-сурет ' А.А. Эйхенвальд Мәскеудегі жоғарғы әйелдер курсының физика кафедрасының

Түсіндіре кетсек. Айталык, диэлектриктің 
jc
, нүктесінде І^электр өрісінің 
кернеулігі артсын. Бұл кезде 
х2
нүктесінде кұйынды магнитті өріс Я^өрісі пай- 
да болады. Ол кағаз бетіне карай бағытталған. /72өрісінің өсуі сол 
х2
нүктесінде 
ОХө
сіне перпендикуляр бағытта электр өрісін туғызады (18.24, б-суретпен са- 
лыстырыңыз) және т.б.
Егер if және Я^шамалары осы нүктеде кандай да бір өріс көзінен өсіп оты- 
ратын болса, онда кеңістікте үздіксіз электромагниттік өріс тарайтын бола­
ды. Электромагниттік өрістің толкындык табиғаты бар екендігін (18.53) және 
(18.54) Максвелл тендеулерінен шығатынын көрсетелік.
Ортаны диэлектрик деп алайык: демек, өткізгішті токтың күші нөлге тең. 
Қандай да бір 
S
аудан аркылы өткен және 
В
сызыктарына перпендикуляр маг- 
ниток ағынның шамасы:
Ф 
= BS =
ргр05Я.
Максвелл тендеулері бұл шарт орындалғанда мына түрде жазылады:
\ н , і
—
0 8 . 55)
ZOX
жазыктығында (18.26-сурет) элементарлы, яғни, өте аз шамадағы тік 
төртбұрышты 1—2—3 -4 -1 көпбүрыш белгілеп алайык. Ол контурдың ауданы 
сөз жок 
dxdz
тең. 1—2 және 3 -4 бөлігінде 
Eldl
= 0; ал 2-3 бөлігінде 
Eldl
= — 
Edz,
ал 4-1 бөлігінде 
Eldl
= 
(E+dE)dz.
Демек, 
Ё
векторынын бүл контур бойынша 
толык айналуы мынаған тең:
О + (— 
Edz
) + 0 + 
(Е
+ 
dE)dz
= 
dEdz.
Ауданның өрнегін және айналуын (18.55) екінші тендеуіне койсак, онда:
(1Я 
дЕ 
дН
dEdz
= Ц,Р0Әхдг 
немесе 
~ M o 
~Qf
• 
(18.56)
Дәл осы тәсілмен 
ХОҮ
жазыктығында 3—6 - 5 - 4 - 3 тік бұрышты контуры 
үшін 3—6 бөлігінде # ;d/ = 
Hdy,
6—5 және 4—3 бөлігінде 
Htdl
= 0; 5—4 бөлігінде 
Hfdl
= 
(H+dH)dy
көреміз. Осыдан контур бойындағы толық айналым:
Hdy
+ 0 + [ - ( Я + 
dH)dy
] + 0 = 
dHdy.
Аудан шамасы үшін сол контурды жэне айналымда (18.55) тендеулерінің
біріншісіне койсак, онда:
dE
- dHdy = ££0 d x d z
немесе 
- ^ - = - е е 0 д(
dH
dE
(18.57)

