электромагниттік толқындар және оның дифференциалдық
тендеуі
д) Электромагниттік толқынның энергиясы және толқынның
сәулеленуі

III. Қортынды
а) Электр . магниттік толқындар
Пайдаланылған әдебиеттер
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.
а)Толқындық құбылыстар
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

61-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 энергиасы. 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
Пайдаланған әдебиеттер.

1. Мякишев, Буховцев – Физика.
2. Совельев – Жалпы физика курсы. (Том 3, 4)
3. Жданов – Физика.
        
        Жоспар:
I. Кіріспе
а) Толқындық құбылыстар
II. Негізгі бөлім
а) Электромагниттік толқындар
б) Электромагниттік толқындарды экспериментте бақылау
в) ... ... ... ... ... ... және оның дифференциалдық
тендеуі
д) Электромагниттік толқынның энергиясы және толқынның
сәулеленуі
III. ... ...... ... ... ... ... толқындар затта: газда,
сұйықта немесе қатты дене ... ... ... ... ... үшін
ешқандай затты қажет етпейтін тоғы бір ... түрі бар. ... ... ... ... ... ... мен жарық
жатады. Электромагниттік өріс вакуумде, яғни атомдары жоқ кеңістікте ... ... ... ... толқындардан күшті
айырмашылығының болуына қарамастан,электромагниттік ... ... ... ... ... ... ... Енді біз
электромагниттік ... ... ... ... толқын деп нені
айтатынымызды және толқындық қозғалыстың қандай ... бар ... сала кету ... ... ... не? ... деп ... бойынша кеністікте таралатын
тербелістерді айтады.
Ауада, қаттыденелерде және ұйық ... ... ... ... арқасында пайда болады. Осы күштер дененің жеке
бөліктерінің арасын байланыстырып тұрады. Су ... ... ... ... күші мен ... ... ... ролі бар.
Толқындық қозғалыстың ең басты ерекшеліктерін нағыз көрнекті түрде су
бетіндегі толқындардын ... ... ... ... ... ... жөңкіп бара жатқандай. Сонда жалдардың немесе өркештердің аралары
бірдей дерлік болады. Дегенмен, егер суға ... ... ... ... ... ... ол ... ілесіп алға кетпей, дәл бір ... ...... тербеле бастайды.
Толқын таралған кезде ішінде толқын таралатын зат ... ... ... ... орын ... ... Бір жерде (мысалы,
тасталған тастан) пайда болған судың ұйытқуы көршілес бөліктерге беріліп,
осылай біртіндеп жан – ... ... Ал су ... орын ... ... бетінің пішіні ғана.
Толқын жылдамдығы. Толқынның аса маңызды сйпаттамасы – оның ... ... ... болса да кеңістікке лезде таралмайды. ... ... ... ... ... ... үнемі бір ғана толқын
жотасының үстімен ұшады дерлік. Бұл жағдайда толқын жылдамдығы шағаланың
жылдамдығына тең. Су ... ... ... ... ... ... да бұл ... бақылау үшін ыңғайлы.
59-сурет ... және қума ... ... ... ... ... да бақылау қыиын емес.
Егер баудын бір ұшын бекітіп, оны ... ... ... ... ... қозғалысқа клтірсе, сонда баудын бойымен толқын жүгіреді (59 –
сурет). Бауды ... ... ... толқынның жылдамдығы соғұрлым үлкен
болады. Толқын бауды бекіткен нүктеге жетіп барып шағылады да, ... ... ... таралу кезінде баудың пішіні өзгереді. Ал баудың әр
бөлігі өзінің өзгермейтін тепе – теңдік қалпына ... ... ... аударындар: толқын баудың бойымен таралған баудың жеке бөліктері
толқынның таралу бағытына ... ... ... (60 – ... ... ... ... деп атайды.
Бірақ кез келген толқын көлденең толқын болмайды. Толқының ... ... ... ... де бар (61 – ... таралу
бағыты
бағыты
61-сурет
Ондай толқын қума толқын деп аталады. Қума толқынды диаметірі үлкен ұзын
жұмсақ серіппенің ... ... ... ... бір ... ... қалып, сығылудың (серпінді инпульс) серіппе бойымен қалай
жүгіріп өтетін байқауға болады (62 – сурет). ... ... ... – бірі ... – тіркес қуалаған, серіппенің сығылуы мен созылуынан
тұратын толқын қоздыруға болады (63 – ... ... кез ... ... ... ... бойымен тербеледі.
