MAVZU: Elektromagnit maydon. Elektromagnit maydon nazariyasi
REJA:
Elektromagnit maydon
Elektromagnit maydon nazariyasining empirik va nazariy asoslari;
Elektromagnit maydon nazariyasini yaratishda tarix, yorug'lik va elektromagnit to'lqinlar bosimi ochish tarixi
Faradaning ochilishi elektr fanini inqilob qildi. Uning yorug'ligi bilan elektr energiyasi texnikaning barcha yangi pozitsiyasini zabt etar edi. Evaziga elektromagnit telegraf. 70-yillarning boshlarida. XIX asr, u Evropa, Hindiston va Janubiy Amerikasi bilan Evropani bog'lagan, birinchi elektr tok generatorlari va elektr motorlari paydo bo'ldi, elektr energiyasi kimyodan keng qo'llanila boshladi. Elektromagnit jarayonlar ilm-fan chuqurlashmoqda. Davlaghli dunyoning elektromagnit ko'rinishi mexanik o'zgarishlarga tayyor bo'lganda keldi. Bizda Nyuton davrida, bu safar va ularning asosida yangi dunyoning poydevorini tavsiflovchi yangi nazariyani yaratish uchun biz uchun ajoyib odam kerak edi. J. K. Maksvell shunday odamga aylandi.
Jeyms Klerk Maxwell (10.1-rasm) 1831 yilda tug'ilgan. Uning otasi - Jon Klerk Maxwell juda ajoyib edi. Biroq, u yana ikki kishining advokati, u uchun ko'proq qiziqarli vaqtlarni to'ladi: sayohat qilingan, ishlab chiqilgan avtomobillar, jismoniy tajribalar, jismoniy tajribalar, jismoniy tajribalar, jismoniy tajribalar, jismoniy tajribalar, jismoniy tajribalar va hatto bir nechta ilmiy maqolalar chop etgan. Maksell 10 yoshga to'lganda, otasi uni Edinburg akademiyasini olish uchun yuborgan, u erda olti yoshga to'lgunga qadar - universitetga qabul qilinmaguncha. 14 yoshida Makswell Oval egri chiziqlarining geometriyasiga bag'ishlangan birinchi ilmiy ishni yozdi. Uning xulosasi 1846 yil davomida Edinburg jamiyatining "Qirollik Jamiyati" dagi "Issiqlik" da e'lon qilindi
1847 yilda Maksvell Edinburg universitetiga o'qishga kirdi va u erda matematikani chuqur o'rgana boshladi. Ayni paytda iqtidorli talabaning yana ikki ilmiy asari "Edinburgdagi Qirollik Jamiyati" da e'lon qilindi. Ulardan biri tarkibiga (aylanadigan egri chiziqlar haqida), Kompaniya professor Kelland, yana biri (qattiq moddalarning elastik xususiyatlari to'g'risida) tomonidan kiritilgan.
1850 yilda Maksvell Sankt-Peterburg shahrida bo'lib o'tgan Sankt-Peterburg - Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-Sent-In Gulne-ga kirdi - bu dunyoga va keyin VV Nabokova, B. 1854 yilda Rassell va boshqalar. Makswell imtihonga erishadi va bakalavr darajasini oladi. Keyin u Uchbirlik kollejida o'qituvchi sifatida qoldi. Biroq, ilmiy muammolar ko'proq xavotirda edi. Maksvell Kembrijda rang va ranglarni ko'rish o'rgana boshladi. 1852 yilda u spektral ranglarni aralashtirish bo'yoqlarni aralashtirish bilan bir-biriga mos kelmasligi haqida xulosaga keldi. Maksvell ranglarni ko'rish nazariyasini ishlab chiqmoqda, rangning yuqori qismini ishlab chiqdi.
