Электромагниттік толқындар туралы

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым министрі

Халықаралық сервис және менеджмент колледжі

Электромагниттік толқындар

: Лекция №

Физика мұғалімі Сүтемгенова Джанат Қыдырбаевна

АЛМАТЫ. 2009. Ж.

Жоспар:

Кіріспе

а) Электромагниттік толқындардың шығуы. Герц тәжірибесі

Негізгі бөлім

а) Электромагниттік толқындар

б) Электромагниттік толқындардың энергиясы

в) Электромагниттік тоқындардың қасиеттері

Қорытынды

а) Толқындық процестер

Электромагниттік толқындардың шығуы. Герц тәжірибесі

Кез келген теорияның дұрыс не дұрыс емесін дәлелдеуде эксперимент басты рөл атқарады. Электромагниттік толқындардың табиғатта бар екенін Максвелл сенімді еді. Максвелл теориясына сол замандағы физиктердің басым көпшілігі сияқты алғашқыда күмәнмен қараған неміс ғалымы Генрих Герц 1887 - 1888 жылдары электромагниттік толқындардың бар екенін экспиермент жүзінде ашты.

Ашық тербелмелі контур және Герй векторы деп аталады. Ашық вектордың сыйымдылығы мен индуктивтігі өте аз. Сондықтан вибратордағы электрмагниттік өріс тербелістерінің меншікті жиілігі аса жоғары болады.

Герц тәжірибесі. Электромагниттік толқынды алу үшін Герц жұқа ауа қабаты арқылы бөлінген өткізгіштің бірдей екі бөлігінен тұратын вибраторды қолданған. Ауа аралығымен бөлінгендіктен вибратордың екі тармағына жоғары кернеу көзінің көмегімен едәуір зарядтар беру мүмкін болды. Потенциалдар айырымы белгілі бір мәнге жеткенде электрлік ұшқын байқалды. Иондалған ауамен электр зарядтары вибратордың бір жартысынан екіншісіне ағып, ток импульсін береді.

Герц өзінің тәжірибелерінде электормагниттік толқынды алумен шектелген жоқ. Ол электромагниттік толқының басқа толқындарға тән қасиеттерін зерттеген. Тәжірибе жүзінде электромагниттік толқының жылдамдығын анықтайды, ол жарық жылдамдығына тән болып шықты.

Электромагниттік толқындар

Айнымалы электромагниттік өріс тербелістерінің кеңістікте таралуын электромагниттік толқын деп атайды.

Электромагниттік толқынның теориялық есептеулер арқылы табылған вакуумдегі дылдамдығы тікелей өлшенген жарық жылдамдығына тең болуының маңыздылығы ерекше. Жарық − электромагниттік толқын болып шықты.

Бірдей фазада тербелетін ең жақын екі нүктенің арақашықтығы электромагниттік толқын ұзындығын береді:

Электр өрісінің кернеулік және магнит өрісінің индукция вектроларының тербеліс бағыттары толқының таралу бағытына перпендикуляр. Демек, электромагниттік толқын − көлденең толқын.

Өткізгіштегі ток күші өзгергенде оның магнит өрісі де өзгереді. Ал ток күшінің өзгеруі өткішгіштегі электр зарядтарының қозғалыс жылдамдығының өзгеруіне, яғни зарядтардың үдемелі қозғалысына байланысты. Және бұл экспиремент жүзінде дәлелденген. Ендеше, электромагниттік толқын электр зарядтарының үдемелі қозғалысы кезінде туындайды.

Электромагниттік толқындардың энергиясы

Толқындардың барлық түрлерінің ең басты қасиеті − олар затты емес, энергияны тасымалдайды. Бұл қасиет электромагниттік толқынға да тән.

Электромагниттік толқын ағынының тығыздығы. Үдемелі қозғалатын зарядталған бөлшек жан−жағына электромагниттік толқын шығарып таратады. Электромагниттік толқынның басты энергетикалық сипаттамаларының бірі − электромагниттік толқын шығару ағынының тығыздығы болып табылады.

Электромагниттік толқын шығару ағынының тығыздығы деп толқынның таралу бағытына перпендикуляр ауданы S бетімен t уақыт ішінде электромагниттік W энергияның беттің ауданы мен энергияның өту уақыты көбейтіндісіне қатынасын айтады.

Басқаша айтсақ, толқын шығару ағынының тығыздығы беттің бірлік ауданынан бір периодта өтетін электромагниттік толқын шығарудың орташа қуаты немесе толқынның интенсивтілігі деп те атайды.

Электромагниттік толқын шығару ағынының тығыздығы электромагниттік энергия тығыздығы мен толқынның таралу жылдамдығының көбейтіндісіне тең.

Нүктелік көзден шығатын толқынның интенсивтілігі арақашықтық квадратына кері пропроционал.

Электромагниттік толқындардың қасиеттері

Электромагниттік толқындардың шағылуы. Таратқыш және қабылдағыш рупорлардың арасына металл қаңылтыр қойылса, дыбыс естілмейді. Металға келіп түскен толқынның электр өрісінің әсерінен металл бетінде еркін электрондардың еріксіз тербелістері қозады. Осы еріксіз тербелістердің жиілігі электромагниттік толқынның жиілігіне тең. Бетке түскен электромагниттік толқынның энергиясы металдағы еркін электрондардың еріксіз тербелістерін қоздыруға жұмсалады. Тоқын металдан өте алмайды, металл бетінің өзі екінші реттік толқын көзі болып табылады, яғни шағылады. Диэлектриктен толқынның шағылуы әлсіз, өйткені диэлектрикте электромагниттік толқынның әсерінен байланысқан электрондардың еріксіз тербелістері қозады. Бірақ олардың еріксіз тербелістерінің амплитудасы металдағы еркін электрондардың еріксіз тербелістерінің амплитудасынан анағұрлым кіші. Сондықтан толқынның диэлектриктен шағылуы нашар.

Электромагниттік толқынның сынуы. Электромагниттік толқын екі ортаны бөліп тұрған ауа-парафин және парафи-ауа шекараларынан өткенде сынған. Электромогниттік толқын бір ортадан екінші ортаға өткенінде сыну заңының орындалатынын зерттеулер көретті.

Электромагниттік толқынның жұтылуы. Рупорларды бір-біріне қарама-қарсы қойып, олардың арасына түрлі диэлектриктер, мысалы, фанера, плексиглас және т. б. қойсақ, толқынның жұтылатынын байқауға болады. Жұтылу дәрежесі түрлі диэлектриктер үшін әр түрлі.

Электромагниттік толқындардың поляризациясы. Өріс тербелістері бір бағытта өтетін электромагниттік толқынды поляризацияланған толқын деп атайды. Поляризация латынның polus , гректің polus − полюс, осьтің шеті деген сөздерінен алынған. Электромагниттік толқын − көлденең толқын.

Электромагниттік толқындардың интерференциясы. Кеңістікте екі немесе бірнеше таратқыш антеннадан таралған электромагниттік толқындар бір-бірімен қабаттасады. Жиіліктері бірдей екі толқын қосылғанда қорытқы толқын амплитудасының арту немесе кему құбылысын толқындардың интерференциясы депді.

Электромагниттік толқындардың дифракциясы. Толқындардың түзусызықты таралуынан ауытқуын, бөгеттерді орағытып өтуін толқынның дифракциясы деп аталады. Ендеше электромагниттік толқындарда дифракция құбылысы байқалады. Дифракция құбылысын оптика бөлімінде толығырақ қарастыратын боламыз.

Толқындық процестер

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.