Толқын энергиасы. Механикалық толқын таралған кезде дененің бір
бөлігінен ... ... ... ... ... ... онымен ілесе энергия жеткізіледі. Барлық ... ... ең ... ... – олардың затты тасымалдамай,
энергияны тасымалдауы. Бау, ішек ... ... ... ... ... ... де, ол ... бірге таралады. Кез
келген көлденен қима арқылы, мысалы бау ... ... ... ... Бұл ... бау ... қозғалыстарының кинетикалық энергиядан
және серпінді деформациясының потенциалдық ... ... ... кезде тербеліс амплетудасы біртіндеп кемитіні механикалық
энергияны бір ... ішкі ... ... байланысты.
Толқын ұзындығы. Эгер созылған резеңке баудын ұшын белгілі
жиілікпен гармоникалық түрде тербелте ... онда бұл ... ... ... ... Баудың кез келген бөлігінің тербелісі баудың
ұшының тербелісінің жиілігімен және амплитудасымен тербелетін болады. ... ... фаза ... бір – ... қатысты ығысулы болады. Мұндай
толқындар монохроматты деп ... Егер ... екі ... ... ығысуы болса, онда бұл нүктелер дәлме – дәл
бірдей тербелістер жасайды: себебі екені ... ... ... ... фазада өтеді) деп аталады. ... ... ... екі ... ара ... толқын ұзындығы деп аталады.
толқын ұзындығының, жиіліктің және толқынның таралу
жылдамдығының арасындағы байланыс нүкте бір период ... ... ... ... Сондықтан оның жылдамдығы мына формуламен анықталады:
Ал T ... пен ... ... ... былай болады:
Толқынның жылдамдығы толқын ұзындығы мен ... ... тең. ... бау ... ... кезде біз екі текті
периодтылықты кездестіреміз.
Біріншіден, баудын әрбір бөлшегі уақыт бойынша ... ... ... ... жағдайынды (бұл тербелістер синусоидалық
не ... заң ... ... ... ... ... ... нүктелерде бірдей. Тербелістер тек фазалары бойынша
ажыратылады. Екіншіден, берілген уақыт мезетінде ... ... ... бойымен ұзындығы кесінді сайын қайталайды. 64 – суретте
белгілі бір уақыт ... ... ... (қара сызық). Уақыт өткен сайын барлық осы көрініс
жылдамдық пен ... онға ... ... ... ... ... сон, ... түрі сол суретте түсті
сызықпен кескінделгендей болады.
Біз толқын ұзындығы, толқынның тербелісінің ... ... деп ... аталатының еске түсірдік. Толқынның ... ... ... және ... ... ... манызды
қатынасты жаздық: ... осы ... ... ... толқындар үшін ортақ болып табылады.
II Негізгі бөлім.
а) ... ... ... зат ... ... ... арқасында пайда ... ... ... ... ... болатындығын қарастырайық.
Электромагниттік өзара әрекеттесулер қалай таралада? Табиғаттың
іргелі заңдары, ... ... ... тапқан электромагнитизм заңдары
кіреді, мына жағынан алғанда тамаша: бұл ... ... ... арқылы
табылса да, сол фактілерден гөрі, бізге анағұрлым көп бере ... ... ... ... ... ... көп ... және маңызды салдардың ішінде біреуі ерекше ... Бұл – ... ... ... ... ... ... қорытынды.
Алыстан әсер ету теориясы бойынша, электір зарядына әсер ... ... ... зарядты орынынан қозғаса – ақ, бірден өзгереді.
әсер лезде беріледі. Алыстан әсер ету тұрғысынан басқаша болу ... ... ... ... ... бар екенін тікелей бостық ... ... орын ... ... өрісте «шарпу»
туғызады да, ол әрі қарай таралып, барған сайын маңайындағы кеңістіктін
үлкен ... ... ... ... орын ауыстырғанға дейінгі болған
өрісті қайта жайғастырады. Ақырында бұл ... ... ... ... жетеді
де, осыдан оған әсер етуші күш өзгереді. Бірақ бұл бірінші зарядтың ығысуы
болған уақыт мезетінде ... ... ... ... ... ... Максвелл ашқан) шекті, бірақ ерен зор жылдамдықпен жүреді.
