Электромагниттік толқынның энергиясы

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 87 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе . . .

І Тарау. ЭЛЕКТРОМАГНИТТІ ТОЛҚЫНДАР ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ ТҮСІНІК

1. 1 Электромагниттік толқындардың табиғаты және шамасы . . .

1. 2 Электромагниттік толқынның энергиясы . . .

1. 3 Электромагниттік толқындарды алу . . .

ІІ Тарау. ЭЛЕКТРОМАГНИТТІ ТОЛҚЫНДАРДЫҢ ҚАСИЕТТЕРІ

2. 1

ІІІ Тарау. ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАРДЫ ҚОЛДАНУ.

3. 1 Электромагнитті толқындарды әр түрлі салаларда қолдану . . .

3. 2 Электромагнитті толқындарды ақпараттандыру жүйесінде қолдану

3. 3 Электромагнитті толқындарды ғарыш әлемін зерттеуде қолдану.

Қорытынды . . .

Әдебиеттер . . .

Кіріспе

Физика қазіргі уақытта табиғат танудағы негізгі ғылымдардың бірі болып табылады. Ол ғылымның, техниканың және өндірістің әр түрлі салаларын дамытуда зор ықпалын тигізіп отыр. Соның бір бағыты электромагниттік толқындардың қолданылуы. Электромагнитті толқындар материяның өмір сүруінің ерекше түрі болып табылады. Электромагнитті толқындар екі жақты қасиеттерге ие. Бірі оның бөлшек “фотон” түрінде таралуы, екіншісі толқын түрінде таралуы. Бұл бір - біріне қарам - қарсы екі жақты ұғымның бірге бір құбылыстың бойында болуы табиғат құбылыстарының тұтастығын көрсетеді және материяның өмір сүру формасының көп түрлілігін дәлелдейді. Бұл оқушылардың табиғат құбылыстарына деген толық және терең ғылыми көзқарасын қалыптастыруға мүмкіндік беруі. Электромагниттік толқындардың көзі тербелмелі контурдағы электр құбылыстары болып табылады. Контур көбірек энергия шығару үшін ондағы конденсаторларды бір - бірінен алыстатуымыз қажет. Контур 180° градусқа қарай орналасқан кезде жоғары электромагниттік толқын аламыз. Осылайша алынған толқын кеңістікте электромагниттік толқын ретінде таралады. Алғаш рет мұндай толқынды 1888 ж. Г. Герц алды. Герцтің алған толқыны өшетін болды. Ол аралық жарқырайтын вибратор шығаратын толқын болды. Мұндай вибраторлар электромагниттік толқынның барлық спектрін қамтыды.

Тақырыптың өзектілігі: Электромагнитті толқындардың қазіргі таңдағы қолданылу шеңберін зерттеу. Электромагнитті толқындар деп - электр және магнит өрісітерінің кеңістікте бірін - бірі тудыру нәтижесінде таралуын айтамыз. Электромагниттік толқынның шығарылуы мен жұтылуы техникада, тұрмыста, өмірде кеңінен қолданылады және жылдан-жылға бұл процесс жетілдіріліп отырады. Қарапайым Герц вибраторынан бастап қазіргі интернет байланыс жүйесі осы құбылысқа негізделген.

Жұмыстың мақсаты:

1. Электромагниттік толқындардың табиғатын жүйелеу және оларды алу жолдарын зерттеу.

2. Электромагниттік толқындардың шығарылуы мен жұтылу құбылысын ғылыми теориялық тұрғыдан түсіндіру.

3. Электромагнитті толқындардың әр түрлі салада қолданылуын жүйелеу.

Практикалық маңызы: Дипломдық жұмысты орта білімді, орта кәсіптік және жоғары оқу орындарының оқытушылары мен студенттері үшін көмекші құралы ретінде қолдануға болады.

Дипломдық жобаның құрылымы: Дипломдық жұмыс кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан, әдебиеттерден тұрады.

Дипломдық жұмыстың теориялық негізі: Ұлы физик ғалымдарының Матвеев А. Н, «Электричество и магнетизм» Москва 1983, Фриш С. Э. и А. В. Тиморева «Жалпы физика курсы» ІІ том Алматы, 1970.

