Fizika fanidan - bet 7

|
Fizika fanidan
|
bet | 7/8 | Sana | 19.11.2023 | Hajmi | 176,12 Kb. | | #101350 |
Bog'liq fizikadan mustaqil ish 3 Dielektriklarning segnetoelektrik xossalarining sababi nimada? Ma'lum bo‘lishicha, segnetoelektriklarning kristall tuzilishi shundayki, ularning kristallari tarkibiga kirgan molekulalarning o‘zaro ta'siri, ularning dipol elektr momentlarining tartibli orientirlanishiga olib keladi va dielektrikning o‘z-o‘zidan qutblanishi deb ataluvchi hodisa yuz beradi. Mana shuning o‘zi segnetoelektriklarning boshqa dielektriklardan farq qiluvchi asosiy xossasidir. Kristallarda bir xil yo‘nalishli dipol momentlarga ega bo‘lgan kichik sohalar o‘z-o‘zidan vujudga keladi. Ularni domenlar deyiladi. Ayrim domenlarning dipol momentlari tasodifiy ravishda shunday orientirlanganki, bunda, butun kristallning natijaviy momenti nolga teng. Faqat tashqi E (vektorli) elektr maydon ta'sirida dipollar E vektor bo‘ylab bir yo‘nalishda o‘rnashadi. Umuman, segnetoelektriklarning elektr maydondagi xossalari ferromagnetiklarning magnit maydoni xossalariga o‘xshashdir. Shu sababga ko‘ra segnetoelektriklar ba'zan ferroelektriklar deb ham ataladi. Segnetoelektriklar muhim amaliy qo‘llash sohalariga egadirlar. Kondensatorning sig‘imi, uning qoplamlari orasidagi joylashtirilgan dielektrikning ε doimiysiga proportsional bo‘ladi. Shuning uchu katta ε dielektrik singdiruvchanlikka ega bo‘lgan dielektriklardan foydalanib, katta sig‘imli kichik kondensatorlar yasash mumkin. Ammo segnet tuzi bu maqsadga mos kelmaydi: ε ning katta qiymati unda -18 °C dan +24 °C gacha harorat intervalida saqlanaidi xolos. Kondenatorlar esa ancha keng harorat diapazonida ishlashi kerak. Texnikada Kyuri nuqtasi 133 °C atrofida bo‘lgan, ε esa 6000-7000 ga erishadigan bariy titanati asosida tayyorlangan segnetoelektrik kondensatorlar keng ishlatiladi.
P`ezo-yunoncha so'z bo'lib, siqish, siqilish ma'nosini beradi.
P`ezoelektriklar deb, elektr maydoni bo'lmagan holda ham jismga mexanik kuchlanish berilganda elektr qutblanishi vujudga keladigan hodisaga aytiladi. Bu hodisa to'g'ri p`ezoeffekt deb yuritiladi. Tashqi mexanik kuchlar ostida elektr zaryadlarini elastik siljishi unga sabab bo'ladi. Shu bilan birga teskari p`ezoeffekt ham mavjud. Bu esa, p`ezoelektrikga elektr maydoni qo'yilishi natijasida mexanik deformatsiyani vujudga kelishidan iborat.
To'g'ri va teskar p`ezoeffektni vujudga kelishi turlicha bo'lishi mumkin, birinchisi, qutublanish bo'lmagan holda elektr maydon deformatsiyasida vujudga kelishi, ikkinchisi, deformatsiyalar mavjud bo'lmaganda elektr maydonni qo'yilishida elastik kuchlanishlarni vujudga kelishi. Umumiy holda gap mexanik va elektrik o'zgaruvchilar orasidagi chiziqli bog'lanish haqida boradi(birinchilar-deformatsiya va kuchlanish, ikkinchilari-qutblanish, elektr maydon, elektr induktsiya)P`ezoeffekt bo'yicha birinchi tadqiqotlar 1880 yil J. va P. Kyuri tomonidan kvarts kristallarida(SiO2) amalga oshirilgan.