Өрістің осы іргелі қасиеті оны, ақырында, сезінетін шындыққа ... ... ... ... вакуумдегі жарық жылдамдығына тең
екенін Максвелл математикалық жолмен ... ... Енді ... ... бір нүктеден екіншіге
орын ауыстырып қана қоймай, бір түзудің бойымен шапшаң тербеліс жасайды деп
ойлайықшы. ... ... ... жүк ... қозғалып, айтарлықтай үлкен
жиілікпен тербеледі. Сонда зарядтың тура жанындағы электір өрісі периодпен
өзгере бастайды. Бұл ... ... ... ... ... тең. Айнымалы электір өрісі периодпен өзгеретін магнит өрісін
туғызады, ал ... ... ... енді ... ... ара қашықтықта
айнымалы электір өрісін туғызатын болады.
Зарядты қоршаған кеністікте, бір – ... ... ... ... электір және магнит өрісінің жүйесі пайда болады ... ... ... аймақтарды қамтып жайылады. 65 – суретте сондай ... ... – қол ... суреті кескінделген.
Осылайша, тербелуші зарядтан жан – ... ... ... ... ... түзіледі.
Алайда, 65 – суретте көрсетілген электромагниттік толқын, ... ... ... ... ортаның ұйытқуын тудырады деп түсінбеу
керек. Суретте әйтеуір бір масштабпен және ... ... ... әр ... ... нүктелеріндегі берілген уақыт мезетіндегі
мәндері ... Су ... ... болатын механикалық толқындар
жағдайындағыдай, мұнда ортаның ешбір жалы немесе сайы деген болмайды.
Кеңістіктің әр нүктесінде электр және ... ... ... ... ... Неғұрлым нүкте заряттан алысырақ тұрса, өрістердің
тербелістері оған соғұрлым кешірек жетеді. Олай ... ... әр ... ... әр түрлі фазамен жасалады.
және векторларының кез келген нүктедегі тербелістері фаза
жөнінен ... – дәл ... ... ... ... өтетін ең жақын екі
нүктенің ара қашықтығы – ... ... ... ... ... және ... ... периодты түрде
периодпен өзгереді.
Электір өрісі кернеулігінің тербелуші векторлары мен магнит ... ... ... ... бағытына перпендикуляр.
Электромагниттік толқын көлденең ... ... ... ... ... және ... бір
– біріне перпендикуляр және олар толқынның таралу ... ... ... ... ... ... векторға қарай бұрғылап
айналдырса, онда ... ... ... орын ... ... жылдамдығының
векторымен дәл келеді (65 – суретті қара).
Электромагниттік толқындардың шығарылуы. Электромагниттік толқындарды
тербелуші зарядтар шығарып ... ... ... ... ... ... ... яғни олардың үдей қозғалатындығы елеулі мәселе.
Үдеудің болуы – электромагниттік толқындардың туындалуының ... ... өріс ... ... ... ғана елеулі түрде шығып
қоймайды, оның жылдамдығының кез келген тез өзгерістерінің бәрінде шығады.
Неғұрлым заряд ... ... ... ... ... ... толқынның
интенсифтігі үлкен болады.
Мұны көрнекі түрде көз алдымызға былай ... ... ... ... жылдамдықпен қозғалғанда, оның тудырған электір және магнит
өрістері, желбіреп тұрған шлейфке ұқсас, бөлшекті қоршап ... ... ... ... ... тән инерттілік байқалады. Өріс
бөлшектен «босап шығып» электромагниттік толқындар түрінде өз бетімен өмір
сүре бастайды.
Толқынның электромагниттік өріс ... ... ... ... ... ... ... периодты түрде
өзгереді. Жүгірме толқын өзімен энергия тасымалдайды, толқынның ... ... с ... орын ауыстырады. Сол себепті электромагниттік
толқын энергиясы кеңістіктің кез келген аймағында уақыт ... ... ... ... бар ... ... Максвелл
аса қатты сенген еді. Бірақ олардың эксперимент жүзінде байқалғанын ол көре
алмай кетті. Ол ... ... соң 10 жыл ... ғана ... Герц ... ... ... алды.
