Muhammad Al-Xorazmiy nomidagi
Toshkent Axborot texnologiyalari Universiteti
Qarshi filiali Kompyuter Injeneringi
KI-14-23 (s)guruh talabasi Xolmatov Javohirning
Fizika fanidan tayyorlagan
1-MUSTAQIL ISHI
Qabul qildi___________________________________________
Mavzu: Gers vibratori. Yorug'lik interferensiyasini kuzatish usullari. Kontakt usullari
Reja:
1. Kirish
2. Tebranish konturi
3. Gers vibratori
4. 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 keltirdiGers bu tajribasi natijasida yopiq tebranish konturidan ochiq tebranish konturini ( Gers vibratorini ) hosil qiladi .
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}.
Rumkorf g’altagi
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.
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.
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.
Yorug'lik aralashuvini amalga oshirish uchun turli xil texnikalar qo'llaniladigan kogerent yorug'lik nurlarini olish kerak. Lazerlar paydo bo'lishidan oldin yorug'lik interferensiyasini kuzatish uchun barcha asboblarda bir xil manbadan chiqadigan yorug'lik nurlarini ajratish va keyinchalik yaqinlashtirish orqali kogerent nurlar olingan. Amalda buni ekranlar va uyalar, nometall va sindiruvchi jismlar yordamida amalga oshirish mumkin. Keling, ushbu usullardan ba'zilarini ko'rib chiqaylik.
1. Young usuli. Yorug'lik manbai yorqin yoritilgan tirqish S bo'lib, undan yorug'lik to'lqini S tirqishiga parallel bo'lgan ikkita tor teng masofadagi S1 va S2 tirqishlariga tushadi. Shunday qilib, S1 va S2 tirqishlari kogerent manbalar rolini o'ynaydi.
Interferentsiya sxemasi (BC maydoni) S1 va S2 ga parallel ravishda bir oz masofada joylashgan ekranda (E) kuzatiladi. Yuqorida aytib o'tilganidek, interferensiya hodisasini birinchi bo'lib T. Jung kuzatgan.
2. Fresnel nometalllari. S manbasidan yorug'lik bir-biriga nisbatan 180 ° dan bir oz farq qiladigan burchak ostida joylashgan ikkita tekis ko'zgu A1O va A2O ustiga ajraladigan nurda tushadi (burchak kichik). Yassi ko'zgularda tasvirni qurish qoidalaridan foydalanib, manba ham, uning tasvirlari ham S1 va S2 (ularning orasidagi burchak masofasi 2 ga teng) markazi O nuqtada joylashgan r radiusli bir xil doirada yotishini ko'rsatish mumkin. (ko'zgularning aloqa nuqtasi).
Ikkala oynadan aks ettirilgan yorug'lik nurlarini S1 va S2 xayoliy manbalardan kelgan deb hisoblash mumkin, ular S ning ko'zgulardagi xayoliy tasvirlaridir.
Hayoliy manbalar S1 va S2 o'zaro bog'liq bo'lib, ulardan chiqadigan yorug'lik nurlari bir-biri bilan uchrashib, o'zaro bog'lanish mintaqasiga aralashadi. Ko'rsatish mumkinki, bir-biriga yopishgan nurlarning maksimal ajralish burchagi 2 dan katta bo'lishi mumkin emas. To'g'ridan-to'g'ri yorug'likdan deklanşör (3) bilan himoyalangan ekranda (E) interferentsiya namunasi kuzatiladi.
3. Frenel biprizmasi. U kichik sinishi burchakli ikkita bir xil asosli buklangan prizmadan iborat. S manbadan yorug'lik ikkala prizmada ham sinadi, buning natijasida yorug'lik nurlari kogerent bo'lgan S1 va S2 xayoliy manbalardan chiqayotgandek biprizma orqasida tarqaladi. Shunday qilib, kogerent nurlar ekran yuzasiga (soyali maydonda) qo'yiladi va interferensiya kuzatiladi.
Ikki manbadan interferentsiya naqshini hisoblash. Yorug'lik interferensiyasini kuzatishning yuqoridagi usullari uchun interferentsiya naqshini hisoblash bir-biriga etarlicha yaqin joylashgan ikkita tor parallel tirqish yordamida amalga oshirilishi mumkin .
S1 va S2 yoriqlari bir-biridan d masofada joylashgan va kogerent (ba'zi optik tizimda S manbasining haqiqiy yoki xayoliy tasvirlari) yorug'lik manbalari. Interferensiya ekranning ixtiyoriy A nuqtasida ikkala tirqishga parallel va ulardan l masofada joylashgan, l≫d bilan kuzatiladi. Yo'naltiruvchi nuqta O nuqtada tanlanadi, u teshiklarga nisbatan nosimmetrikdir.
O dan x masofada joylashgan ekranning istalgan A nuqtasidagi intensivlik \u003d - optik yo'l farqi bilan aniqlanadi.
bundan - = 2xd, yoki
(l≫d shartdan kelib chiqadiki, + 2l, shuning uchun
(1)
Topilgan (1) qiymatini (2) va (3) shartlarga almashtirsak, intensivlik maksimali kuzatiladi, deb olamiz, agar
(2)
va minimal, agar
(3)
Interferentsiya chegarasining kengligi deb ataladigan ikkita qo'shni maksimal (yoki minimal) orasidagi masofa
(4)
x interferensiya tartibiga (m ning qiymati) bog’liq emas va l, d va 0 ma’lumotlar uchun o’zgarmasdir. (4) formulaga muvofiq x d ga teskari proporsional; binobarin, manbalar orasidagi katta masofada, masalan, d l da alohida bandlar farqlanmaydi. Ko'rinadigan yorug'lik uchun 0 m, shuning uchun vizual kuzatish uchun mavjud bo'lgan aniq interferentsiya sxemasi l≫d da sodir bo'ladi (hisoblashda bu holat hisobga olingan). x da l, d ning o'lchangan qiymatlariga ko'ra (4) yordamida yorug'likning to'lqin uzunligini eksperimental ravishda aniqlash mumkin. (2) va (3) iboralardan kelib chiqadiki, ekranda ikkita kogerent yorug'lik manbalari tomonidan yaratilgan interferentsiya naqshlari bir-biriga parallel ravishda yorug'lik va quyuq chiziqlar almashinishidir. m = 0 ga mos keladigan asosiy maksimal O nuqtadan o'tadi. Undan yuqoriga va pastga bir-biridan teng masofada birinchi (m = 1), ikkinchi (m = 2) tartiblarning maksimal (minimumlari) va boshqalar.
Biroq tasvirlangan rasm faqat monoxromatik yorug'lik bilan yoritilganda amal qiladi (0 = const). Agar oq yorug'lik ishlatilsa, ya'ni 0,39 mkm (spektrning binafsha qirrasi) dan 0,75 mkm (spektrning qizil qirrasi) gacha bo'lgan uzluksiz to'lqin uzunliklari to'plami bo'lsa, u holda har bir to'lqin uzunligi uchun interferentsiya maksimallari formula (4) ga muvofiq bo'ladi. bir-biriga nisbatan siljiydi do'st va kamalak chiziqlar kabi ko'rinadi. Faqat m = 0 bo'lganda, barcha to'lqin uzunliklarining maksimallari bir-biriga to'g'ri keladi va ekranning o'rtasida oq chiziq kuzatiladi, uning ikkala tomonida birinchi, ikkinchi darajali maksimallarning spektral rangli chiziqlari nosimmetrik tarzda joylashadi. (oq tasmaga yaqinroq binafsha rangli zonalar bo'ladi, bundan keyin - qizil rang zonalari).
|
