EcoAkme
6.2-MA'RUZA · MAKSVELL NAZARIYASI

Elektromagnit maydon

Maksvell nazariyasi va siljish tokidan Gers vibratori va elektromagnit to'lqinlar energiyasigacha — hamda elektromagnit maydonlarning ekologik jihatlari.

Ma'ruzalar
MA'RUZA REJASI

Reja

  1. 01Elektromagnit maydon (Maksvell nazariyasi)
  2. 02Siljish toki va uyurmali elektr maydon
  3. 03Elektromagnit to'lqinlar va ularning xossalari
  4. 04Ochiq tebranish konturi (Gers vibratori)
  5. 05Elektromagnit maydon energiyasi
  6. 06Elektromagnit ekologiya

1. Elektromagnit maydon (Maksvell nazariyasi)

J. Maksvell elektr va magnit maydonlar o'zaro bog'liqligini — birortasining o'zgarishi ikkinchisini vujudga keltirishini asosladi. Magnit maydonning har qanday o'zgarishi kuch chiziqlari yopiq bo'lgan uyurmali elektr maydonni hosil qiladi; induksion EYK ning sababi ham aynan shu uyurmali maydondir.

Maksvell nazariyasi: elektr va magnit maydonlar chambarchas bog'liq bo'lib, yagona elektromagnit maydonni tashkil etadi. Elektr maydon ikki xil: nuqtaviy zaryadlar hosil qiladigan potensial maydon (kuch chiziqlari zaryadda boshlanib zaryadda tugaydi — oqimi bor) va magnit maydonning o'zgarishi hosil qiladigan uyurmali maydon. Magnit maydon kuch chiziqlarining boshi va oxiri yo'q — oqimi yo'q.

2. Siljish toki

O'zgaruvchan elektr maydon va u vujudga keltiradigan magnit maydon orasidagi miqdoriy munosabatni ifodalash uchun Maksvell «siljish toki» tushunchasini kiritdi. Siljish toki haqiqiy elektr tokining faqat bitta xususiyatiga — magnit maydon hosil qilish xususiyatiga ega. Shunday qilib, o'zgaruvchan elektr maydon xuddi tok kabi atrofida magnit maydon uyg'otadi — bu elektromagnit to'lqinning tarqalish mexanizmi asosidir.

3. Elektromagnit to'lqinlar va ularning xossalari

Elektr maydon kuchlanganligi E va magnit induksiya B davriy o'zgaruvchi maydonining fazoda tarqalishi — elektromagnit to'lqin. Uni o'zaro perpendikulyar tekisliklarda yotgan ikkita sinusoida (E va B tebranishi) sifatida tasvirlash mumkin. Maksvell mavjudligini bashorat qilgan bu to'lqinlarni nemis fizigi G. Gers tajribada hosil qildi.

E, B vektorlari va tarqalish yo'nalishi c o'zaro perpendikulyar — ko'ndalang to'lqin
Tezligi muhitning elektr va magnit xossalari bilan belgilanadi (v = c/√εμ)
Muhit almashganda v va λ o'zgaradi, ammo chastota ν o'zgarmaydi
Qaytish, sinish, interferensiya, difraksiya — yorug'likka xos barcha xossalar mavjud

To'lqin tezligi muhitning elektr va magnit xossalariga bog'liq; vakuumda esa u yorug'lik tezligiga teng:

v=cεμ,c=1ε0μ0≈3⋅108 msv = \dfrac{c}{\sqrt{\varepsilon\mu}}, \qquad c = \dfrac{1}{\sqrt{\varepsilon_0\mu_0}} \approx 3\cdot10^{8}\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}
(1)

To'lqin uzunligi tezlik, davr va chastota orqali bog'langan:

λ=vT=vν\lambda = vT = \dfrac{v}{\nu}
(2)

4. Ochiq tebranish konturi (Gers vibratori)

O'zgaruvchan tok oqayotgan istalgan kontur elektromagnit to'lqin manbayi bo'la oladi, biroq yopiq konturda maydon tashqariga deyarli chiqmaydi: elektr maydon kondensator qoplamalari orasida, magnit maydon esa g'altak ichida mujassam bo'ladi. Nurlanish sezilarli bo'lishi uchun maydon hosil bo'ladigan hajmni orttirish kerak.