Электромагниттік толқындар айнымалы электр өрісінің айнымалы магнит
өрісін тудыруының арқасында пайда болады. Осы ... ... ... ... айнымалы электр өрісін тудырады.
б) электромагниттік толқындарды эксперементте ... ... ... ... ... ... Бұл ... пайда болу процесі
күрделі, біз оларды жалпы сипатта ғана қарастырып өтеміз.
Электромагниттік толқын айнымалы ... және ... ... ... ... пайда болады. Бір өрістің өзгерісінен келіп екінші
туады.
Неғұрлым магнит индукциясы ... ... ... ... ... ... өрісінің кернеулігінің соғұрлым жоғары болады.
Ендеше, интенсивті электромагниттік толқындар туғызу үшін жиілігі
мейлінше жоғары ... ... ... ... Осы ... электр өрісінің кернеулігі мен ... ... ... ... болады.
Өнеркәсіптік токтың жиілігінен (50 Гц) жиілігі анағұрлым ... ... ... ... ... ... долады.
Контурдың индуктивтігі мен сиымдылығы неғұрлым кіші ... ... ... ... ... ... контур. Алайда электромагниттік тербелістердің үлкен
жиілігі электромагниттік толқындар интенсивті ... ... ... ... ... ... ... әдеттегі контурда (оны жабық контур
деуге болады) магнит өрісі түгел дерлік катушканың ішінде, ал ... ... ... ... ... деген болады.
66-сурет ... ... алыс ... ... өрісті жоқ деуге болады. Мұндай
контурды электромагниттік толқындарды өте нашар шығарып ... ... ... алу үшін ... ... де ... деп аталатын, қарапайым құрылғыны пайдаланған. Бұл құрылғыашық
тербелмелі контур болып табылады.
Конденсатор пластиналарының арасын біртіндеп алшақтатып (66-сурет),
олардың ... ... ... және ... бір ... ... ... азайта отырып, жабық контурдан ашық контурға көшуге болады.
Ақырында жай түзу сым шығады. Ашық тербелмелі контур ... осы. ... ... және ... аз. ... тербелістер жиілігі
орасан үлкен.
Ашық контурда зарядтар өткізгіштің ұштарында шоғырланбаған, ... өне ... ... ... ... ... ток өткізгіштің
барлық қималарында ылғи бір жаққа бағытталған, бірақ өткізгіштің әртүрлі
қималарында ток күші ... ... ... ... тең, ал ... мәніне жетеді. (Әдеттегі айнымалы ток тізбегінде ... ... ток күші ... ... да бірдей екенін ... өріс ... ... ... ... қамтиды.
Әлгіндей контурда тербелісті қоздыру үшін Герцтің заманында былай
істейді. Сымды ... ... ауа ... ... етіп ... кейін өткізгіштің екі бөлігін де жоғары потенциалды айырмасына дейін
зарядталады. Потенциялдар айырмасы бір шекті мәннен артқан кезде ұшқын ... да, ... ... ашық ... ... өнеді (68-сурет).
Контур ішіндегі тербелістер екі себептен өшеді: ... ... ... бар ... ... ... толқындарды шығарып тастайды, осыдан энергия шығындалады.
Тербелістер тоқтағаннан кейін, ток көзі екі ... ... ... ... ... ... өту басталғанға дейін), бәрі басынан бастап
қайталанады.
Осы кезде ашық тербелмелі контурда өшпейтін ... ... ... оны транзисторлы генератордың немесе басқа ... ... ... ... ... ... Герц ... толқындары жоғары кернеу
көзінің көмегімен вибраторда тез айнымалы токтың ... ... ... ... ... ... ... зарядтарының тербелістері
электромагниттік толқын туғызады. Бірақ вибратордағы тербелістерді жасайтын
жалғыз ғана зарядтаулы бөлшек емес, ... ... ... өте ... ... Электромагниттік толқында және векторлар
бір-біріне перпендикуляр және векторы вибратор ... ... ... ал ... осы ... перпендикуляр.
