1 Laboratoriya mashg‘uloti. Radiochastotalarning tasniflanishi o‘rganish Ishdan maqsad: Radio to‘lqinlarni diapazonlarga ajiralishini o‘rganish. Nazariy qism

1. EMM tushunchasi nimani anglatadi?

   
   

Elektromagnit maydon (EMM) tushunchasi ostida o`zaro bog`liq hamda bir-biriga shartli ta'sir ko`rsatuvchi elektr va magnit maydonlarning yig`indisidan iborat bo`lgan materiya ko`rinishi tushuniladi. Tashqi EMM alohida ajralib turuvchi xususiyati uning zarralarning elektr zaryadi kattaligiga va harakat tezligiga bog`liq bo`lgan zaryadlangan zarrachalarga kuch bilan ta'sir ko`rsatishida. Telekommunikasiya sohasida vaqt bo`yicha o`zgaruvchan maydondan foydalaniladi. Bunday maydonning elektr qismi magnit qismidan ajralmas va aksincha. Biroq EMM nazariyasida vaqt bo`yicha o`zgarmas bo`lgan (stasionar) jarayonlardan boshlab, to hozirgi kungacha yig`ilib kelgan tarixiy yig`ilmalardan foydalanilgan holda tabiatdagi elektr va magnit hodisalarni o`rganish tajribalaridan foydalaniladi. Doimiy elektr va magnit maydonlari bir-biriga bog`liq bo`lmagan holda mavjud bo`lishi mumkin, ammo ular yakka holdaaxborot uzatish uchun yaroqsiz hisoblanadi. Zamonaviy o`zgaruvchan EMM nazariyasi - elektrodinamikada elektr va magnit maydonlaridan foydalagan holdayagona EMM hosil qilishda davom etmoqda. EMM tabiatda ob'ektiv mavjud bo`lib, materiyaning ko`rinishi hisoblanadi va uning boshqa shakllaridan farqli tarzda - modda. Turli maydonlar o`zaro ustma-ust tarzda bitta hajmda jamlanishi mumkin, modda zarachalari esa o`zaro singib ketmaydi.

2. Elektr maydon vektorlari haqida ma’lumot bering?

   
   

EMM dagi zaryad va toklarga kuch ta'sir etadi, ularni siljishi natijsida maydon energiyasi kamayadi. Sinov jismi sifatida maydonni nafaqat aniqlab beruvchi, balki uni o`zgartirib yuboruvchi zaryadlangan kichik jism - nuqtaviy zaryadni ko`rib chiqamiz. Unga EMM da Lorens kuchi deb ataluvchi kuch ta'sir etadi , F  q(E [, B], bunda q, υ - elektr zaryadi va uning harakat tezligi; E(r,t) - elektr maydon kuchlanganligi vektori; B (r,t) - magnit induksiya vektori; r - fazodagi zaryad joylashgan nuqtaning vektor-radiusi; t - vaqt. Zaryad qo`zg`almas bo`lganda (υ =0), kuch Fe  q  E , ya'ni, E- birlik musbat qo`zg`almas zaryadga EMM ko`rsatgan ta'sir kuchi. E - vektorning o`lchov birligi N/Kl=B/m. Magnit maydon faqat harakatdagi zaryadlarga (toklarga) ta'sir ko`rsatadi F q[ B] m   Agar υ va B o`zaro perpendikulyar bo`lsa, ta'sir kuchi maksimal bo`ladi, agar υ va B yo`nalish bo`yicha mos tushsa, kuch ta'sir ko`rsatmaydi. Shu tariqa vektor B EMM ning harakatlanayotgan zaryadlarga ta'sir etuvchi kuchi orqali aniqlanadi. B - vektorning o`lchov birligi Ns/(Kl·m) =Bc/m2 =Vb/m2 =Tl. Ko`rib chiqilgan E va B vektorlarning tarkibi tashqi maydonning juda kichik zaryadlar va elementar toklarga ko`rsatadigan ta'siri bilan bog`liq. O`lchanayotgan maydonda buzilishlar yuzaga kelmasligi uchun zaryadlarning kam bo`lishi juda muhim. Ammo elektr zaryadi va tok elementi o`zining xususiy elektr hamda magnit maydoniga ega. Zaryad atrofida chiziqlari uning o`zidan boshlanuvchi elektr maydon doim mavjud. Tokli o`tkazgichlar (o`tkazgich elementlari) chiziqlari o`zini o`rab turuvchi xususiy magnit maydoni hosil qiladi. Dielektrik molekulalaridagi bog`liq elementar zaryadlar va magnit materiallardagi elementar magnit maydon materialga singigan EMM ni butkul o`zgartirib yuborishi mumkin. U holda jarayonni yoritib berish uchun qo`shimcha juft vektorlarni kiritish talab etiladi.