Сайт: http://dvoika. net/ref. html. Сайт: http://WWW. google. kz. Сайт: http://WWW. leader-comp. ru/computer-network. Сайт: http://ruos. ru/.

Жұмыстың жауаптылығы : Электромагниттік толқындардың қазіргі уақыттағы әр түрлі саладағы қолданылу шеберін анықтай жүйелеу.

І Тарау. ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАР ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ ТҮСІНІК

1. 1 Электромагниттік толқындардың табиғаты және шамасы

Электромагниттік индукция құбылысын М. Фарадей кез келген магнит өрісінің өзгерісі құйынды электр өрісін туғызатындығымен түсіндірді

Өз кезегінде кез келген электр өрісінің өзгерісі құйынды магнит өрісін тудырады деп 1864 жылы Д. К. Максвелл болжау жасады.

Егер бұл жорамал дұрыс болса, электр және магнит өрістері кезектесіп, бір-бірін тудыру арқасында бір басталған электромагнитгік өрісінің өзгеру процесі шектелмей барлық кеңістік бағыттарында жалғасу керек.

Осы кеңістікте айнымалы электр және магниттік өрістерінің таралу процесін электромагниттік толқын деп атайды.

1-суретте өзгеретін электр өрісінің кернеулік Е вектордың бағытын және осы өрістің тудырған құйынды магнит В векторы арасындағы байланыс көрсетілген.

2-суретте өзгеретін магнит өрісінің В индукция векторының бағыты және осы өрістің тудырған құйынды электр өрісінің Е векторымен байланысы көрсетілген.

Магниттік индукция векторы В және электр өрісінің кернеулік векторы Е өзара перпендикулярлы және оған қоса бұл екі вектор толқын таралу бағытына перпендикулярлы (2-сурет) .

Электромагниттік толқынның таралуы үшін ешқандай ортаның қажеті жоқ, электромагнитгік толқынның вакуумда таралу жылдамдығы с-ға тең:

(1)

1-сурет

Еркін электр зарядтары болғандықтан, өткізгіштердегі электр өрісі әрқашан нөлге тең, сондықтан электромагниттік толқындар өткізгіштік орталарда тарамайды.

Диэлектриктерде электромагнитгік толқындар тарай алады, бірақ олардың таралу жылдамдығы вакуумдағы жылдамдықтан кем:

(2)

мұнда және - заттың диэлектрлік және магниттік өтімділіктері.

Максвелл гипотезасы негізінде есептелген электромагниттік толқынның жылдамдығы тәжірибелерде анықталған жарық жылдамдығына тең болып шықты. Бұл сәйкестік көрінетін жарықты электромагниттік толқындардың бір түрі деген болжамға негіз болды.

Электромагниттік толқындар туындауының негізгі шартын қарастарайық. Электромагниттік индукцияны байқау тәжірибелерінде құйынды электр өрісінің магнит ағыны Ф өзгергенде туындайтынын анықтағанбыз. Магнит ағынының өзгерісі осы өрісті тудырған ток күші өзгерісінен болады. Өткізгіштегі ток күшінің өзгерісі электр зарядтарының реттелген жылдамдығы

өзгеруінен, яғни электрондардың үдеуінен пайда болады. Сонымен құйынды электр өрісінің туындауы электрондардың үдемелі қозғалысы себебінен болады. Осы шарт - электромагниттік толқындардың пайда болуының жалпы шарты.

Электромагниттік толқындар электр зарядтарының үдемелі қозғалысында туындайды.

Максвеллдің электромагниттік толқындардың болуы туралы гипотезасы физикалық теорияға айналу үшін, бұл гипотезаның негізгі қағидалары тәжірибеде расталуы керек еді. Максвелл гипотезасы 1887 жылы Генрих Герц өткізген тәжірибелерде толығымен расталды.

2-сурет

Герц жоғары кернеу көзі және ұштарында шар орнатылған екі стержень-электродтан құрылған қондырғыны пайдаланды (3-сурет) .

3-сурет

Разрядтық аралықтан бірнеше метр қашықтықта ұштарында екі шар қойылған ажыратылған металдық рамка орналасқан.