Толқындардың шығып таралу интенсивтігі вибратор осіне перпендикуляр бағытта
ең көп (максимум) болады. ... ... ... ... ... ... ... құрылысы толқын шығаратын
вибратордың құрылысы сияқты ... ... ... ... ... ... айналымы электр өрісі
әсерінен ... ... ток ... ... Егер
қабылдаушы вибратордың меншікті жиілігі электромагниттік ... дәл ... ... ... Резонаторды толқын шығарушы
вибраторға паралелл орналастырса, онда резонатордағы тербелістер үлкен
амплитудамен ... Бұл ... Герц ... вибратордың
өткізгіштерінің өте кішкене аралығындағы ұшқындары ... ... ... ... ... ... алып қана ... жоқ,
сонымен қатар олардың басқа толқындар тәрізді үлкендігін де байқады. ... ол ... ... метал тарбақтан шығарылатын және
толқындардың интерференциясын бақылады. Вибратордан келген толқынды металл
табақтан шағылған толқын мен ... ... ... және ... пайда болады. Қабылдаушы жылжыта ... ... ... және ... ... ... болады.
Герц тәжірбиелерінде толқын ұзындығы бірнеше ондаған ... ... ... ... ... ... ... алып, Герц электромагниттік толқындардың жылдамдығын
формуласы бойынша анықталады. Ол жарық жылдамдығына тең екен:
км/с.
Герц тәжірбиелері Максвеллдің ... ... ... ... ... ... ... тарату үшін ашық тербелмелі
контурда жоғары жиелікті электромагниттік тербелістерді тудыру ... ... ... ... ... ... толқын шығарып таратудың энергетикалық
сипаттамасының маңызы зор, өйткені толқын шығаратын ... ... ... әсерін айқындайды. Біз енді толқын шығарып тарату
сипаттамаларының ең бастыларының бірімен танысамыз.
Ауданы S бетті қарастырайық, ... ... ... ... ... ... ... бір кішкене аудан
кескінделген, ондағы түзу сызықтар электромагниттік толқындардың ... ... Бұл ... – толқындық бетке перпендикуляр сызықтар,
беттің барлық ... ... ... ... ... ... ... беттер деп аталады.
69-сурет
70-сурет
Электромагниттік сәулелер ағынының I ... деп ... ... S беттен ... ... ... ... S ... ... ... айтады:
(4.1)
шындығында мұның өзі беттің бірлік ауданынан ... ... ... (бірлік уақыттағы энергия). Толқын ағынының
тығыздығы SI ... ватт ... ... мерт ... ... Бұл шаманы кейде толқынның интенсивтігі деп те атайды.
I ... ... ... мен оның ... жылдамдығы с
арқылы өрнектейік. Сәулелерге перпендикуляр орналасқан S бет таңдап ... ... ... ... ... құрайық (6-сурет).
Цилиндірдің көлемі . Цилиндр ішіндегі электромагниттік ... ... ... мен ... ... тең: ... энергия уақыт ... ... оң жақ ... ... ... (4.1) ... табатынымыз:
(4.2)
яғни толқын шығару ағынының тығыздығы электромагниттік энергияның ... оның ... ... ... ... ... ағынының тығыздығы жарық көзіне ... ... ... ... табайық. Ол үшін тағы бір жаңа ұғым енгізу қажет
болады.
Электромагниттік толқындарды ... ... ... ... ... ... ең қарапайымы нүктелік толқын көзі болып табылады.
Егер ... ... ... ... оның ... ... ара
қашықтықтан көп кіші болса, ол нүктелік көз деп саналады. Бұған қоса, ондай
жарық көзі ... ... ... ... да ... ... деп ... Нүктелік көз – ... ... ... ... ... ... газ, тағы ... реал көздердің идеалдануы.
Жұлдыздар жарық шығарады, яғни электромагниттік толқын шығарады.
Жұлдыздарға дейінгі ... ... ... көп ... нақ осы ... ... ... жақсы үлгісі болып
табылады.
Электромагниттік толқындардың бойындағы энергия ... ... ... бойынша барған сайын артып отырады. Сондықтан ... ... ... ... ... ... яғни ... ағынының тығыздығы жарық
көзінен қашықтаған сайын кеми түседі.
