Mavzu: Gers vibratorlari. Reja

Mavzu: Gers vibratorlari. Reja
Mavzu: Gers vibratorlari.
REJA:
1.Tebranish konturi.
2.Gers vibratori.
3.Yorug’lik interferensiyasi.
3.Xulosa.
Elektromagnit induksiya hodisasini chuqur tahlil qilgan ingliz fizigi J.Maksvell elektr va magnit maydonlar o’zaro bir-birlariga bog’liq degan xulosaga keladi . Ulardan birortasining o’zgarishi ikkinchisining ham o’zgarishiga olib keladi .Ular yagona elektromagnit maydonning elektr yoki magnit maydonlar ko’rinishida namoyon bo’lishidir .
Elektromagnit maydon materiyaning maxsus ko’rinishi bo’lib , u bizning ongimizdan tashqarida ham mavjud .
Elektromagnit to’lqinlar esa o’zgaruvchan elektromagnit maydonning fazoda tarqalishidir .
O’zgaruvchan magnit maydonda turgan harakatsiz o’tkazgichda induksiya EYK ning vujudga keladi . Lekin elektr toki vujudga kelishi uchun zaryad tashuvchilarni harakatga keltiruvchi tashqi kuchlar mavjud bo’lishi kerak . Bu tashqi kuch issiqlik jarayonlariga ham , kimyoviy jarayonlarga ham bog’liq emas . Bu kuch Lorens kuchi ham emas . Chunki Lorens kuchi harakatsiz zaryadlarga ta’sir ko’rsatmaydi . Maksvell magnit maydonning har qanday o’zgarishi elektr maydonni vujudga keltiradi va aynan ana shu elektr maydon harakatsiz o’tkazgich ichidagi elektronlarni harakatga keltiradi , zanjirda induksion EYK ning paydo bo’lishiga sabab bo’ladi , degan fikrni ilgari suradi .
Elektr zaryadi hosil qilgan elektr maydondan farqli o’laroq , magnit maydonning o’zgarishi natijasida vujudga keladigan elektr maydonning kuch chiziqlari yopiq chiziq xarakteriga ega bo’ladi , ya’ni uyurmali maydondir .
Elektr va magnit maydonlar bir-birlari bilan chambarchas bog’liqdir va yagona elektromagnit maydonni tashkil etadi . Maksvell nazariyasiga asosan , elektromagnit to’lqinlar ko’ndalang to’lqinlardir , ya’ni E va B vektorlar o’zaro perpendikular va to’lqinning tarqalish tezligi v vektorga perpendikular tekisliklarda yotadi .
Umuman olganda o’zgaruvchan elektr toki oqayotgan istalgan tebranish konturi yoki o’tkazgich elektromagnit to’lqinlar manbai bo’lib xizmat qilishi mumkin . Chunki elektromagnit to’lqinlarni uyg’otish uchun elektromagnit maydonni vujudga keltirish kifoya . Lekin , Nurlanish sezilarli bo’lishi uchun esa elektromagnit maydon hosil qilinadigan hajmni orttirish taqozo qilinadi . Elektr maydon kondensator qoplamalari ichida , magnit maydon esa induktiv g’altak ichida hosil qilinadigan sodda ko’rinishdagi tebranish konturlari bu holda yaroqsiz hisoblanadi .
Demak , elektromagnit maydonning fazoda tarqalishiga imkon yaratish uchun maydon hosil bo’ladigan fazoni kengaytirishimiz kerak . Bu natijaga erishish uchun – kondensator qoplamalari orasidagi masofani orttirishimiz kerak bo’ladi . Nemis fizigi Geynrix Gers aynan shunday yo’l tutdi . U g’altakdagi o’ramlar sonini va kondensator plastinkalari yuzasi kamaytirdi va kondensator qoplamalarini bir-biridan uzoqlashtirib , uchqun hosil qiluvchi bo’shliq bilan ajratilgan ikkita tayoqchadan iborat yaxlit tizim holiga keltirdi .
Gers bu tajribasi natijasida yopiq tebranish konturidan ochiq tebranish konturini ( Gers vibratorini ) hosil qiladi .
Gers vibratori ochiq tebranish sxemasi bo'lib, u kichik bo'shliq bilan ajratilgan ikkita novdadan iborat. Rodlar ular orasida uchqun hosil qiluvchi yuqori kuchlanish manbasiga ulangan.
Hertz vibratorida tez o'zgaruvchan tok tebranishlari qo'zg'atiladi, buning natijasida u elektromagnit to'lqinlarni chiqaradi.
