Электростатика
жүктеу/скачать 9,12 Mb.
|
Электр и магнетизм Лекция
- Бұл бет үшін навигация:
- 15 Лекция. ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАР
- Электромагниттік толқындар . Электромагниттік толқындарды шығару және тарату. Герц вибраторы.
| Бақылау сұрақтары
Тербелмелі электр контурда гармоникалық тербеліс кезінде қандай процестер өтеді? Еркін тербелістің дифференциалдық теңдеуін жазыңдар. Томсон формуласын жазыңдар. Өшетін электр тербелістің дифференциалдық теңдеуі мен оның шешімін жазыңдар. Өшетін тербелістердің амплитудасы қандай заңдылық бойынша өзгереді? Не үшін өшетін тербелістің жиілігі жүйенің меншікті жиілігінен кіші болу керек? Өшу коэффициенті дегеніміз не? Еріксіз тербеліс дегеніміз не? Еріксіз тербелістің дифференциалдық теңдеуін жазыңдар. Резонанс дегеніміз не? Квазистационарлық токтар дегеніміз не? Индуктивтілік және сыйымдылық. Кедергілер неге тәуелді болады? Индуктивті катушка және конденсатор арқылы өтетін айнымалы ток пен кернеудің фазалары қалай ығысқан? Катушка, конденсатор және резистор тізбектей жалғанған айнымалы ток тізбегі үшін векторлық диаграммаларды салып, түсіндіріңдер. Айнымалы ток тізбегінің жұмысы мен қуатының өрнегін жазыңдар. Трансформатор дегеніміз не? №15 Лекция. ЭЛЕКТРОМАГНИТТІК ТОЛҚЫНДАР 1. Электромагниттік толқындар. Электромагниттік толқындарды шығару және тарату. Герц вибраторы 2. Электромагниттік толқын энергиясы. Умов-Пойтинг векторы 3. Электромагниттік толқындарды байланыс құралы мақсатында қолдану. Радио байланыс және теледидарласу принципі Электромагниттік толқындар. Электромагниттік толқындарды шығару және тарату. Герц вибраторы. Электромагниттiк толқын деп, электромагниттiк өрiстiң кеңiстiкте таралуы кезiнде электр және магнит өрiстер кернеулiгiнiң белгiлi бiр периодты заңдылық бойынша езгеруiн айтамыз. Электромагииттiк толқындар көзi болып кез келген электрлiк тербелмелi контур немесе бойынан айнымалы ток жүретiн кез келген жай қарапайым өткiзгiш бола алады. Сонымен қатар электромагниттiк толқындар көзiнiң сәулелену қабiлеттiлiгi оның пiшiнi мен өлшемдерiне, сол сиякты тербелiс жиiлiгiне тәуелдi. Электромагниттiк толқынның бар екендiгi жайында Максвелдiң теориялық қорытындысына эксперименттiк тұрғыдан тексерудi 1888 жылы Герц жүзеге асырған болатын. Герц өз тәжірибелерінде катушканың орам санын азайтып, конденсатор астарларының ауданын кішірейтіп, сонымен бірге конденсатор астарларының арасын алшақтатып жабық тербелмелі контурдан ұшқындық аралықпен бөлінген екі стерженнен тұратын ашық тербелмелі контурға (Герц вибраторы) өтті (1-cурет). Егер айнымалы электр өрісі жабық тербелмелі контурда конденсатордың ішінде шоғырланған болса (1,а-сурет), ашық тербелмелі контурда электр өрісі контурды қоршаған кеңістікті қамтиды да (1,в-сурет) электромагниттік сәуле шығару интенсивтігін жоғарылатады. Мұндай жүйедегі тербелісті конденсатор астарларына қосылған э.қ.к.-і көзінің есебінен ұстап тұрады, ал ұшқындық аралық потенциалдар айырымын бастапқы зарядталу қалпындағыға дейін жоғарылату үшін қолданылады. Электромагниттік толқынды қоздыру үшін В Герц вибраторын И индукторға қосады (2-сурет). Ұшқындық аралықтағы кернеу тесілу мәніне жеткен кезде вибратордың екі жағын қысқа тұйықтайтын ұшқын пайда болады да вибраторда еркін өшетін тербеліс байқалады. Одан кейін индуктор конденсаторды қайта зарядтайды, вибраторда ұшқын пайда болады да тағыда 1-сурет 2- сурет тербеліс байқалады және т.с.с.. Электромагниттік толқынды тіркеу үшін Герц резонатор Р деп аталатын жиілігі сәуле шығаратын вибратордың меншікті жиілігіндей екінші вибраторды пайдаланады. Электромагниттік толқын резонаторға жеткен кезде оның саңылауында ұшқын пайда болады. 3-сурет Ендi Максвелдiң теңдеулерiн пайдалана отырып, жазық электромагниттiк толқындардың теңдеуiн шығарып алайық: , . (1) Мұндай контурлы интегралдарды есептеу үшiн, жане векторларының бағыты бұранда ережесiнiң оң бағытымен сәйкес келуi керек. Есептеулердi жеңiлдету үшiн электромагниттiк өрiстiң қозу нүктесiнде векторы барлық уақытта ОZ осiне, ал векторы OY осiне параллель болсын (3-сурет). (1) теңдеудi пайдалана отырып және суреттегi қатынастарды ескерiп, түрлендiрсек, мынадай қатынастарды аламыз; , (2) . (3) Егер (2) теңдеудi уақыт бойынша және (3) өрнектi координат .бойынша туындылап, сонымен қатар және тұрақты шамалар деп өрнектердiң мынадай дербес туындыларын алайық: , . Осы теңеулерден мынаны табамыз: . (4) Осы табылған өрнек жазық электромагниттік толқынның дифференциялдық теңдеуі деп аталады. Осы теңдеудің шешуі . (5) бұл өрнек толқынның синусоида заңдылығы бойынша таралатындығын көрсетедi. Таралу жылдамдығы мынаған тең: (6) мұндағы . 4-сурет Сөйтiп, және векторлары толқынның таралу бағытына және бiр-бiрiне перпендикуляр болады. Мұндай электромагниттiк толқындарды көлденең толқындар деп атайды (4-сурет. Жазық электромагниттік толқын кескіні). жүктеу/скачать 9,12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|