3. Magnit maydon vektorlari haqida ma’lumot bering?

   
   

Ushbu vektorlar zaryadning xususiy elektr (magnit) maydoni bilan bog`liqligini ifodalagani uchun manba funksiyalari deb ataladi. Agar fazoning istalgan nuqtasida, istalgan vaqtda E, D, B va H vektorlarning kattaliklari ma'lum bo`lsa, bu yerda EMM aniqlangan deb hisoblanadi. Vektor o`z komponentalari orqali aniqlanganligi sababli, vektorlarning har biri o`zida (masalan, E (x,y,z) vektori) x,y,z va t dan matematik fazoviy-vaqt funksiyalarini ifodalaydi. "Maydon" tushunchasiga rasmiy (matematik) yondashilganda uni fazoning turli nuqtalarida turlicha qiymatlarni qabul qiluvchi fizik kattalik (kuch) deb ko`rib chiqish mumkin. EMM nazariyasi eksperimental faktlarning yig`ilishi va umumlashuvi, shuningdek, vektor tahlilga asoslangan matematik apparatlarning taraqqiy etishi natijasida hosil bo`ldi. EMM asosiy tenglamalaridagi E, D, V va H vektorlar "divergensiya" va "rotor" operatorlari yordamida r va J kattaliklar bilan bog`langan. Fazoning har bir nuqtasidagi elektr zaryadi hajmiy zichlik orqali xarakterlanadi 3 lim ,Kl / m q      (1.1) bunda, q- hajmdagi yig`indi zaryad. Maydonning har bir nuqtasidagi zaryadlarning tartibli harakati o`zgaruvchan elektr tokining zichlik vektori orqali ifodalanadi 2 ` Jo tk    , A/m . (1.2) Ma'lum bir S yuza orqali oqib o`tuvchi umumiy elektr toki skalyar kattalik bo`lib, u Jo`tk bilan integral munosabatda bog`liq I JdS А   , (1.3) bu yerda, dS- elementar yuza vektori. Yuqoridagi (1.3) integral S yuza orqali o`tuvchi J vektorning oqimi deb ataladi. Demak, elektr tokini berilgan yuzadan oqib o`tuvchi tok zichligining oqimi sifatida ko`rib chiqish mumkin

4. EMM vektorlari divergensiya va rotor operatorlari bilan qanday bog‘langan?

   
   

EMM nazariyasi eksperimental faktlarning yig`ilishi va umumlashuvi, shuningdek, vektor tahlilga asoslangan matematik apparatlarning taraqqiy etishi natijasida hosil bo`ldi. EMM asosiy tenglamalaridagi E, D, V va H vektorlar "divergensiya" va "rotor" operatorlari yordamida r va J kattaliklar bilan bog`langan. Fazoning har bir nuqtasidagi elektr zaryadi hajmiy zichlik orqali xarakterlanadi 3 lim ,Kl / m q      (1.1) bunda, q- hajmdagi yig`indi zaryad. Maydonning har bir nuqtasidagi zaryadlarning tartibli harakati o`zgaruvchan elektr tokining zichlik vektori orqali ifodalanadi 2 ` Jo tk    , A/m . (1.2) Ma'lum bir S yuza orqali oqib o`tuvchi umumiy elektr toki skalyar kattalik bo`lib, u Jo`tk bilan integral munosabatda bog`liq I JdS А   , (1.3) bu yerda, dS- elementar yuza vektori. Yuqoridagi (1.3) integral S yuza orqali o`tuvchi J vektorning oqimi deb ataladi.

5. Muhitning elektrodinamik parametrlari?

   
   

Istalgan modda tarkibida tashqi elektr maydon ta'sirida bir molekuladan boshqasiga siljishi mumkin bo`lgan elektr zaryadlari mavjud bo`lishi mumkin. Ya'ni, ular erkin zaryadlar yoki bir molekula oralig`ida siljiydi. Birinchi holatda biz elektronlar va ionlarni metallarda, elektrolitlarda va ionlashgan gazlardagi harakati haqida ma'lumotga egamiz. Dielektrik muhitlarda biz bog`liq zaryadlarni ko`rib chiqamiz. Atom va molekulalardagi bog`liq zaryadlarning aralashishi "muhitning qutblanishi" deb nomlanuvchi hodisani yuzaga keltiradi. qutblanish tashqi maydon E0 ga qarama-qarshi yo`nalgan ichki elektr maydonni hosil qiladi. Shu sababli dielektrik ichiga singigan tashqi maydon kuchsizlanadi. Kuchsizlanish darajasi a  - absolyut dielektrik singdiruvchanlik deb ataluvchi parametr bilan ifodalanadi. Bu parametr EMM ning ikki elektr vektorlarini o`zaro bog`laydi

6. Muhitlarning sinflanishi.

   
   

6. Istalgan modda tarkibida tashqi elektr maydon ta'sirida bir molekuladan boshqasiga siljishi mumkin bo`lgan elektr zaryadlari mavjud bo`lishi mumkin. Ya'ni, ular erkin zaryadlar yoki bir molekula oralig`ida siljiydi. Birinchi holatda biz elektronlar va ionlarni metallarda, elektrolitlarda va ionlashgan gazlardagi harakati haqida ma'lumotga egamiz. Dielektrik muhitlarda biz bog`liq zaryadlarni ko`rib chiqamiz. Atom va molekulalardagi bog`liq zaryadlarning aralashishi "muhitning qutblanishi" deb nomlanuvchi hodisani yuzaga keltiradi. qutblanish tashqi maydon E0 ga qarama-qarshi yo`nalgan ichki elektr maydonni hosil qiladi. Shu sababli dielektrik ichiga singigan tashqi maydon kuchsizlanadi. Kuchsizlanish darajasi a  - absolyut dielektrik singdiruvchanlik deb ataluvchi parametr bilan ifodalanadi. Bu parametr EMM ning ikki elektr vektorlarini o`zaro bog`laydi D   a  E . (1.4) Keltirilgan tenglama elektrodinamikaning birinchi moddi