|
Elektrodinamika və rdy sual 1 Elktrodinamika, elketromaqnit sahəsi və elktromaqnetizm haqqnda
|
| bet | 1/33 | | Sana | 09.01.2023 | | Hajmi | 0.69 Mb. | | #37791 |
Bog'liq Elektrodinamika və RDY cavabları Antenna fider qurgulari, AZRBAYCAN RESPUBLIKASI THSIL NAZIRLIYI, M hazir konspekti Bak 2020 I m vzu. Telekommunikasiya rabit si, HFT Cavabları, Qocayev mexanika
Elektrodinamika və RDY
Sual 1
Elktrodinamika, elketromaqnit sahəsi və elktromaqnetizm haqqnda
XIX əsrin ən dəyərli kəşflərindən biri dahi ingilis alimi C.K.Maksvelin 1870-1873-cü illər ərzində yaratdığı elektromaqnit nəzəriyyəsi idi.
Bu nəzəriyyədən çox mühüm bir nəticə alınırdı. Təbiətdə gözlə görünməyən elektromaqnit dalğaları və ya elektromaqnit sahəsi mövcud olmalıdır. İlk dəfə 1886-1888-ci illərdə eksperiment vasitəsilə bu dalğaların varlığını məhşur alman alimi H.R.Hers müəyyən etdi. Hersdən sonra elektromaqnit sahəsinin tədqiqi ilə ən çox O.Loc, Q.Markoni, C.H. Poyntinq, N.A.Umov, K.Braun, E.Branli, P.Lebedev, Lorens, Fessenden, Fleminq, A.S.Popov və başqa tədqiqatçılar məşğul oldular. Nəzəri və eksperimental tədqiqatlar nəticəsində Maksvel nəzəriyyəsinin doğruluğu sübuta yetirildi. Maksvel nəzəriyyəsi ilə klassik elektrodinamika elminin əsası qoyuldu və onun sonrakı inkişafına güclü riyazi təkan verildi.
H.R.Hers çox incə təcrübələrlə elektromaqnit dalğaları almaqla yanaşı, həm də onların fiziki xassələrini – fəzada yayılma sürətini tədqiq etməklə də məşğul oldu və təcrübə vasitəsilə sürüşmə cərəyanını müşahidə etdi. Beləliklə, elektromaqnit sahəsinin nəzəri və eksperimental tədqiqi həmin sahənin maddi varlıq olduğunu sübuta yetirdi.
İlk eksperimentlərdə çox böyük uzunluğa malik elektromaqnit dalğalarından söhbət gedirdi. Lakin artıq Hersdən azca sonra tədqiqatçı Riqi uzunluğu 10 mm, daha sonra Lebedev isə 6 mm uzunluqlu elektromaqnit dalğaları almağa müyəssər oldu. Zaman keçdikcə daha kiçik uzunluqlu elektromaqnit dalğalarının vacibliyi aşkar edildi.
1922-1929-cu illərdə Qlaqolyeva-Arkadyeva, həmçinin Levitskaya =500,082 mm, 1923-cü ildə isə Nikols və Tir =0,685 mm uzunluğa malik elektromaqnit dalğaları aldılar. Beləliklə, elektromaqnit dalğalarının əhatə etdiyi elektromaqnit dalğaları şkalası müəyyənləşdirildi və elektromaqnit dalğaları və optik dalğaların geniş spektr diapazonları bir-birilə bitişdirildi.
Bunun nəticəsində də Maksvel elektromaqnetizmi nəzəriyyəsi özü üçün çox güclü təcrübi baza yarada bildi. Mübaliğəsiz demək olar ki, bu geniş şaxəli təcrübi baza radiotexnika və rabitədır. Radiotexnika və rabitə elminin inkişafı ilə yanaşı radiodalğalar və ya radiosiqnallar anlayışı yarandı və artıq ötən əsrin sonuna yaxın radiotexnikanın sürətli inkişaf proqramı radiotexnikanın sürətli inkişaf proqramı müəyyənləşdirildi. Ən mühüm elmi tədqiqatların biri radiodalğaların təbii şəraitdə – Yer səthində, kosmosda yayılmasının tədqiqi idi. Radiodalğaların daşıdığı elektromaqnit enercisinin qəbulu və şüalanmasının ətraflı öyrənilməsi antenalar nəzəriyyəsinin yaranmasına səbəb oldu. Yuxarıda qeyd etdiyimiz kimi ötən əsrin birinci rübündə uzunluğu metrlərlə ölçülən elektromaqnit dalğaları istifadə edilirdi.
