5-mavzu: yorug’lik hodisalarining elektromagnit tabiati. Elektromagnit to’lqinning superpozitsiyasi




Download 408,55 Kb.
Pdf ko'rish
bet1/2
Sana02.12.2023
Hajmi408,55 Kb.
#109508
  1   2
Bog'liq
5-ma\'ruza (1)



5-MAVZU: YORUG’LIK HODISALARINING ELEKTROMAGNIT 
TABIATI. ELEKTROMAGNIT TO’LQINNING SUPERPOZITSIYASI 
(MAKSIMUM, MINIMUM SHARTLARI). TURG’UN ELEKTROMAGNIT 
TO’LQINLAR. 
 
Reja: 
1. Yorug’lik hodisalarining elektromagnit tabiati.
2. Umov-Poynting vektori. 
3. Elektromagnit to’lqinlarning superpozitsiyasi.
4. Turg’un elektromagnit to’lqinlar.
Ma’lumki, elektromagnit to’lqin (e.m.t.) vakuumda c tezlik bilan, muhitda 
esa
=

(4.1) 
tezlik bilan tarqaladigan tebranishlardir.
Bu e.m. g’alayonning ma’lum bir energiyasi mavjud, bu energiyaning 
zichligi elektr maydonida 
=
(4.2) 
Magnit maydonida esa
=
(4.3) 
bilan ifodalanadi. To’lqin monoxromatik bo’lganida
=
sin(

) (4.4) 
=
sin(

) (4.5) 
bo’ladi. 
Demak, to’lqin energiyasi uning amplitudasi kvadratiga proporsional
Energiya bilan amplituda orasidagi bu munosabat har qanday boshqa to’lqin uchun 
ham, m-n, mexanikada, akustikada qaraladigan elastik to’lqinlar uchun ham ana 
shundayligicha qolaveradi. 
Elastik muhitda energiya ko’chishi to’g’risidagi masalani birinchi marta rus 
olimi N.A.Umov (1874 y.) tekshirdi va har qanday muhitda energiya oqimi 
to’g’risidagi umumiy teoremani isbot qildi. Energiya oqimining zichligi maxsus 
vektor (Umov vektori) orqali ifodalanadi. E.m.t. da energiyaning nuqtadan-nuqtaga 
uzatilishi elektr va magnit kuchlanganliklarining to’lqinlari bir xil fazada bo’lishi 
bilan bog’liqdir. Bunday to’lqin yuguruvchi to’lqin deyiladi. Yuguruvchi elastik 
yoki e.m.t. da energiya harakatini energiya oqimi deb ataladigan S vektor 
yordamida ifodalash mumkin. Bu vektor to’lqinda 1 m² orqali 1 mobaynida oqib 
o’tgan energiya miqdorini ko’rsatadi. E.m.t. lar uchun bu vektorni ingliz fizigi 
Poynting (1884 y.) kiritgan. Bu vektor Umov-Poynting vektori deyiladi. Ma’lumki, 
E elektr maydoni z o’qi bo’ylab, H magnit maydoni esa y o’qi bo’ylab yo’nalgan 
eng sodda yassi to’lqin holida Maksvell tenglamalari quyidagi ko’rinishda bo’ladi.
= −
(4.6) 
= −
(4.7) 


(6)-ni H ga, (7)-ni E ga ko’paytirib va ular qo’shilsa, quyidagi tenglama kelib 
chiqadi: 
(4.8) 
bunda
=
(
+
) (4.9) 
energiya zichligi bo’lib hisoblanadi. 
Elementar hajmga kiruvchi va undan chiquvchi S energiya oqimini tekshirib, 
energiya zichligining vaqt bo’yicha o’zgarishining ifodasi topiladi: 
= −
(4.10) 
Bundan
=
[
] (4.11) 
Bu ifoda e.m.t. uchun Umov-Poynting vektori ifodasidir. 
Umov-Poynting vektori elektr va magnit 
vektorlari joylashgan tekislikka perpendikulyar 
bo’ladi. Umov-Poynting vektorining yo’nalishi 
to’lqin energiyasining ko’chish yo’nalishini 
aniqlaydi va ko’p hollarda bu yo’nalishni 
yorug’lik nurining yo’nalishi deb qabul qilish 
mumkin. Agar muhitda bir vaqtda bir necha 
to’lqinlar tarqalayotgan bo’lsa, u holda muhit 
zarrachalarning natijaviy tebranishi har bir 
to’lqinning 
alohida 
tarqalishiga 
bog’liq 
tebranishlarning geometrik yig’indisidan iborat 
bo’ladi. 
Shu 
sababli, 
to’lqinlar 
bir-birini 
qo’zg’atmay, 
bir-birining 
ustiga 
tushadi. 
Tajribalardan olingan bu tasdiq e.m.t. lar superpozitsiya prinsipi deyiladi. E.m.t. 
larning natijaviy tebranishi tashkil etuvchi tebranishlarning chastota, amplituda va 
fazalariga bog’liqdir. 
Bir yo’nalishga ega bo’lgan to’lqinlar S
1
va S
2
nuqtaviy manbalardan 
qo’zg’atilgan bo’lib ularning chastotalari ω