Bu 1895-1896 yillarda A. S. Popov va G. Markoni tomonidan ishlatilgan Hertz vibratori edi. U birinchi amaliy radioaloqa sxemalarida uzatuvchi sifatida ishlatilgan. XX asrda qisqa elektromagnit to'lqinlar va magnetronlarni hosil qilishning kuchli manbalarini o'rganish boshlanishi bilan. Hertz vibratori VHF diapazonida faol foydalanila boshlandi.
1886-1889 yillarda. G. Xertz tajribalar o'tkazdi, buning natijasida J. Maksvellning elektromagnit to'lqinlarning mavjudligi va ularning asosiy xususiyatlari haqidagi bayonoti tasdiqlanishi kerak edi. Diametri 10-30 sm bo'lgan ikkita shar yoki tsilindr, boshqa tajribalarda - yon tomoni 40 sm bo'lgan metall plitalar, Hertz o'rtada kesilgan novda uchlarida mustahkamlangan. Kesilgan joylarga jilolangan to'plar qo'yildi, ular orasida bir necha millimetr kenglikdagi bo'shliq paydo bo'ldi.
Kesilgan joydagi novda yarmining uchlari bir necha millimetrli uchqun bo'shlig'ini hosil qilib, mayda sayqallangan to'plar bilan tugadi. Tsilindrlar yoki choyshablar varaqlarni musbat va manfiy zaryadlar bilan to'ldiruvchi yuqori kuchlanish manbasiga ulangan. Vibratorning bo'shlig'ida paydo bo'ladigan elektr uchquni qarshilikni pasaytiradi. Uchqun mavjud ekan, vibratorda yuqori chastotali sönümli tebranishlar paydo bo'ladi. Elektromagnit to'lqinlarning nurlanishi vibratorning ochiq tebranish zanjiridan boshqa narsa emasligi sababli yuzaga keladi.
Hertz vibratori to'lqinlarning qutblanishini o'rnatgan eng hal qiluvchi tajribalar paytida yaratuvchisi nomi bilan atalgan. Buning uchun oldingi to'lqinlarga qaraganda qisqaroq to'lqinlarni olish kerak edi - 4,5 m.Buning uchun Hertz 9 sm uzunlikdagi va 3 sm diametrli mis tayoqlardan foydalangan.Stepalarning uchidagi mis sharchalar diametri 4 sm edi. Ushbu tajriba natijasida Hertz uzunligi 60 sm, chastotasi 500 bo'lgan to'lqinlarni oldi.
Elektromagnit to'lqinlarni aniqlash uchun Hertz, qabul qiluvchi vibrator misolida, radiatsion vibrator yoki rezonatorni yaratdi. Aslida, bu qabul qiluvchi bilan bir xil qurilma edi, lekin uning vazifalari boshqacha edi. Qabul qiluvchi vibratorda tok tebranishlari o'zgaruvchan elektr maydoni ta'sirida qo'zg'atiladi. Vibratorning chastotasi elektromagnit to'lqinning chastotasiga to'g'ri kelganda, unda tebranishlar amplitudasi ortadi. Hertz ularni qabul qiluvchi vibratorning o'tkazgichlari orasidagi bo'shliqda uchqunlarni kuzatish orqali qayd etdi.
Hertz tomonidan ishlab chiqilgan vibrator to'lqin tebranishlarining chastotasini yuzlab marta oshirdi, bu esa laboratoriyada tez elektromagnit tebranishlarni kuzatishga yordam berdi. U yorug'lik to'lqinlari kabi elektromagnit to'lqinlar ham sinishi, aks etishi, interferentsiyasi va qutblanishi mumkinligini isbotladi. Gerts to'lqinlarning uzunligini o'lchadi va ularning tarqalish tezligini hisobladi.
Ochiq tebranish konturida elektromagnit maydon konturni o’rab turgan bo’shliqda mujassamlashgan bo’ladi va shuning uchun ham elektromagnit nurlanishning intensivligi keskin ortadi . Bunday tizimda tebranish , kondensator qoplamalariga ulangan EYK manbai hisobidan quvvatlanib turadi . Uchqunli bo’shliq esa kondensator qoplamalari orasidagi potensiallar farqini dastlab zaryadlangan potensiallar farqigacha orttirish uchun ishlatiladi .
va bo’lganligidan L va C ning kamayishi bilan tebranish chastotasi ortadi . Bu vibratordan endi o’zgaruvchi elektr maydon kondensator ichida mujassamlashgan bo’lmay , balki vibratorni tashqi tomondan o’rab turadi . Natijada elektromagnit nurlanishning intensivligi keskin ortadi .Gers birinchi ochiq vibrator tarqatadigan elektromagnit to’lqinlarni shu to’lqinlar chastotasiga moslangan ikkinchi vibrator ( resonator ) yordamida qayd etdi .