Электродтарға кернеу берілгенде, шарлар арасында қысқа мерзімді разряд-ұшқын өтеді. Дәл осы уақытта рамкадағы шарлар арасында да ұшқын пайда болады.

Герц тәжірибеге былай түсінік берген. Тербелмелі контур рөлін атқаратын ұштарында шар бар екі стерженьде разряд процесі кезінде электр тербелістері өтеді. Ол кезде электрондар стержень бойымен гармоникалық тербеліс жасайды. Электрондардың үдемелі қозғалысы электромагниттік толқындар тудырады. Толқын металдық рамкада мәжбүрленген электрлік тербелістер қоздырады. Егер рамканың тербелмелі контурының өздік тербеліс жиілігі электромагниттік толқынның жиілігіне тең болса, электрлік резонанс байқалады. Контурдағы кернеу жоғары мәнге жетіп, разряд өтеді.

Контурдағы тербелістің жиілігін және электромагниттік толқынның ұзындығын анықтап, Герц тәжірибенің нәтижесінде электромагниттік толқынның жылдамдығын тапты:

(3)

Тәжірибеде анықталған электромагниттік толқынның жылдамдығы Максвелл гипотезасы болжаған жылдамдыққа тең болды. Электромагниттік толқындардың болуы туралы Максвелл гипотезасы электромагниттік толқындардың теориясына айналды.

4-сурет

Электромагниттік сәулелер спектрі

Электр зарядтарының кез келген үдемелі қозғалысы нәтижесінде электромагниттік толқындар сәулеленеді, сондықтан табиғатта байқалатын және техникада тудырылатын электромагниттік сәулеленулер спектрі өте кең (5-сурет) .

5-сурет

Радиотолқындар

Толқындарының ұзындығы бірнеше миллиметрден бірнеше километрге дейінгі электромагнитгік сәулелер радиотолқындар деп аталады. Табиғатта радиотолқындар найзағайлы разрядтарда туындайды. Бұрынырақ айтылғандай, радиотолқындар ұзындығы бойынша айтарлықтай ерекшеленеді-бірнеше см-ден жүздеген, тіпті мыңдаған км-ге дейін, бұл шар радиусымен теңеуге келетін шама (64000 км-ге жуық) . Радиодиапазондардың барлық толқындары техникада пайдаланады-дециметрлік және ультрақысқа метрлік толқындар телехабар және радиохабарда (жиілік модуляциясы (УҚТ/FM) болатын ултьрақысқа толқындар диапазонымен), толқын тіке таралатын аймақтарда қабылдау саласын жақсартады. Метрлік және километрлік дипазонды радиотолқындар, амплитудалық модуляцияны (АМ) пайдалана отырып, планетамыздың ионосферасынынан басталған жер аймақтарына сигналдық таралу саласын қамтамасыз етеді. Дегенмен байланыстық бұл түрінің орнын серіктік байланыс басты.

Радиотолқындар жұлдыздардан, тұмандылықтардан тіпті температурасы 3 К жұлдызаралық кеңістіктен келеді.

Радио, телевизиялық станциялардың, радиолокаторлардың антенналары оларды қоздырғанда радиотолқындар шығарады.

Микротолқындар.

Жиілігі аса жоғары (ЖАЖ) диапазонды микротолқындар мен радиотолқындар 200 мм бастап 1 мм-ге дейін ұзындыққа ие. Сантиметрлік толқындар, дм-лік және метрлік радиотолқындар секілді, атмосферада сейіліп кетпейді, сондықтан да серіктік және ұялы телефон байланысында, және т. б. телекоммуникациялық жүйелерде пайдалынады. Типтік серік қондырғы (тарелка) өлшемі осындай толқындардың бірнеше ұзындығына тең.

Анағұрлым қысқа ЖАЖ толқындар өндіріс пен тұрмыста кеңінен пайдалынады. Қазіргі таңда өндірістік наубайханалар мен ас үйлер жабдықталған микротолқын пештерін алайық. Микротолқын пешінің әрекеті құрылғандағы клистрон деп аталатын электрондардың тез айналуына негізделген. Нәтижесінде электрондар олар су молекулаларымен жұтылып кететіндей Электромагниттік ЖАЖ толқындарының белгілі бір жиілігін бөледі. Сіз тағамды микротолқын пешін салғанда, тағам құрамындағы су молекулалары микротолқындар энергиясын жұтып, жылдамырақ қозғалады, солайша тағамды қыздырады.