Толқын ағынының тығыздығы жарық көзіне дейінгі ара қашықтыққа ... ... ... ... Ол үшін нүктелік көзді радиусы R, бетінің
ауданы ... ... ... ... ... ... бағытта толқын көзі энергия
шығарады ... ... ... ... ... ... тығыздығы жарық көзіне
дейінгі қашықтықтың квадратына кері пропорционал кемиді.
Зарядталған бөлшектер үдемелі қозғалғанда ғана ... ... ... ... ... электір өрісі мен
магнит индукциасы ... ... ... ... ... үдеу ... квадратына пропорционал.
Сондықтан электір ... мен ... ... ... пропорционал:
(4.4)
Электр өрісі энергиясының жиілігі өріс кернеулігінің квадратына
пропорционал. Магнит өрісінің энегиясы ... ... ... ... көрсетуге болады. Электромагниттік өріс энергиясының
толық тығыздығы электр және магнит өрістерінің ... ... тең. ... ... ... I ... пропорционалдықта
болады:
(4.5)
Ал (4.4) бойынша Е~w2 және B~w2, ... ... ... ... ... ... болады.
Зарядталған бөлшектердің тербеліс жиілігін екі есе арттырғанда
шығарылған энергия 16 есе артады. Радиостанция антенналарында осы ... ... ... мыңнан ондаған миллион Гц-ге дейін тербелістерді
қоздырады жиілігі 50 Гц ... ... ... ... толқын
шығармайды деуге болады.
Электромагниттік толқындар ... ... ... ... (толқынның интенсивтігі) энергия ... оның ... ... тең ... ... ... ... дәрежесіне пропорционал және көзден қашықтықтың квадратына кері
пропорционал кемиді.
г) ... ... және ... ... ... бар ... жайында Максвельдің теориалық
қорытындысына эксперименттік тұрғыдан ... 1888 жылы Герц ... ... ... деп, электромагниттік өрістің ... ... ... және ... ... ... белгілі бір
периодты зандылық бойынша өзгеруін айтамыз. Электромагниттік толқындар ... кез ... ... тербелмелі контур немесе бойынан айнымалы тоқ
жүретін кез келген жай қарапайым ... бола ... ... қатар
электромагниттік толқындар көзінің сәулелену қабілеттігі оның пішіні мен
өлшемдеріне , сол ... ... ... тәуелді.
Электромагниттік толқындар, әдетте ашық тербелмелі контурда жақсы
сәулеленеді. Ал жабық тербелмелі ... ... ... ... ... арасында шоғырланғанда, магнит өрісі катушканың
ішінде шоғырланады.
122-сурет
Сөйтіп, электромагниттік ... ... ... ... ... ... ... контурдың электромагниттік өріс тудыратын
кеністік көлемін үлкейту қажет.Ол үшін толқын көзі ... ... ... ... ... оның ... ... мәні болу керек.
Сонымен, электромагниттік толқындар таралуы және қабылдануы ... ... ... жиілігі () сыртқы қабылдаушының жиілігіне
тең болатын ... шарт ... ... ... ... пайдалана отырып, жазық электромагниттік
толқындардың теңдеуін шығарып алайық:
(191)
Мұндай контурлы ... ... ... және ... бұранда ережесінің оң бағытымен сәйкес келуі керек.
Есептеулерді жеңілдету үшін электромагниттік өрістің қозу ... ... ... уақытта OZ осіне, ал векторы OY осіне ... ... ... (191) ... пайдалана отырып және суреттегі қатынастарды
ескеріп, түрлендірсек, мынадай қатынастарды ... (192) ... ... бойынша және (193) өрнекті ... ... ... ... және ... ... деп ... дербес туындыларын алайық:
Осы теңдеулерден мынаны табамыз:
(194)
Осы табылған өрнек жазық электромагниттік толқынның ... ... ... Осы ... ... өрнек толқынның синусоида заңдылығы бойынша таралатындығын көрсетеді.
Таралу жылдамдығы с мынаған тең:
м/с ... Е және Н ... ... ... ... теңгеріледі
(197)
123-сурет
Сөйтіп, және векторлары толқынның таралу нүктелерінде бір-
біріне ... ... ... ... бұл ... ... ... таралады. Мұндай электромагниттік толқындарды
көлденен толқындар деп атайды.
