Elektromagnit to‘lqinlarning qaytishi

Elektromagnit to‘lqinlarning qaytishi. Tarqatuvchi va qabul qiluvchi ruporlar orasiga metall plastina qo‘yilsa, tovush eshitilmaydi. Elektromagnit to‘lqinlar metall plastinadan o‘ta olmasdan qaytadi. Endi tarqatuvchi ruporni yuqoriga (pastga) buraylik. Metall plastinani yuqoriga (pastga) 4.5-rasmda ko‘rsatilganidek o‘rnataylik. U holda qabul qiluvchi antenna, tushush burchagiga teng bo‘lgan burchakda joylashtirilganda yaxshi qabul qilinishini sezish mumkin.
Metall plastina
4.5-rasm.
Elektromagnit to‘lqinlarning metall plastinadan qaytishini quyidagicha tushuntirish mumkin. Metallga kelib tushgan elektromagnit to‘lqin metall sirtida erkin elektronlarning majburiy tebranishlarini hosil qiladi. Bu majburiy tebranishlarning chastotasi elektromagnit to‘lqinning chastotasiga teng bo‘ladi. To‘lqin metalldan o‘ta olmaydi, lekin metall sirtining o‘zi ikkilamchi to‘lqinlar manbayi bo‘lib qoladi, ya’ni to‘lqin sirtdan qaytadi. Tajribalar elektromagnit to‘lqinlarning ikki muhit chegarasidan qaytishida qaytish qonuni bajarilishini ko‘rsatadi.
Metall plastina o‘rniga dielektrik olinsa, undan elektromagnit to‘lqinlar juda kam qaytar ekan. Chunki, ularda erkin elektronlar juda kam bo‘ladi.
Elektromagnit to‘lqinlarning qaytishidan radioaloqa va radiolokatsiyada keng qo‘llaniladi (4.6-rasm).
Prizma
4.6-rasm. 4.7-rasm.
Elektromagnit to‘lqinlarning sinishi. Uni o‘rganish uchun metall plas- tina o‘rniga parafin bilan to‘ldirilgan uchburchakli prizmadan foydalaniladi (4.7-rasm). Qabul qiluvchi antenna to‘lqinni qayd qiladi. Demak, elektromag- nit to‘lqin ikki muhit havo-parafin va parafin-havo chegarasidan o‘tganda sinadi. Tajribalar elektromagnit to‘lqin bir muhitdan ikkinchisiga o‘tganda sinish qonunining bajarilishini ko‘rsatadi:
n = υ1 = c
= 𝘴2 ; (4–1)
bunda: ε1 va ε2 – mos ravishda birinchi va ikkinchi muhitlarning dielektrik singdiruvchanliklari.
Tebranishlar fazasi bir xil bo‘lgan, bir-biriga eng yaqin turgan ikki nuqta
c
orasidagi masofa elektromagnit to‘lqin uzunligi deyiladi: λ = v .
Elektromagnit to‘lqinning asosiy xarakteristikasi uning chastotasi v (davri T) hisoblanadi. Chunki, elektromagnit to‘lqin bir muhitdan ikkinchisiga o‘tganda uning to‘lqin uzunligi o‘zgaradi, chastotasi o‘zgarmasdan qoladi.
Elektr maydon kuchlanganligi va magnit maydoni induksiya vektorlari- ning tebranish yo‘nalishlari to‘lqinning tarqalish yo‘nalishiga perpendikular bo‘ladi (4.8-rasm). Demak, elektromagnit to‘lqinlar ko‘ndalang to‘lqinlar ekan.
x
4.8-rasm.
Elektromagnit to‘lqinning tarqalish tezligi u elektr maydon kuchlan- ganlik vektori E va magnit maydon induksiya vektori B ga perpendikular yo‘nalgan.
Elektromagnit to‘lqinning asosiy energetik xarakteristikalaridan biri elek-
tromagnit to‘lqin nurlanishining oqim zichligi hisoblanadi.
Elektromagnit to‘lqin nurlanishining oqim zichligi deb, to‘lqinning tar- qalish yo‘nalishiga perpendikular yo‘nalishda joylashgan S yuzali sirtdan ∆ t vaqtda o‘tuvchi W elektromagnit energiyasiga aytiladi:
W
I = S · ∆t
. (4–2)
To‘lqin nurlanishining oqim zichligi sirtning birlik yuzasidan bir davrda o‘tuvchi elektromagnit to‘lqin nurlanishining o‘rtacha quvvatidan iborat. Uni to‘lqin intensivligi deb ham atashadi.
Po‘rt
= Wo‘rt
t
ni (4–2) ga qo‘yilsa, I = Po‘rt
S
bo‘ladi. Nurlanishning oqim
2
zichligi yoki to‘lqin intensivligining birligi W .
m
Nurlanish oqimi yo‘nalishiga perpendikular joylashgan yo‘nalishda yuzasi S, yasovchisi c∆ t ga teng bo‘lgan silindr chizaylik. Silindr hajmi
∆V = S · c∆t ga teng. Silindr ichidagi elektromagnit maydon energiyasi, ener- giya zichligining hajmga ko‘paytmasiga teng:
W = w · S · c∆ t; (4–3)
bunda: w – elektromagnit to‘lqin energiyasining zichligi . (4–3) formulani (4–2) ga qo‘yib, quyidagiga ega bo‘lamiz:
I = wc. (4–4)
Elektromagnit to‘lqin oqimining zichligi, elektromagnit energiyasining zichligi bilan to‘lqinning tarqalish tezligi ko‘paytmasiga teng.
Nuqtaviy manbadan chiquvchi elektromagnit to‘lqinlar barcha tomonga tarqaladi. Shunga ko‘ra, manbaning atrofida uni o‘rab turgan sohani sfera deb qarab, (4–2) formulani quyidagicha yozamiz:
I = W = W · 1 ; (4–5)
S · ∆ t 4π · ∆ t R2
bunda: S = 4π R2 sfera sirtining yuzi. Demak, nuqtaviy manbadan chiqadigan to‘lqinning intensivligi masofaning kvadratiga proporsional ravishda kamayib borar ekan.
Elektromagnit maydonning elektr maydon kuchlanganligi E va magnit maydon induksiyasi B tebranayotgan zarralarning tezlanishi a ga propor- sional. Tezlanish esa garmonik tebranishlarda chastotaning kvadratiga pro- porsional. Shunga ko‘ra E ~ ω 2 va B ~ ω 2 ekanligi e‘tiborga olinsa, maydon- lar energiyasining zichliklari chastotaning to‘rtinchi darajasiga proporsional bo‘lishi kelib chiqadi:
I ~ ω 4 .
|