P`ezoeffekt, dielektrik materiallarda mexanik va elektrik kattaliklarni o'zarota'siri bilan bog'liq bo'lgan turli elektromexanik effektlarni namoyon bo'lishi.
Ixtiyoriy dielektrikni elektr maydoniga joylashtirsak erkin kristall deformatsiyalanadi, siqilgan kristallda esa deformatsiya yuzaga keladi.
P`ezoeffektni tabiatini tushunish uchun, elektrodlarni bir-biri bilan ulab, kristallarning qirralarida joylashtirish kerak. Еlektrodlar tomonidan hosil qilingan zanjirdagi qisqa muddatli siqish va cho'zishda qisqa elektr impul`sini vujudga kelishini ko'rishimiz mumkin. Huddi shuni o'zi, p`ezoeffektning elektr va fizik jihatlarini namoyon bo'lishidir.Agar kristall doimiy bosimga uchrasa, bu holda impul`s paydo bo'lmaydi. Kristall materiallarning ushbu xususiyati aniq sezgirlikka ega bo'lgan asboblarni tayyorlashda ishlatiladi.
Segnetoelektriklar – tashqi elektr maydon bo'lmagan holda ham ma'lum bir temperaturalar intervalida o'z-o'zidan elektr qutblanish xususiyatiga, ya'ni elektr dipolga ega bo'lgan dielektriklar.
Segnetoelektriklar o'zining nomini segnet tuzi (NaKC4H4O6∙4H2O)ning mineralini nomidan olgan. Segnet tuzining xususiyatlarini birinchi bo'lib
I.V. Kurchatova va P. P. Kobeko batafsil o'rgangan.
Segnetoelektriklar boshqa dielektriklardan, qutblanishni maydon kuchlanganligidan chiziqli bo'lmagan bog'lanishi bilan farq qiladi. Bu esa, ularda elektr domenlarni
mavjudligining natijasidir.
Domenlar –qutblanishning turli yo'nalishlarga ega bo'lgan sohalari.
Segnetoelektriklarda kichik xajmli sohalar bo'lib, ularda dipol` momentli molekulalar bir xil yo'nalishda “o'z-o'zidan” terilib qoladi. Bu mikroskopik hajmlaradagi molekulalar elektr maydon ta'sirida hammasi birgalikda buriladi.
Shuning uchun, elektr maydon o'chirilganda oddiy xaotik xarakat molekulalarning yo'nalishini buza olmaydi. Bunga ko'proq energiya kerak bo'ladi. Bu ishni yuqori temperaturada bajarish mumkin.
Domenlarni hosil bo'lishining sababi, qo'shni atomlarga tegishli bo'lgan elektronlarni umumlashtirish natijasida yuzaga keladigan almashinuv kuchlari. Bu kuchlar atomlararo masofalarda ta'sir qiladi, ya'ni, yaqin ta'sir kuchlaridir.
Domenlarni mavjudligi kristallni minimum energiyaga intilishi bilan tushuntiriladi.
Segnetoelektriklarga misol: segnet tuzi (NaKC4H4O6·4H2O) va bariy titanati (BaTiO3). Segnetoelektriklar elektrotexnikada va elektronikada keng qo'llaniladi.
ovush mexanik energiyaning materiya boʻylab toʻlqinlar yordamida tarqalishidir. Tovush chastota, toʻlqin uzunligi, davr, amplituda va tezlik bilan xarakterlanadi.
Kundalik turmushda tovush atamasini havoda tarqaluvchi va odam eshita oladigan toʻlqinlarga nisbatan qoʻllashadi. Biroq fizikada tovush deb har qanday materiyada tarqaluvchi mexanik toʻlqinlarga aytiladi. Tovush va u bilan bogʻliq hodisalarni oʻrganuvchi fan boʻlimi akustika deyiladi.
Bu atamaning boshqa maʼnolari ham mavjud. Qarang: Tovush (maʼnolari).