Beləliklə, ifratuzun, uzun və orta dalğalar diapazonları daha tez dolmağa başladı. 1920-ci illərdən başlayaraq qısa və ultraqısa dalğalar daha geniş tədqiq edilməyə və əhəmiyyət kəsb etməyə başladı. Radiotexniki praktika əsasən ifrat yüksək tezlikli (İYT) radiodalğalarla məşğul olmağa başladı. Bu işin geniş vüsət almasına əsas səbəblərdən biri də müharibə illərində (1941-1945) radiolokasiyanın sürətli inkişafı olmuşdur. Qısa bir vaxtda dünya ölkələrinin müxtəlif laboratoriyalarında və tədqiqat mərkəzlərində çoxlu sayda axtarışlar aparıldı və elektromaqnit dalğaları şkalasının destimetrlik (dm), santimetrlik (sm) və submillimetrlik (submm) diapazonları tətbiq tapdı. Bunun nəticəsində saysız-hesabsız miqdarda yeni mühəndis qurğuları, aparatları, radioelektron sistemləri, çoxfunksiyalı cihazlar və s. layihələndirildi və istehsalata yol açdı. Televiziya geniş yayılmağa başladı. Peyk rabitəsi problemləri həll edildi və s.
Bu praktika həm radiotexnikada, həm də onun nəzəri əsaslarında ciddi dəyişikliklərə səbəb oldu. Adi radioelektron lampalarının İYT diapazonuna tətbiq imkanlarının məhdudluğu özünü büruzə verdi. Bunun nəticəsində sm-lik, mm-lik və submm-lik diapazonların tələbatlarını lazımi səviyyədə ödəyən yeni lampalar – nuvistorlar, reznotronlar, koaksitronlar, şüalı tetrodlar, həmçinin "O" və "M" tip İYT cihazlar – klistronlar, qirotronlar, maqnetronlar, emissiya cihazları və s. yaradılmağa başladı. Tranzistorların kəşfi isə yeni element bazası olan effektiv yarımkeçirici cihazların işlənib hazırlanmasına səbəb oldu. Bununla da müasir radiotexnikada elektrovakuum elektron elektronikası ilə yarımkeçirici elektronikası paralel inkişaf yoluna qədəm qoydu. Yarımkeçiricilər elektronikasının sürətli inkişafı isə inteqral sxemlərin yaranması üçün güclü zəmin oldu və bu inkişafda mikroelektronika və mikroprosessorlar texnikası yarandı.
Bununla da radioelektron qurğularının etibarlığı ciddi yüksəlməyə başladı. Çoxlu sayda yeni-yeni tunel diodları, selvari üçuş diodları quruldu və radiosistemlərdə geniş işlədilməyə başladı. Radiotexniki sistemlərdə gedən sıçrayışlı dəyişikliklər İYT rəqslərin optikaya və spektroskopiyaya nüfuz etməsinə səbəb oldu. Bunun sayəsində isə lazerlər və mazerlər yarandı və müasir kvant elektronikası təşəkkül tapdı. İnkişaf prosesində radiotexnikanın müxtəlif sahələrində bir sıra funksiyaları yerinə yetirmək üçün müxtəlif konstruksiyalı qurğulara və elementlərə də ciddi ehtiyac duyuldu. Odur ki, çoxfunksiyalı radioelektron qurğularının layihələndirilməsi vacib sayıldı. Verici xətlər, həcmi rezonatorlar, ləngidirici sistemlər bunlara misal ola bilər. Məlum oldu ki, texniki tərəqqi İYT qurğularsız və cihazlarsız təsəvvür edilə bilməz. Hazırda praktik olaraq bütün radioelektron sistemlərində koaksial ötürücü xətlər, dalğaötürənlər, razılaşdırıcı yüklər, attenyuatorlar, budaqlandırıcılar, detektor bölmələri, dörddə bir dalğa uzunluqlu izolyatorlar, qısaqapayıcı elementlər, müqavimət transformatorları, fazafırladıcılar, ferrit açıcılar, ferrit ventillər, sirkulyatorlar və s. kimi qurğular əvəzsiz elementlər sayılır. Bu və buna bənzər küllü miqdarda İYT qurğuların nəzəri bazası elektrodinamikanın əsas prinsiplərinə əsaslanır. Qeyd etdiyimiz kimi elektrodinamika isə elektromaqnit sahəsinin fundamental nəzəriyyəsidir. Elektrodinamikanın qanunları məhşur Maksvel tənlikləri şəklində ifadə olunur. Bu tənliklər elektromaqnit sahəsinin əsas xarakteristikalarını təyin etməyə və strukturunu müəyyənləşdirməyə, habelə İYT qurğularında gedən fiziki prosesləri başa düşməyə, onların konstruktiv parametrlərinin hesablanması metodikasını işləyib hazırlamağa və s. böyük imkan verir.