Инфрақызыл сәулелену

Толқын ұзындықтары жуыңтап алғанда 8*10 ^-7 -10 ^-3 метр диапазонда болатын сәулеленулерді инфрақызыл сәулелену деп атайды.

Барлық қызған денелерде олардың құрамындағы зарядталған бөлшектердің жылулық қозғалысы болғандықтан, электрмагниттік толқындар сәулеленеді. Өте төмен температурада бұл сәулелену радиотолқындық диапазонда болады. Температура 10-3000 К аралықта сәулелену, негізінен, инфрақызыл диапазонында болады.

Адам инфрақызыл сәулеленуді ыстық денелерден келген жылу ретінде сезінеді. Инфрақызыл сәулелену техникада материалдарды және бұйымдарды жылыту және кептіру үшін пайдаланылады.

Электромагниттік спектрдің бұл бөлігі толқын ұзындығы 1 мм-ден 8000 атомдық диаметрге (800 км-ге жуық) дейін сәуле бөледі. Спектрдің бұл бөлігінің сәулелерінің адам терісімен-жылу ретінде сезінеді. Егер сіз қолыңызды жалындаған зат немесе отқа жақындатсаңыз, ыстық сеземіз, ол инфрақызыл сәулелердің бөлінуі. Кейбір жануарларда (ін абжыландарында) жылықанды (қорек) сезетін дене мүшесі де бар.

Көрінетін сәулелену

Температуралары 3000-10 000 К қызған денелер, негізінен, көрінетін сәулелену шығарады. Бұл - Күн және басқа жұлдыздардың бетіндегі температуралар. Көрінетін жарықтың толқын ұзындықтары 8*10 ^-7 -4*10 ^-7 аралықта.

Жоғары да айтылғандай көрінетін жарық диапазонындағы электромагниттік толқындар ұзындығы 8 ден 4000 атомдық диаметр (800-400 км) шамасында тербеледі. Адам көзі осы диапазонының электромагниттік толқындарын тіркеумен сараптаудың ең алдыңғы қатардағы құралы болып табылады. Бұның 2 себебі бар. Біріншіден, спектрдің көрінетін бөлігінің толқындары атмосферада ешбір кедергісіз таралады. Екіншіден, күннің бетінің температурасы (5000 ⁰ С жуық) энергиясының шыңы спектрдің дәл көрінетін бөлігіне тура келеді. Осылайша біздің негізгі қуат көзіміз энергияның қомақты бөлігін дәл көрінетін жарық диапазонында бөледі, ал бізді қоршаған орта бұл сәуле бөліну үшін айтарлықтай мөлдір. Адам көзі эволюция барысында тек қана спектрдің осы бөлігін ажырататындай болып қалыптасуы да бекер емес.

Ультракүлгін сәулелену

Жоғары температуралардагы денелердің сәулелену максимумы ультракүлгін диапазонына жатқызатын 4*10 ^-7 - 10 ^-7 толқын ұзындықтарына келеді.

Ультракүлгін сәулеленудің биологиялық белсенділігі жоғары. Мысалы, оның әсерінен ауру туғызатын бактериялар мен вирустар өледі. Ультракүлгін сәулеленудің бәрі қасиетін медицинада және техникада құрал-саймандарды, материалдарды, дәрілерді, тамақты және басқа өнімдерді стерилизациялау үшін қолданады.

Биологиялық белсенділігі жоғары бұл сәулелену адамға да қауіпті болуы мүмкін. Күн жарығында ультракүлгін сәулелену болғандықтан, жазда күнге тым көп құю адам денсаулығына зиян келтіруі мүмкін екендігі белгілі.