Gerts uchqun hosil qilish uchun uchida metall sharlar bo’lgan mis simlardan foydalangan . , uchqun bo'shlig'iga Rumkorf o’ramini kiritadi . Bu tuzilma yuqori kuchlanish bilan ishlatilsa , bo'shliqda uchqun pasayadi va tebranishlar uchqunning yonish vaqtidan qisqa vaqtda tebranadi . Elektromagnit to'lqinlarning uzunligi vibratorning o'zidan taxminan ikki baravar katta . Gers tomonidan ishlatiladigan eng kichik tebranishlar (0,26 m) to’lqin uzunligidan 0,6 m to'lqin uzunligiga qadar bo’lgan . Gers tebranishlarni yo'naltiruvchi tekis to'lqinlarni olish uchun sferik oynalardan foydalandi . Metall , nometall va prizma yordamida Gers ko'rinmas spektrning elektromagnit to'lqinlarini aks ettirish va sinish qonuniyatlari spektrining geometrik optika qonunlariga bo'ysunishiga a’min bo’ladi . Gers shuningdek, elektromagnit to'lqinning tezligini o'lchab , tik turgan to'lqinni yaratdi va uning uzunlgini o'lchadi .
{\ displaystyle \ lambda}.
Elektromagnit to’lqinlar ikkinchi vibratorga yetganda unda elektromagnit tebranishlar vujudga keladi va uchqunli oraliqda uchqun chaqnashi ro’y beradi . Elektromagnit to’lqinlarning qayd qilinishi va chaqnash ro’y berishi elektromagnit to’lqinlar energiya tashishini ko’rsatadi . Gers vibrator va rezonatordan foydalanib , elektromagnit to’lqinlar boshqa to’lqinlarga xos bo’lgan xususiyatlarga ham ega ekanligini ko’rsatadi .
Gers vibratory yordamida 0.6 m dan 10 m gacha to’lqin uzunlikli yassi to’lqinlar hosil qilindi va elektromagnit to’lqinlar ko’ndalang to’lqinlar ekanligi namoyon bo’ldi . Gers turg’un elektromagit to’lqinlarni hosil qildi va ular yordamida elektromagnit to’lqinlarning tezligini aniqlab , uning yorug’lik tezligi bilan mos kelishini ko’rsatdi . Undan tashqari Gers to’lqin uzunliklarini ham hisobladi . Keyinchalik bu izlanishlarning mantiqiy davomi sifatida ish olib borgan Popov , Markoni elektromagnit to’lqinlar orqali axborot uzatish va qabul qilib olish jarayonlariga yo’l ochib berdi .
Yoruglik interferensiyasi deb –ikki yoki bir nechta kogerent tulkinlarining qo’shilishi natijasida, yorug’lik oqimining fazoda qayta taqsimlanishiga, ya'ni ba'zi joylarda maksimum va boshqa joylarda minimum intensivliklarning vujudga kelishiga aytiladi.
Yoruglik interferensiyasi deb –ikki yoki bir nechta kogerent tulkinlarining qo’shilishi natijasida, yorug’lik oqimining fazoda qayta taqsimlanishiga, ya'ni ba'zi joylarda maksimum va boshqa joylarda minimum intensivliklarning vujudga kelishiga aytiladi.
Odatda , natijaviy tebranish amplitudasining kuchayishi va susayishi shartlarini fazalar farqi 2- 1 bilan emas , balki to’lqinlar o’tadigan yo’l farqi bilan ifodalash qulay hisoblanadi . Agar elektromagnit to’lqin davri 2 va bunda u to’lqin uzunligi _ ga teng yo’lni o’tishini nazarda tutsak , = faza to’lqin \2 ga teng yo’lni o’tishga mos kelishini ko’ramiz. Ushbu mulohaza asosida maksimumlar sharti ni quyidagicha yozish mumkin : = 2k \2=k Kogerent to’lqinlar deb-chastotalari va to’lkin uzunliklari teng xamda, fazalarning farki o’zgarmas bo’lgan tulqinlarga aytiladi.