va ω
2
, boshlang’ich fazalari bir xil va 
nolga teng bo’lsin.
Ixtiyoriy M nuqtada hosil bo’lgan tebranishlar quyidagi tenglamalarni 
qanoatlantiradi:
(4.12) 
M nuqtada natijaviy tebranish amplitudasi:
(4.13) 
Fazalar farqi esa quyidagiga teng: 
(4.14) 


1) Agar ω
1
≠ ω
2
bo’lsa, u holda Δφ vaqt o’tishi bilan o’zgarib boradi: 
(4.15) 
Bunday to’lqinlar kogerent bo’lmagan to’lqinlar deyiladi. Chunki vaqt otishi bilan 
natijaviy tebranish amplitudasi ham o’zgarib boradi. Kogerent bo’lmagan to’lqinlar 
bir-birining ustiga tushganda natijaviy to’lqin amplitudasi: 
(4.16) 
Bu holda

Yuqoridagi qonuniyatlar shunday xulosaga olib keladi: har bir nuqtadagi 
natijaviy tebranish amplitudasi barcha nokogerent to’lqinlar energiyalarining 
yig’indisiga tengdir.
2) Agar ω
1
ω

bo’lsa, u holda
(4.17) 
Tebranishlari o’zgarmas fazalar farqiga teng bo’lgan to’lqinlar kogerent to’lqinlar  
deb ataladi. Kogerent to’lqinlar uchun fazalar farqi faqat: 
(4.18) 
kattalikka bog’liq bo’ladi va bu yo’lning geometrik farqi deb ataladi. 
(4.19) 
bo’lgan nuqtalarda amplituda maksimal qiymatga erishadi: 
(4.20) 
cos(

) qiymati quyidagi hollarda birga teng bo’ladi: 
(4.21) 
Bu yerda m = 0, 1, 2, ... hamma nuqtalar uchun yo’l farqi kattaligi to’lqin 
uzunligining butun sonlariga teng bo’lganda bajariladi:
∆=
(4.22) 
Bu shart to’lqin qo’shilishida tebranish kuchayish (maksimum) sharti deyiladi.
(4.23) 
bo’lganda tebranish amplitudasi minimal qiymatga erishadi: 
(4.24) 
(23) – shart quyidagi hollarda bajariladi: 
(4.25) 
yoki 
(4.26) 
Bu tenglik tebranishlar susayish (minimum) sharti deb ataladi.
Bir xil amplitudali ikkita qarama-qarshi yo’nalgan to’lqinlarning 
qo’shilishida juda muhim bo’lgan hodisa kuzatiladi. Natijada paydo bo’lgan 
tebranma jarayon turg’un to’lqin deb ataladi. Amalda turg’un to’lqinlar ularning 
to’siqlardan qaytishida hosil bo’ladi. x o’qi bo’ylab qarama-qarshi yo’nalishlarda 
tatqalayotgan, amplituda va chastotalari bir xil bo’lgan ikkita yassi to’lqinning 
tenglamasi quyidagiga teng: 


(4.27) 
Bu ikki tenglama qo’shilganda 
(4.28) 
Turg’un to’lqinlarning amplitudasi x ga quyidagicha bog’liq bo’ladi: 
(4.29)
Koordinatalari quyidagi shartlarni qanoatlantiradigan nuqtalarda amplituda 
o’zining 2A maksimal qiymatiga erishadi. 
(4.30) 
Bu nuqtalar turg’un to’lqinlar do’ngliklari deb ataladi.
Koordinatalari quyidagi shartlarni qanoatlantiradigan nuqtalarda to’lqin 
amplitudasi nolga (A=0) aylanadi. 
(4.31) 
Bu nuqtalar turg’un to’lqinning tugunlari deyiladi. Qo’shni tugunlar yoki 
do’ngliklar orasidagi masofa turg’un to’lqinning uzunligi deyiladi. 

Download 408,55 Kb.
  1   2




Download 408,55 Kb.
Pdf ko'rish

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa



5-mavzu: yorug’lik hodisalarining elektromagnit tabiati. Elektromagnit to’lqinning superpozitsiyasi

Download 408,55 Kb.
Pdf ko'rish