Elektromagnit tebranishlar

1. Garmonik tebranishlar

Tabiatda davriy jarayonlar ko'p: kun va tunning almashishi, sayyoralarning aylanishi, torlarning tebranishi. Muvozanat vaziyatidan goh bir, goh qarama-qarshi tomonga davriy takrorlanuvchi harakat tebranma harakat deyiladi. Siljish sinus yoki kosinus qonuni bo'yicha o'zgarsa — garmonik tebranish:

bu yerda A — amplituda, $(\omega t + \varphi_0)$ — faza, φ₀ — boshlang'ich faza, ω — siklik chastota. Bitta to'liq tebranish vaqti — davr T, vaqt birligidagi tebranishlar soni — chastota ν:

2. Tebranish konturi va tenglamasi

Induktivlik L va sig'im C dan tashkil topgan yopiq tebranish konturida tebranish uyg'otish uchun avval kondensator zaryadlanadi. So'ng kondensator razryadlanib, g'altakdan o'tgan tok o'zinduksiya EYK ni hosil qiladi. Energiya yo'qotilishini hisobga olmasak, quyidagi tenglama kelib chiqadi:

$\omega_0^{2} = 1/LC$ belgilash bilan bu erkin garmonik tebranishlarning differensial tenglamasiga aylanadi, uning yechimi esa:

bu yerda Q₀ — kondensator qoplamalaridagi maksimal zaryad. Konturdagi kuchlanish va tok ham garmonik o'zgaradi, ammo tok fazasi zaryadga nisbatan $\pi/2$ ga siljigan: tok maksimal bo'lganda zaryad va kuchlanish nolga teng.

3. Tomson formulasi

Kontur xususiy tebranishlarining siklik chastotasi va davri quyidagicha aniqlanadi:

Ikkinchi ifoda — Tomson formulasi: tebranish konturidagi erkin so'nmas elektromagnit tebranishlarning davri faqat kontur parametrlari L va C ga bog'liq. Bu formula radioqabul qilgichlarni kerakli chastotaga sozlashning fizik asosidir.

4. Elektromagnit to'lqinlar

Maksvell elektr va magnit maydonlar bog'lanishini tekshirib elektromagnit maydon nazariyasini yaratdi. U ikki postulatga asoslanadi: o'zgaruvchan magnit maydon uyurmaviy elektr maydonni, o'zgaruvchan elektr maydon esa uyurmaviy magnit maydonni vujudga keltiradi. Davriy o'zgaruvchi bu maydonning fazoda tarqalishi elektromagnit to'lqin deyiladi.

To'lqinda E, H va tarqalish yo'nalishi c vektorlari o'zaro perpendikulyar, E va H bir fazada tebranadi. To'lqinning muhitdagi tezligi:

Grets tajribalarida elektromagnit to'lqinlarning tezligi aynan yorug'lik tezligiga teng chiqdi — bu Maksvell nazariyasini tasdiqladi va optikaning barcha qonunlari (qaytish, sinish, interferensiya, difraksiya) elektromagnit to'lqinlarga ham tegishli ekanini ko'rsatdi.

5. Axborotni internet orqali uzatish

Simsiz aloqa tizimlarida elektromagnit to'lqinlar — asosiy axborot tashuvchi vosita. Ma'lumot avval raqamli signalga aylantiriladi, so'ng yuqori chastotali to'lqinga modulyatsiya qilinib, antenna orqali fazoga tarqatiladi; qabul qiluvchi antenna to'lqinni elektr signaliga aylantirib, demodulyatsiya orqali dastlabki axborotni tiklaydi.

Bu texnologiyalar masofaviy ta'lim, telemeditsina, bulutli xizmatlar, «aqlli uy», «aqlli shahar» va Internet of Things (IoT) tizimlarining asosini tashkil etadi.

6. Yashil IKT (Green ICT) va ekologik xavfsizlik

Internet infratuzilmasining kengayishi elektr energiyasi iste'moli va elektron chiqindilar miqdorining ortishi kabi ekologik muammolarni ham yuzaga keltiradi. Shuning uchun energiya tejamkor aloqa uskunalaridan foydalanish, elektron qurilmalarni qayta ishlash va «Yashil IKT» (Green ICT) tamoyillarini joriy etish barqaror rivojlanishning muhim shartidir. Optik tolali aloqaning minimal yo'qotish bilan ishlashi — energiya samaradorligining yaqqol fizik misoli. Demak, elektromagnit to'lqinlarning ishlash prinsipini bilish ulardan tejamkor va ekologik xavfsiz foydalanishning ham kalitidir.