Тік ... ... ... және ... толқын жүйелігі деп аталатын ... ... ... ... ... ... монохроматты толқын дейді
(123-сурет). Электромагниттік толқынның интенсивтігі деп бірлік уақытта
толқынның ... ... ... ... аудан арқылы тасмалданатын
энергияға тең болатын шаманы айтамыз, яғни
(198)
д) Электромагниттік толқынның энергиясы және ... ... ... ... ... өрісті сипаттап
оған қоса энергияның тасмалдану мүмкіндігін көрсетеді. Толқын мен энергияны
тасмалдау үшін, ... ... ... w ... шама ... ... ... энергия берілетін бағытқа перпендикуляр болатын бірлік аудан
арқылы бірлік уақыт ішінде тасмалданатын энергия ... тең. ... ... тығыздығы векторының бағыты энергияның тасмалданған бағыты
мен дәл келеді. Сөйтіп, электр өрісі энергиясының тығыздығы мына ... ... ... өрісі энергияның тығыздығы
Сонымен, электромагниттік өріс энергиясының тығыздығы w электр мен магнит
өрістері ... ... ... ... және ... өрістері энергиясының тығыздықтары уақыттың бір
мезетінде бірдей бола алады, яғни сондықтан
Электромагниттік толқындар ... ... ... (с) ... онда бірлік уақытта бір ауданнан өтетін ... ... ... тең:
(199)
Максвелл теоремасының салдары болатын мына қатынасты ескеріп,
(199) өрнекті мынадай түрде ... ... ... ... таралу бағыты мен сәйкес
векторын Умов – ... ... деп ... бұл ... толқындардың бірлік уақыт ішінде бірлік ... ... ... тең ... ... қозғалысы немесе уақыт бойынша өзгеретін электір
токтары электромагниттік толқындарды қоздырады. Сөйтіп, ... ... ... ... электромагниттік ... деп ... ... өріс ... ... ... ... деп атаймыз.
Сонымен, сәулелендіру жүйесінің қарапайым мысалы болып гармоникалық
осциллятор, яғни электірлік ... ... ... ... моментінің
уақытқа байланысты гармоникалық зандылық бойынша өзгеруі мынандай болады
(201)
мұндағы - электр моментінің тербеліс амплетудасы. Айнымалы тогы ... жүйе өзін ... ... ... ... өріс
тудырады. Олай болса, осы жүйе белгілі бір мөлшерде ... ... ... ... мен ... да ... ... толқындарды сәулелендіреді. Электромагниттік толқындар
жиілігі мен ... ... ... өте кен ... ... ... оны мына 4 –кестеден анық көруге болады.
Бірінші рет электромагниттік толқындарды 1895 жылы 7 майда ... А. С. ... ... орыстың физика – химиялық
| ... ... ... ... ... (Гц) ... |
| | ... (м) |
| | | ... ұзын |10000 ... |3*104 -3*105 |10000 – 1000 ... |3*105 -3*106 |1000 – 100 ... |3*106 -3*107 |100 – 10 ...... |3*107 -3*108 |10 – 1 ... дециметрлік |3*108 -3*109 |1 – 0,1 ... |3*109 -3*1010 |0,1 – 0,01 ... ... |0,01 – 0,001 ... ... ... ... жасау үшін қолдануға болатындығын
айтты.
Электромагниттік толқындардын сантиметірлік және милліметірлік
диапазонды ... ... ... әр түрлі тосқауылдардын шағылысады.
Толқындардын осындай құбылысы радио локацияда ... ... өте ... ... денелерді, яғни самолет, корабыльдерді тағы басқа табу
және олардың орындарын дәл анықтау үшін ... ... ... ... ... ... ... мен
техниканың барлық салаларында қолданбайтын жері жоқ десек қателеспеген
болар едік.
III Қорытынды.
а) Электр – ... ... ... ... ... ... немесе денелер арасындағы
электір – магниттік әсерлесуді жүзеге асыратын материяның бір түрін ... ... өріс деп ... ... ... ... ...
магниттік өріс электр – магниттік толқын деп аталады. Электр – ... ... ...... ... ... болып табылатын
электір өрісінің кернеулік және ... ... ... сипатталады. Электр – магниттік толқындар радио толқындар ... ... ... ... – магниттік толқындардың бар болуы айнымалы электір және
магнит өрістері арасындағы байланыстың болуына ... ... ... ... ... өрісін, керісінше, айнымалы магнит өрісі құйынды
электр өрісін тудырады.