Agar qo’shiluvchi to’lqinlari yo’l farqi yarim to’lqin uzunligining toq soniga teng bo’lsa , natijaviy tebranishning susayishi ro’y beradi .k=0,1,2,3,4….qiymatlar interferensiya maksimumlari va minimumlarining tartibi deyiladi . Agar yo’l farqi yarim to’lqin uzunligining juft soniga teng bo’lsa,A=A1+A2 = 2A1 – yorug’likning kuchayishi , agar yo’l farqi yarim to’lqin uzunligining toq soniga teng bo’lsa A=A1-A2=0 – yorug’likning susayishi , to’lqin so’nishi ro’y beradi
Agar qo’shiluvchi to’lqinlarinig yo’l farqi yarim to’lqin uzunliginimg juft soniga teng bo’lsa , natijaviy tebranishning maksimal kuchayishi ro’y beradi. Shuning dek , minimumlar shartini qayta yozamiz : =(2k+1) \2
Agar qo’shiluvchi to’lqinlarinig yo’l farqi yarim to’lqin uzunliginimg juft soniga teng bo’lsa , natijaviy tebranishning maksimal kuchayishi ro’y beradi. Shuning dek , minimumlar shartini qayta yozamiz : =(2k+1) \2
Yorug’lik interferensiyasidan foydalanish . Interferensya hodisasining miqdoriy qonuniyatlari to’lqin uzunligi _ ga bog’liq bo’lgani uchun ham , undan to’lqin uzunligini o’lchashda foydalaniladi . Shuningdek , interferensya hodisasidan optik asboblarning sifatini yaxshilashda va yaxshi qaytaruvchi qatlamlarni hosil qilishda ham foydalaniladi . Interferensya hodisasi interferometrlar deb ataluvchi o’lchov asboblarida ham keng foydalaniladi .
Frenel prinspi : To’lqin frontining bo’laklardan iborat mavhum manmalar chiqaradigan ikkilamchi to’lqinlar interferensiyasining natijasi sifstida qarash mumkin , bu mavhum manbalar kogerent to’lqinlar chiqaradi va ular fazoning istalgan nuqtasida interferensiyaga kirishib bir – birlarini kuchaytirishlari yoki so’ndirishlari mumkin .
Frenel o’z prinsipiga binoan to’lqin frontini shunday bo’laklarga bo’lishni taklif qildiki bunda qo’shni zonalardan qaralayotgan nuqtaga yetib kelayotgan to’lqinlarning fazalari qarama – qarshi yani = va demak yo’l farqi = \2
Difraksiya :Yorug’lik to’lqinlarining to’siqni aylanib o’tishi va geometrik soya tomoniga og’ishi yorug’lik difraksiyasi deyiladi .
Bir tekislida yotgan kengliklari teng noshaffof sohalar bilan ajratilgan parallel tirqishlardan iborat sistema daifraksion panjara deyiladi . Agar tirqishni kengligi a , noshaffof sohaning kengligini b deb olsak , dqaQb kattalik difraksion panjaraning doimiysi (davri) deyiladi . Yasi manoxromatik to’lqin panjaraga tekisligiga tik tushayotgan bo’lsin , tirqishlar bir – birlaridan teng uzoqlikda joylashganligi uchun ham ikita qo’shni tirqishdan chiqayotgan nurlarning yo’l farqi quyidagiga teng
Bir tekislida yotgan kengliklari teng noshaffof sohalar bilan ajratilgan parallel tirqishlardan iborat sistema daifraksion panjara deyiladi . Agar tirqishni kengligi a , noshaffof sohaning kengligini b deb olsak , dqaQb kattalik difraksion panjaraning doimiysi (davri) deyiladi . Yasi manoxromatik to’lqin panjaraga tekisligiga tik tushayotgan bo’lsin , tirqishlar bir – birlaridan teng uzoqlikda joylashganligi uchun ham ikita qo’shni tirqishdan chiqayotgan nurlarning yo’l farqi quyidagiga teng
Difraksyadan foydalanish . Difraksion panjara asosida ishlaydigan spektrograflar yordamida moddalarning tarkibi va sifati haqida tasafurga ega bo’lish mumkin . Nurning to’lqin uzunligini aniqlash zarur bo’lgan spektrial analizda difraksion panjaradan foydalaniladi . Difraksion panjara ajrata olish kuchi bilan xarakterlanadi
Zamonaviy difraksion panjaralardagi shtrixlar soni 1 mm da 6000 dan 0.25 ta gacha bo’lishi mumkin. Bunday panjaralar yordamida spektrning ultrabinafsha qismidan infara qizil qismigacha bo’lgan soha o’rganiladi .
Demak difraksion panjaraning ajrata olish qobiliyati undagi shtrixlar soniga bog’liq
Agar d Sin = m , (m=0,1,2,…) Shart bajarilsa bir tirqishning tasiri ikinchi tirqish tomonidan kuchaytiriladi va shuning uchun ham bu shart bosh maksimumlar sharti deyiladi .
Xulosa:
Xulosa qilib shuni aytishimiz mumkinki , Gers elektromagnit to’lqinlar yordamida axborot almashinish ya’ni telekommunikatsiya sohasiga juda ko’p foydali ishlarni bajardi .
Yopiq tebranis konturini tahrirlab ochiq tebranish konturini yaratdi va u orqali elektromagnit maydon hosil qila oldi .
Foydalanilgan adabiyotlar va internet resurslari.
enciklopediya-tehniki.ru
Fizikadan leksiyalar tuplami.
Arxiv.uz
http://fayllar.org
|