Ултракүлгін сәулелеріне ұзындығы бірнеше мыңнан бастап бірнеше атомдық диаметрге (400-10 км) дейінгі электромагнит сәуле бөлуді жатқызады. Сәуле бөлу спектрінің бір бөлігі тірі ағзалар тіршілігіне әсер етеді. Күн спектрлікдегі жұмсақ ултракүлгін сәулелері (спектрдің көрінетін жағына жақын толқын ұзындықтары бар), мысалы аз мөлшерде күнге күю әсерін қалдырса, көп мөлшерде күйік жарақатын қалдырады. Қатты (қысқатолқынды) ультракүлгін биологиялық жасушалар өмірін тоқтатады, сондықтанда медецинада хирургия құралдары мен медецина жабдықтарын тазалауда пайдаланады.

Жер бетіндегі барлық тірі ағзалар ультракүлгін сәулесінен атмосфераның озон қабатын құрайды. Бірақ, оған қарамастан қатты ультракүлгін сәулелерінің біршама бөлігі Жер бетіне жетеді және тері ісігін, әсіресе тумасынан күнге дұрыс алмайтын адамдар тудырады.

Рентгендік сәулелену немесе рентген сәулелері

Тез қозғалған электрондар қозғалысы затта тежелгенде туындайтын электромагниттік сәулелену рентгендік сәулелену немесе рентген сәулелері деп аталады.

Олардың толқын ұзындықтарының диапазоны 10 ^-8 -10 ^-14 м болады.

Толқын ұзындықтарының бірнеше атомдық диаметрден бірнеше жүз атомдық ядро диаметріне тең диапазондағы бөлінетін сәулелер рентген сәулелер деп аталады. Рентген сәулелері ағзаның жұмсақ ұлпаларынан өтіп кетеді, сондықтан ол медециналық диагностикада өте қажет.

Гамма-сәулелену

Атом ядролары және элементар бөлшектер өзара түрленгенде, толқын ұзындығы 10 ¹⁰ метрден кем электрмагниттік сәулеленулер туындайды, оны гамма-сәулелену деп атайды.

Толқын ұзындықтары 10 ^-10 -10 ^-14 м диапазон да рентген және гамма сәулеленулер қабаттасады. Бұл аралықта сәулеленулер айырмашылығын тек қана туындау себептерімен байланысты.

Рентген жэне гамма-сәулелерінің зат арқыны өту қабілеттері жоғары. Олардың бұл қасиетін медицинада адамның ішкі органдары ауруының диагностикасын жасау үшін пайдаланады. Адам органдарының тығыздығы әр түрлі болғандықтан, олар рентген сәулеленуін әр түрлі жұтады. Ағзадан өткен рентген сәулеленудің көрінісі фотопленкаға түсіріледі немесе рентген сәулеленудің әсерінен көрінетін, жарық шығаратын кристалдармен жабылған экранда байқалады.

Рентген сәулеленуцің биологиялық әсері өте күшті, сондықтан оның үлкен дозасы тірі ағзаға көп зиян келтіруі мүмкін. Бірақ рентген сәулелерінің осы қасиетін қатерлі ісіктердің дамуын тоқтату үшін пайдалануға болады.

Барлық электромагниттік сәулеленулердің ортақ қасиеттері бар: олардың барлығы - көлденең электромагниттік толқындар, өзінің толқындық табиғатын олар интерференция, дифракция және үйектелу құбылыстарында байқатады. Осы сәулеленулердің барлығы зарядталған бөлшектердің үдемелі қозғалысында туындайды.

Электромагниттік сәулеленулердің табиғаты бірдей болғанмен, олардың айырмашылықтары да байқалады. Ұзын толқынды және қысқа толқынды электромагниттік сәулеленулер арасындағы негізгі айырмашылық-толқын ұзындығы кеміген сайын сәулеленудің корпускулалық қасиеттерінің арта түсуі. Радиотолқындар диапазонында кванттық, корпускулалық қасиеттер өте аз байқалады. Осы себептен гамма-сәулеленуді көбінесе бөлшектер, гамма-кванттар ағыны ретінде қарастырады.

Электр және магнит өрістерінің энергиясы болғандықтан, электрмагнитгік толқын кеңістікте энергия тасымалдайды.

Ұзындығы бойынша ең қысқа және жиілігі мен энергиясы бойынша ең биік сәулелер бұл γ- сәулелер (гамма-сәулелер) олар өте жоғары қуат фотандарынан тұрады және қазіргі таңда онкологияда дертті ісіктерді (дәлірек айтқанда ісік жасушаларын өлтіруде) елімізде пайдаланылады. Дегенмен олардың тірі жасушаларға әсері қауіпті болғаны соншалық, оны қолдану кезінде айналасындағы басқа да тірі ұлпалар мен мүшелерге залал келтіріп алмау үшін өте бай болу керек.

Аталған барлық электромагнитті сәулелер өздерін сырттай әрқалай көрсетеді, бірақ өз негіздері бойынша олар егіздер болып табылады. Спектрдің кез-келген бөлігінде барлық электромагниттік толқындар вакуумда немесе ортада таралушы электр және магнит өрістерінің көлденең тербелісі болып табылады. Олардың барлығында вакуумда жарық жылдамдығымен таралады және бір-бірінен тек толқын ұзындығымен ерекшеленеді және нәтиже ретінде, олар жасаған қуаттары арқылы ерекшеленеді. Атап айтқанда толқын ұзындығы өте үлкен микротолқын сәулелері радиотолқындардың өте жоғары жилікті диапазонына жиі жатқызылады. Қатты ултракүлгін және жұмсақ рентген сәулелері, сондай-ақ қатты рентген мен жұмсақ гамма сәулелері арасындағы нақты шекара белгіленбеген.

Электромагниттік тербелістің кеңістіктек (вакууме немесе ортада) таралу электромагниттік толқын дейміз. Д. К. Максвеллдің теориясы бойынша кез-келген айнымалы электр өрісі қоршаған кеңістікте айнымалы құйынды магнит өрісін, ал айнымалы магнит өрісі айнымалы құйынды электр өрісін тудырады.

Электромагниттік толқындардың шкаласы

Электромагниттік толқын ауқымы

Толқын ұзындығы

(м)

Көздер

Тіркеу тәсілі

Электромагниттік толқын ауқымы:

Радиотолқындар

а) ұзын

б) орта

в) қысқа

Толқын ұзындығы(м):

10 -10

10 -5 10

Көздер:

Герц дірілдегіші

Генераторлар

Тіркеу тәсілі: Тербелмелі контур

Электромагниттік толқын ауқымы:

Оптикалық

а) инфрақызыл

б) көрінетін

в) ультракүлгін

Толқын ұзындығы(м):

10 -7, 7*10

7, 7*10 -3, 8*10

3, 8*10 -10

Көздер: Қыздырылған денелер - күндізгі шам. Күн. Кварц шамы. Таулы жердің сәулесі

Тіркеу тәсілі: Болометр, фотопластинка, терможұп, фотоэлемент, адам көзі.

Электромагниттік толқын ауқымы: Рентген сәулесі

Толқын ұзындығы(м): 10

-10

Көздер: Рентген түтігі

Тіркеу тәсілі: Фотопластина, ионизация, люминесценция

Электромагниттік толқын ауқымы: 4.

- сәулелер

Толқын ұзындығы(м): 10

Көздер: Радиоактивтік ыдырау, ядролық реакция, элементар бөлшектер ыдырауы, позитрон, аннигиляциясы, космос сәулелері

Тіркеу тәсілі: Ионизация, форпластина, сцентилляция

Жиілікке (немесе толқын ұзындығына ), сәуленің шығу және тіркеу тәсіліне байланысты электромагниттік толқындар төрт аймаққа: радиотолқындар, оптикалық, рентген және гамма - сәулелер бөлінеді. Радиотолқындарды өткізгіштегі айнымалы токтар, электронда ағыны (микросәулешығарғыштар), инфрақызыл, көрінетін және ультракүлгін сәулелерді атомдар, молекулалар және жылдам қозғалыстағы зарядталған бөлшектер шығарады. Рентген сәулесі ішкі атомдық, гамма сәуле ядролық процестерде пайда болады.