Tovush (fizikada) — keng maʼnoda — gazsimon, suyuq yoki qattiq muhitda toʻlqin shaklida tarqaladigan elastik muhit zarralarining tebranma harakati. Tor maʼnoda — odam va hayvonlarning maxsus sezgi organlari orqali qabul qilish eshitish hodisasi. Eshitiladigan va eshitilmaydigan tovushlar bor. Chastotasi 16 Gs — 20 kGs gacha boʻlgan toʻlqinlar inson qulogʻida tovush sezgisini uygʻotadi. Chastotasi 16 Gs dan kichik boʻlgan elastik toʻlqinlar infratovush deb ataladi. Chastotasi vq20 kGs Q 1 GGs boʻlgan toʻlqinlar ultratovush va chastotasi u>1GGs dan yuqori boʻlgan toʻlqinlar gipertovush deyiladi. Infra, ultra va gipertovushlarni inson qulogʻi eshitmaydi. Gaz va suyuqliklardagi T. toʻlqini faqat boʻylama toʻlqin, qattiq jismlarda tarqaladigan toʻlqinlar esa ham boʻylama, ham koʻndalang boʻlishi mumkin. Tovush tezligi quruq havoda 15° trada 0,34 km/s, suyukdikda 152 km/s, qattiq jismda 506 km/s (olmosda 18 km/s) boʻladi.
Insonlar qabul qilgan Tovushlarni ularning yuksakligi, tembri va qattiqligiga qarab bir-biridan farq qiladi. Ana shu har bir subyektiv bahoga Tovush toʻlqinining aniq fizik xarakteristikasi mos keladi.
Har qanday real Tovush oddiy garmonik tebranish emas, balki maʼlum chastotalar toʻplamiga ega boʻlgan garmonik tebranishlarning yigʻindisidan iborat. Berilgan Tovushda ishtirok etuvchi tebranishlar chastotalari toʻplami Tovushning akustik spektri debataladi. Agar Tovushda maʼlum intervaldagi barcha chastotaga ega boʻlgan tebranishlar ishtirok etsa, u holda spektr tutash spektr deyiladi. Agar Tovush bir-biridan chekli intervallar bilan ajralib turuvchi diskret chastotali tebranishlardan tashkil topgan boʻlsa, spektr chizikli spektr deyiladi. Shovqinlar, masalan, daraxtlarning shamolda shitirlashi tutash spektrga, cholgʻu asboblari Tovushlari esa chiziqli spektrga ega boʻladi.
Yuza birligi orqali vaqt birligida Tovush toʻlqini olib oʻtayotgan energiya Tovush intensivligi deb ataladi. Elastik muhit boʻylab Tovush tarqalganda u tarqalmagan paytdagiga nisbatan ortiqcha bosim hosil boʻladi, uni tovush bosimi deyiladi. Tovush intensivligi Tovush bosimining amplitudasiga hamda muhit xossasiga va toʻlqin shakliga bogʻliq. Tovush intensivligi Xalqaro birliklar tizimida VtGʻm2 larda oʻlchanadi. Tovush intensivligi va chastotasiga bogʻliq boʻlgan Tovush qattiqligi xarakateristikasi xam mavjud. Odam qulogʻi 1 — 5 kGs chastota sohasida juda sezgir boʻladi. Bu sohada eshitish boʻsagʻasi, yaʼni eng kuchsiz eshitiluvchi Tovushlarning intensivligi 10~12 VtGʻm2, unga mos Tovush bosimi 10~5 NGʻm2 kattalikka teng. Odam qulogʻi eshitadigan Tovushning eng yuqori intensivligi 1 VtGʻm2 ga teng. Ultratovush texnikasida bundan ham yuqori (104 kVtGʻm2 gacha) intensivlikka erishilgan. Ultratovushning bu xususiyatidan texnika, biologiya va tibbiyotda keng foydalaniladi.
|
| |