Gers aynan shu yo'ldan bordi: g'altak o'ramlari sonini va kondensator plastinkalari yuzasini kamaytirib, qoplamalarni bir-biridan uzoqlashtirdi va uchqun bo'shlig'i bilan ajratilgan ikki tayoqchadan iborat ochiq tebranish konturini (Gers vibratorini) yasadi. Unda maydon konturni o'rab turgan bo'shliqda mujassam bo'lib, nurlanish intensivligi keskin ortadi. L va C kamayishi bilan chastota ortadi:

ν=12πLC\nu = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}}
(3)

Gers vibrator va rezonator (moslangan 2-vibrator) yordamida 0,6–10 m to'lqin uzunlikli yassi to'lqinlarni hosil qildi, ularning ko'ndalangligini ko'rsatdi va tezligi yorug'lik tezligiga mos kelishini isbotladi — bu Maksvell nazariyasini tasdiqladi.

5. Elektromagnit maydon energiyasi

Fazoda tarqalayotgan elektromagnit to'lqin energiya tashiydi. Elektromagnit maydon energiyasi — elektr va magnit maydon energiyalarining yig'indisi; energiya zichligi ham shu ikki qism zichliklarining yig'indisidan iborat:

w=wE+wB=εε0E22+B22μμ0w = w_E + w_B = \dfrac{\varepsilon\varepsilon_0 E^{2}}{2} + \dfrac{B^{2}}{2\mu\mu_0}
(4)

Elektromagnit to'lqinlarning barcha xossalari yorug'liknikiga o'xshaydi — demak, yorug'lik nuri ham elektromagnit to'lqinlardan iborat. O'zgaruvchan tok oqayotgan istalgan o'tkazgich elektromagnit to'lqin manbayi bo'la oladi.

FIZIKA × EKOLOGIYA

6. Elektromagnit ekologiya

Elektromagnit maydon nazariyasi zamonaviy radioaloqa, televideniye va simsiz internetning fizik asosidir — ammo sanoat va maishiy qurilmalarning ko'payishi bilan elektromagnit maydonlar atrof-muhit omiliga aylandi. Elektr uzatish liniyalari, transformator podstansiyalari, mobil aloqa stansiyalari va maishiy jihozlar elektromagnit maydon manbalaridir.

Ekologik xavfsizlikni ta'minlash uchun maydon darajasini sanitariya me'yorlari doirasida ushlab turish, yuqori kuchlanishli obyektlardan xavfsiz masofani saqlash va muntazam monitoring qilish tavsiya etiladi. Elektromagnit to'lqinlarning fizik qonuniyatlarini bilish — ulardan samarali foydalanish bilan birga, ularning inson salomatligi va biosferaga ta'sirini ilmiy asosda baholash imkonini beradi.

Asosiy xulosa

Maksvell birlashtirgan elektr va magnit maydon — yagona elektromagnit maydon bo'lib, yorug'likdan radioto'lqingacha bo'lgan butun spektrning tabiatini ochib beradi. Gers vibratori uni tajribada namoyish etgan bo'lsa, bugungi vazifa — bu maydonlardan texnologiyada foydalanishni ekologik xavfsizlik bilan uyg'unlashtirishdir.

Amaliyotga o'tamiz

Bilimlaringizni interaktiv topshiriqlarda mustahkamlang va virtual laboratoriyalarda sinab ko'ring.

TopshiriqlarLaboratoriya

Bilimingizni sinab ko'ring

Ushbu ma'ruza bo'yicha 10 ta savol — osondan murakkabga. Testni yakunlaganingizda natijangiz (foiz va ball) ko'rsatiladi.

Testni boshlash