Организм ұлпаларына электромагниттік толқындардың әсері

Айнымалы элкектромагниттік өріс жиіліктеріне қарай

Төменгі жиілікті (ТЖ) - 20 Гц;
Дыбыс жиілікті (ДЖ) - 20 Гц-тен 20 кГц-ке дейін;
Ультра дыбысты жиілікті (УЖ) - 20 кГц-тен 200 кГц-ке дейін;
Жоғарғы жиілікті (ЖЖ) - (0, 2-30) МГц;
Ультра жоғарғы жиілікті (ЖЖ) - (30-300) МГц;
Асқын жоғарғы жиілікті (ЖЖ) - 300 МГц-тен жоғары.

Жоғарғы жиілікті өріс (ЖЖ) және жоғарғы жиіліктегі тоқ медицинада диаметрия деп аталатын хирургиялық мақсатта қолданылады.

а) диатермокоагуляция - жоғары жиіліктегі токпен ұлпаны пісіру;

б) диатермотомия - ұлпаны кесу;

Хирургиялық диатермияда токтың жиілігі 1, 76 МГц, ток күші 1-1, 5 А аралығында болады.

Диатермия аппаратының қарапайым блок-сұлбасы (-сурет) .

Аппарат екі электроды бар жоғары жиілікті генератордан (Г) тұрады. Екі электродта аурудың денесіне қатар қойылады, олардың біреуі активті (Э _а ), екіншісі активті емес (Э _на ) деп аталады.

6-сурет

Активті электродтың ауданы кішілеу болса, активті емес электродтың ауданы үлкен болады. Активтік электрод және аурудың денесінің арасында жоғары жиілікті ток пайда болады, одан жылу бөлініп шығады. Диатермиадағы негізгі физикалық процесс - ұлпада жылудың бөлініп шығуы.

Қазіргі кезде диатермия сирек қолданылады, оның орнына лазер дәулесі және ультрадыбыстар пайдаланылады. Жиі қолданылып жүрген әдістемелер: индуктотермия (жоғары жиілікті электрмагниттік тербелістер), УЖЖ-терапия, микротолқындар АЖЖ - терапия. Индуктотермияда 13, 56 МГц жиілік пайдаланылады. Негізгі әсер ететін фактор - айнымалы.

Сонымен электромагниттік толқынды тудыру үшін кеңістіктің кез-келген бір нүктесінде айнымалы электр өрісін немесе айнымалы магнит өрісін тудыру керек.

7-сурет

Электромагниттік өрістің көзіне өткізгіштегі айнымалы ток, электрондар, иондар зарядталған бөлшектердің тербелісі, электрондардың атом ядросын айнала қозғалуы және т. б. жатады.

Енді электромагниттік толқынның негізгі қасиеттерімен танысайық.

Максвелл теориясы бойынша диэлектрлік өтімділігіжәне магниттік өтімділігіортада электромагниттік толқынның таралу жылдамдығын (фазалық)

(1)

Вакуум үшін ( ) электромагниттік толқынның жылдамдығы жарық жылдамдығына тең болады:

(2)

Жалпы жағдай үшін

(3)

Мұндағы n - ортаның сыну көрсеткіші. Бұл Максвелге жарықтың электромагниттік теориясын жасауға мүмкіндік береді.

Толқын х осінің бойымен таралсын делік. Сонда монохроматтық толқынның жазық теңдеуі

(4)

(5)

Мұндағы Е және Н - лездік, ал , - электрлік және магниттік өрістердің кернеуліктерінің амплитудалық мәндері, - тербелістің циклдік жиілігі, - толқындық сан, болғандағы бастапқы фаза. және векторлары бірдей жиілікте және бірдей фазада тербеледі, сонымен қатар, олар толқынның таралу бағытына және өзара перпендикуляр болады. Толқынның таралу бағытында х осі бойымен ешбір тербеліс болмайды. . Бұл деген сөз электромагниттік толқын көлденең толқынға жататындығын білдіреді.

8 - сурет

Біртекті және изотопты ортада электромагниттік өрісті тудыратын зарядтар мен токтардан алыстау жерде айнымалы электромагниттік өрістің кернеулік теңдеулермен сипатталады.

(6)

(7)

Электромагниттік толқын өзінің таралу бағытында энергия тасымалдайды. Электромагниттік өрістің энергиясының көлемдік тығыздығы электр және магнит өрістерінің энергияларының көлемдік тығыздықтарының қосындысына тең болады.

(8)