4, 18 а, ә - ... ... және ... ... ... ... құйынды электр және мгнит өрістерінің ... ...... ... ортада таралу жылдамдығы Максвелл
формуласымен анықталады:
(4.36)
мұндағы және - ортаның ... ... және ... с – ... ... ... ... – магниттік
толқының берілген ортадағы таралу ... осы ... ... дәл ... Бұл кездейсоқ емес және жарықтың электро –
магниттік ... ең ... ... бірі ... ... ... емес ... яғни диа – және
феромагнетиктердің салыстырмалы магниттік ... 1 – ... ... , ...... толқындар көлденкен толқындарға мысал болады. Электр –
магниттік толқындағы айнымалы электр өрісінің және айнымалы ... ... ... ... ... ... жазықтыққа жатады (4,19 – суретте). , және
векторлары оң бинттік жүйе ...... ... және ... мына ... байланысады:
(4,38)
электір – магниттік толқындардың энергиясы мен ... ... ... электр – магниттік толқындар да энергияның
тасымалдаушысы болып ... ... ... таралу бағытымен
тасымалданады.
Өріс энергиясының w ... ... деп ... бірлік көлемдегі
энергияны айтады:
Электр – магниттік өріс толқыны энергиясының ... ... , ... ... және ... ... көлемдік
энергиялары. (4.38) – қатынасына сәйкес және
(4,39)
мұндағы электр – магниттіктолқынның таралу жылдамдығы,
Уақыт ... ... ... таралу бағытына перпендикуляр
орналасқан беттің бірлік ... ... ... ... ... тең ... толқынның J интенсивтілігі деп атайды: , (4.40)
Мұндағы - энергия тығыздығының орташа мәні.
Сонғы екі ... ...... ... ... үшін ... ... – магниттік толқынның интенсивтілігі және
векторларының ... ... орта ... яғни Е ... ... : ... – магниттік толқындарды шығару. Уақыт бойынша өзгеретін электр
токтары, сол сиақты ... ... ... зорядты бөлшектер электр ... ... ... ... табылады.
Электр – магниттік толқынның орташа ... деп ... ... ... ішінде барлық бағыттарда шығаратын орташа энергияны атайды.
Орташа қуаттың, электр- магниттік ... ... ... ... ... ... S – ... ауданы.
Тербелетін заряд шығаратын электр – магниттік ... ... - ... ... А – ... ... ... w –
олардын дөңгелектік жиілігі. ... ... ... ... ... төртінші дәрежесіне тура пропорционал, сондықтан ... ... ... ... ... ... өте жылдам артады.
Дыбыстық тербелістер ... ... ... ... тербелістерге түрлену процесі жүреді (4.21,
б - ... ... ... ... ... ... Герц ... – көрнекті неміс физигі, ол
электромагниттік толқындардың бар ... 1886 ж. ... ... дәлелдеді. Электромагниттік толқындарды зерттей келе, Герц
электромагниттік толқындар мен жарық толқындардың ... ... ... ... Герцтің жұмыстары, ... ... ... оның ... ... электромагниттік
теориясының электромагнттік ділілі болды. Максвелл теңдеуінің қазіргі түрін
Герц жазған. 1886 ж. Герц ... рет ... ... ... ... 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









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Диэлектриктер арасындағы жазық электромагниттік толқындардың сынуы және шағылуы10 бет
Көлденең және қума толқындар. Электромагниттік толқындар8 бет
Электромагниттік толқындар туралы4 бет
Электромагниттік толқындарды эксперементте бақылау16 бет
Электромагниттік толқындардың поляризациясын модельдеу10 бет
Электромагниттік толқындардың электр сигналдарын таратуы18 бет
"Ұн сорттарын пішіндеу және бақылау"9 бет
«Радиотехника және антенна негіздері» пәні бойынша емтихан сұрақтары14 бет
А. С. Поповтың радионы ойлап табуы. радиобайланыс принцптері15 бет
Ақпараттық қауіпсіздік түрлері14 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