(18.56) тендігін 
х
координата бойынша, ал (18.57) тендігін уакыт бойынша 
дифференциалдасак, онда:
д2Е 
д2Н 
д2Н
і 
д2Е
= 
немесе э ^ 7 = - —
д2Н 
д2Е
dxdt
8rE° 
dt2
Соңғы тендіктен шығатыны:
д2Е
1 
д2Е 
д2Е 
д2Е
=
немесе 
= 
(18.58)
Міне, бұл (7.49) 
толқындық теңдеу
, ал оның шешімін жазық толкын түрінде 
былай жазамыз (7.45):
Е = Emcosw (t — x/v).
(18.59)
Тура осындай тендеуді магнит өрісі үшін де жазуға болады:
# = # mcoso) (/ — 
x/v).
(18.60)
Сонымен, Био—Савар—Лаплас жэне Фарадей тендеулеріненжәне Макс­
велл тендеулерін пайдалана отырып, біз электромагниттік өрістің таралуы тол- 
кынды сипатқа ие болатынын көрсеттік.
(18.58) тендігін (7.49) толкындыктендеумен салыстырып, электромагниттік 
толкынның таралу жылдамдығын аламыз:
1 
с
о =
- =
(18.61)
с
= 1 /Vе0р() — жарыктың вакуумдегі жылдамдығы.
Демек, 
элекромагниттік толқындардың таралу жылдамдығы жарық жыл-
дамдығына тең.
Міне, осы тұжырым 
Максвелді жарықтың электромагниттік
теориясын жасауға алып келді. (18.61) тендігін және сыну көрсеткіші үшін 
п
= 
c/v
формуласын пайдаланып, 
п
сыну көрсеткіші мен салыстырмалы диэ- 
лектрлік және магниттік өтімділік арасындағы байланысты табуға болады:
Л=ҮГТГ 
(18.62)
Электромагниттік өрістін көлемді тығыздығы магнитті өрістің және
электрлі өрістің көлемдік тығыздығының косындысынан тұрады:
+ 
= егЕо^2/2 + Рг Р0Я 2/2. 
(18.63)
Диэлектрикте электромагниттік өрістің электрлі және магнитті кұрамалары 
өзара тең, сондықтан:
г г йЕ}/2 = \ігЦ0ІР/2.
(18.64)
Демек, энергияның көлемдік тығыздығы үшін мынандай теңдеулерді жазу- 
ға болады:

Толқындардың энергия ағынының тығыздығының (толкындар каркынды- 
лығы) (18.61) тендеуін және (18.65) тендеуін жалпы формулаға кою аркылы
табамыз:
Р
= Vere0prPo 
ЕН
______ 
= ЕН
(18.66)
немесе
7 = £ х я .
(18.67)
Бүл формулада 
Е
және 
Н
осы векторлардың уақыт бойынша орташа шама- 
сын қарастырдық деп кабылдаған жөн.
18.9. ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАР ШКАЛАСЫ. 
МЕДИЦИНАДА ҚАБЫЛДАНҒАН ЖИІЛІКТЕР 
ИНТЕРВАЛДАРЫНЫҢ ЖІКТЕЛУІ
Максвелл теориясынан әртүрлі электромагниттік толкындардын және со- 
нымен катар жарыктын да табиғаты бір екендігі шығады. Сол себепті мүмкін 
болатын электромагниттік толкындардың барлығын бір шкала бойынша ка- 
растыруға болады (18.27-сурет).
Барлық шкала шартты түрде 6 диапазонға бөлінеді: 
радиотолқындар (узын,
орташа жэне қысқа), инфрақызыл, көзге көрінетін жарық, ультракулгін, рент­
ген және галіма-сэулелер.
Бұл толкындар пайда болу механизмдері аркылы немесе адамның өзінің ка- 
былдау мүмкіндігінің ерекшелігі аркылы жіктеледі.
Радиотолкындар өткізгіштегі айнымалы токтар және электрондар ағыны 
(макросәулеленушілер) аркылы пайда болады.
Инфракызыл, көзге көрінетін жарыктың және ультракүлгін сәулелерінің 
атомдардан, молекулалалардан және тез зарядталатын бөлшектерден (микрос- 
әулеленулерден) туындайды. Рентген сәулелері атомдағы болатын ішкі үдеріс- 
терден, ал ү-сәулелер ядролардан шығады.
Кейбір диапазондар беттесіп келеді, себебі әртүрлі диапазондағы сәулелер 
бірдей үдерістен туындауы мүмкін. Мысалы, қыска толкынды ультракүлгін 
сәулелер ұзын толкынды рентген сәулелерімен беттесіп келеді.
Осы тұрғыдан инфрақызыл толкын мен радиотолкын арасындағы шекара- 
лык диапазон ерекшеленеді. 1922 ж. дейін бүл диапазондар арасы саңылау тұсы 
болатын. Бүл толтырылмаған түсты қыска толкынды молекулалык-атомдык 
ортадан іздеу керек болды (кыздырылған дененің сәулеленуі). Ал ұзын толкы- 
нын Герцтің микровибраторлар аркылы аныктауға тырысты. Ресейлік физик 
А.А. Глаголева-Аркадьева1 майға араластырылған металл үнтактары аркылы 
электр ұшкынын өткізу әдісін ұсынды. Бүл әдістің нәтижесінде 82 мкм және 
одан да жоғары толкын ұзындыктарын алу мүмкіндігі пайда болды.

жүктеу/скачать 28,1 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: