Білім беру бағдарламасы 6В01505 Физика-информатика
Әдебиет[1-11] №28 дәріс
жүктеу/скачать 2.12 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәріс мазмұны: Электромагниттік толқындар
- Электромагниттік толқындар шығару. Герц тәжірибесі
| Әдебиет[1-11]
№28 дәріс Тақырып: Электромагниттік толқындар Дәрістің мақсаты: Электромагниттік толқындардың негізгі ұғымдарымен таныстыру Дәріс мазмұны: Электромагниттік толқындар Айнымалы электромагниттік өріс тербелістерінің кеңістікте таралуын электромагниттік толқын деп атайды. Максвеллдің болжамы бойынша электромагниттік толқын тогы бар өткізгіштің бойымен, диэлектрикте және электр зарядтары жоқ, вакуумде де тарала алады. Максвелл теориясынан шығатын аса маңызды салдардың бірі — электромагниттік толқынның таралу жылдамдығының шектілігі. Оның есептеулері бойынша электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы: м/с (1){\displaystyle c={\frac {1}{\sqrt {\epsilon _{0}\mu _{0}}}}=3\cdot 10^{8}} мұндағы {\displaystyle \mathrm {E} _{0}=8,854\cdot 10^{-12}} Ф\м — электрлік және {\displaystyle \mu _{0}=1,257\cdot 10^{-6}}Гн\м— магниттік тұрақтылар. Бұл электромагниттік өрістің іргелі қасиеті. Электромагниттік толқынның ортадағы таралу жылдамдығы Максвелл формуласы бойынша анықталады: {\displaystyle \nu ={\frac {c}{n}}={\frac {c}{\sqrt {\epsilon \mu }}}}ϑ= = (2) мұндағы {\displaystyle n}n — ортаның сыну көрсеткіші, {\displaystyle \epsilon }e — ортаның диэлектрлік және 𝜇{\displaystyle \mu }— магниттік өтімділіктері. Электромагниттік толқынның теориялық есептеулер арқылы табылған вакуумдегі жылдамдығы тікелей өлшенген жарық жылдамдығына тең болуының маңыздылығы ерекше. Жарық — электромагниттік толқын болып шықты. Енді электромагниттік толқынның кеңістікте таралу механизмін қарастырайық. Осы түрленулерді жүзеге 3.5-сурет асыру үшін кеңістіктің кез келген бір аймағында өрістің біреуінің ұйытқуын туғызу қажет. 3.5-суретте құйынды электр және магнит өрістерінің ұйытқуының таралу процесі көрсетілген. Оны тепе-теңдік қалпында тербелетін немесе шеңбер бойымен тербеле қозғалатын электр заряды арқылы жүзеге асыруға болады. Кеңістіктің бір нүктесінде өте үлкен жиілікпен тербелетін электр зарядының айналасында, модулі мен бағыты периодты өзгеретін электр өрісінің кернеулік {\displaystyle {\vec {E}}} векторы пайда болады. Нақ осы мезетте модулі және бағыты да периодты түрде өзгеретін магнит өрісінің индукция {\displaystyle {\vec {B}}}векторы да туады. Бұл өрістің тербелістері жақын жатқан нүктелердегі электромагниттік тербелістер көзі болып табылады және оған бір-біріне перпендикуляр электр өрісінің кернеулік векторы мен магнит өрісі индукциясы векторының тербелістері кешігіп жетеді. Осылай электромагниттік өpic кеңістіктің барлық бағытында 3* {\displaystyle 3\cdot 10^{8}}3*м\с жылдамдықпен электромагниттік толқын түрінде тарайды (3.6-сурет). Электромагниттік толқындағы {\displaystyle {\vec {E}}}және {\displaystyle {\vec {B}}} векторларының кез келген нүктесіндегі тербеліс фазалары бірдей. Бірдей фазада тербелетін ең жақын екі нуктеніц арацашыцтыгы электромагниттік толқын шындығын береді: 𝜆=cT= {\displaystyle \lambda =cT={\frac {c}{\nu }}} (3) Электромагниттік толқынның негізгі сипаттамасы — оның тербеліс жиілігі 𝜈{\displaystyle \nu }(немесе периоды T{\displaystyle T}TTT). Себебі электромагниттік толқын бір ортадан екінші ортаға өткенде толқын ұзындығы өзгереді, ал жиілігі өзгермей тұрақты күйде қалады. Электр өрісінің кернеулік және магнит өрісінің индукция векторларының тербеліс бағыттары толқынның таралу бағытына перпендикуляр. Демек, электромагниттік толқын — көлденең толқын. Электромагниттік толқынның таралу жылдамдығы {\displaystyle {\vec {c}}} кернеулік және индукция векторлары жататын жазықтықтарға перпендикуляр орналасады. Демек, электромагниттік толқындағы {\displaystyle {\vec {E}}} және {\displaystyle {\vec {B}}} векторлары бір-біріне және толқынның таралу жылдамдығының бағытына перпендикуляр. Егер бұрандасы оң бұрғыны {\displaystyle {\vec {E}}} векторынан {\displaystyle {\vec {B}}}векторына қарай айналдырса, онда бұрғының ілгерілемелі қозғалысы толқын жылдамдығының {\displaystyle {\vec {c}}} векторымен дәл келеді (3.6-сурет). Сонымен, электромагниттік толқындарды тербелуші электр зарядтары шығарып таратады. Бұл қалайша жүзеге асады? Өткізгіштегі ток күші өзгергенде оның магнит өрісі де өзгереді. Ал ток күшінің өзгеруі өткізгіштегі электр зарядтарының қозғалыс жылдамдығының өзгеруіне, яғни зарядтардың үдемелі қозғалысына байланысты. Және бұл эксперимент жүзінде дәлелденген. Ендеше, электромагниттік толқын электр зарядтарының үдемелі қозғалысы кезінде туындайды. Зарядтың үдеуі неғұрлым үлкен болса, туындаған толқынның интенсивтігі соғұрлым жоғары болады. Зарядталған бөлшек үдей қозғалғанда электромагниттік өріске тән инерттілік байқалады. Өріс үдей қозғалған зарядталған бөлшектен бөлініп шығады да, электромагниттік толқындар түрінде кеңістікте еркін тарала бастайды. Электромагниттік толқындар шығару. Герц тәжірибесі жүктеу/скачать 2.12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|