İndi müasir materiyanın iki növü mövcud dur: cisim və sahə. Məlum olduğu kimi, bütün cisimlər atomlardan təşkil olunub və onlar impulsa, enerciyə və kütləyə malikdir. Materiyanın başqa növü olan sahə, o cümlədən elektromaqnit sahəsi də diskret zərrəciklərdən – fotonlardan təşkil olunmuşdur. Cisimdən fərqli olaraq sahə sükunət halında kütləyə malik deyildir. Sahə yalnız hərəkət zamanı impulsa və kütləyə malik olur. Eyni zamanda cisimlər kimi sahə də özü ilə enerci aparır. Elektromaqnit sahəsinin kütləyə malik olduğunu göstərən təcrübələrdən biri Lebedev təcrübəsidir. Lebedev təcrübəsinə görə elektromaqnit təbiətli olan işıq seli kütləyə malikdir və cisimlərə təzyiq göstərir. Yuxarıda deyildiyi kimi sahə sükunətdə olduqda nə impulsa, nə də kütləyə malikdir.
Mikroskopik cisimlərdən fərqli olaraq elektromaqnit sahəsi gözlə görünmür, yalnız hiss üzvlərinə təsir göstərir və müəyyən xüsusiyyətlərlə təyin edilir. Bizim öyrənməyə başladığımız "Elektrodinamika və radiodalğaların yayılması" fənni klassik elektrodinamika kursudur. Bunun da əsasını Maksvel tənlikləri təşkil edir. Makroskopik elektrodinamika proseslərini öyrənmək üçün cisimlərin atomar quruluşu nəzərə alınmır və həmişə fərz edilir ki, elektromaqnit dalğalarının yayıldığı məsafə cismin atomları və ya molekulları arasındakı məsafədən çox-çox böyükdür. Klassik elektrodinamika bir çox proseslərin izahını düzgün verir. Lakin, XX əsrin əvvəllərində elə effektlər kəşf olundu ki, onları klassik elektrodinamika qanunları ilə izah etmək olmur. Buna misal olaraq, fotoeffekti, mütləq qara cismin şüalanmasını və s. göstərmək olar. Bunları izah etmək üçün kvant fizikası yarandı və burada cisimlərin atomar quruluşa malik olduğu nəzərə alındı. Elektromaqnit sahəsi elektrik yükünə və cərəyana həmişə istiqamətlənmiş təsir göstərir. Buna görə də elektromaqnit sahəsini öyrənmək üçün vektorial kəmiyyətlərdən istifadə olunur. İndi radiotexnika və bir sıra başqa texniki sahələr üzrə ixtisaslaşan mütəxəssislərin elektrodinamikanın əsaslarını bilmələri vacibdir. Sahə nəzəriyyəsini öyrənmədən radiotexnikanın və ümumiyyətlə, rabitənin perspektiv inkişaf prinsiplərini bilmək çox çətindir.
Elektromaqnetizmin əsasını elektromaqnit sahəsi haqqında təsəvvürlər təşkil edir. Elektromaqnit sahəsi yayılarkən həm istiqamətcə, həm də kəmiyyətcə dəyişir. Onun üçün elektromaqnit sahəsi bir sıra mühüm vektorlarla xarakterizə edilir. Adətən elektromaqnit sahəsi bir-birilə qarşılıqlı əlaqədar olan iki- elektrik sahəsi və maqnit sahələrinin cəmi kimi ifadə edilir.
Vahid elektromaqnit sahəsinin elektrik və maqnit sahələrinin cəmi kimi təsvir edilməsi nisbi xarakter daşıyır və o seçilmiş koordinat sistemindən asılıdır. Məsələn, düzxətli hərəkət edən elektrik yükü ilə eyni istiqamətdə və eyni sürətlə hərəkət edən müşahidəçiyə görə həmin yük tərpənməz qalır və odur ki, yük ancaq elektrik sahəsi əmələ gətirir. Elektrik səhəsi həm tərpənməz və həm də hərəkət edən yüklərlə yaranır. Bundan fərqli olaraq maqnit sahəsi isə yalnız hərəkətdə olan yüklərlə yaranır. Elektromaqnit sahəsi müəyyən təsir istiqamətinə malikdir. Odur ki, belə sahələri tam təsvir etmək üçün xüsusi vektorial kəmiyyətlər daxil edilir. İndi belə kəmiyyətlərlə müfəssəl tanış olar.
|
| |