Eski sevimli mashg'ulotlari - geometriya va gul muammolari, Maksvell elektr energiyasiga qiziqdi. 2054 yil 20 fevralda u Kembrijning W.Sgo'volga xat yozadi. Bu mashhur xatning boshlanishi:
"Aziz Tomson! Endi men yovuz bakalavrlar maktabiga kirganimda, o'qish haqida o'ylashni boshladim. Ba'zan ba'zida hali o'qimagan, ammo o'qiydigan taniqli kitoblardan ham juda yoqimli. Ammo biz jismoniy mavzularga qaytishni istamaymiz va ba'zilarimiz bu erda elektr energiyasiga hujum qilmoqchimiz. "
Klageratsiyadan so'ng Maksvell Kembrij universiteti Uchbirlik kollejining a'zosi bo'ldi va 1855 yilda Edinburg Qirollik Jamiyatiga chiqdi. Biroq, u tez orada Kembidjidni tark etib, o'z shahri Shotlandiyasiga qaytdi. Professor Forbes unga Marifan kollejida fizika professorlarining valyutalari ochilgan va uni olib ketish uchun har bir imkoniyat borligini aytdi. Maksvell taklifni qabul qildi va 1856 yil aprelda (24 yil ichida!) Yangi pozitsiyani qabul qildi. Aberdin Maksvell elektrodinamika muammolari ustida ishlashda davom etmoqda. 1857 yilda u M. Faraday o'z asarini "Faradalik elektr uzatish liniyalarida" yuboradi.
Boshqa asarlar, Maksvell Aberdindagi Makswell o'zining Saturning uzuklarining barqarorligi bo'yicha o'z ishini qabul qildi. Saturn uzuklari mexanikasini o'rganishdan tortib, gaz molekulalarining harakatlarini ko'rib chiqish uchun o'tish mutlaqo tabiiy edi. 1859 yilda Maksvell Britaniya assotsiatsiyasining fanni rivojlantirish bo'yicha ilmiy uyushmaning yig'ilishi bo'lib o'tdi. Ushbu hisobot uning kinetik nazariy va statistika fizikasining kinetik nazariyasi sohasida samarali tadqiqotlar qayd etdi.
1860 yilda Maksvell London Qirollik kollejining taklifini qabul qildi va u erda professor unvonida ishladi. U yorqin o'qituvchi emas va ma'ruza qilishni yaxshi ko'rmadi. Shuning uchun, darslikdagi navbatdagi tanaffus zerikarli emas va nazariy fizikaning qiziqarli muammolarini hal qilishda o'zlarini to'liq hal qilishga imkon berdi.
A. Eynshteynning so'zlariga ko'ra, Farada va Maksvell mexanikadagi Jalila va Nyutonning bir xil rolida o'ynashdi. Nyukaning matematik shaklida va jismoniy oqlash uchun jadaliy mexanik ta'sirini berdi va Makskayell buni Farada kashfiyotlariga aloqada qildi. Maksvell ushbu sohani tavsiflovchi "elektromagnit maydon" atamasini kiritgan "elektromagnit maydon" atamasini tuzgan, shakllantirilgan matematik qonunlar tuzilgan. Jalila va Nyuton dunyoning mexanik rassomining poydevorini, Farada va Makswell - elektromagnit tasvirini poydevor qo'ydi.
Maksvell 1857 yildan beri "Faradalik elektr uzatish liniyalarida" allaqachon "Faradalik elektr uzatish liniyalari to'g'risida" maqolasi yozilgan. Bu erda u gidrodinamik va mexanik o'xshashlik bilan keng qo'llaniladi. Bu Maksvell Irish matematika apparati matematik apparatini qo'llashga imkon berdi, u Gemilton va shu tariqa matematik tildagi elektrodinamik nisbatlarni ifodalaydi. Kelgusida elastiklik nazariyasi usullari gidrodinamik o'xshashliklar bilan almashtiriladi: deformatsiya, bosim, vorteks va shunga o'xshash tushunchalar. Shunga asoslanib, Maksvell ushbu bosqichda hali bitta tizimga qisqartirilmagan maydon tenglamalariga keladi. Dielektriklarni o'rganish, "siljish", shuningdek, tuman va elektromagnit maydonni (elektron pochta orqali) ulanish g'oyasini, so'ngra Francwell-ni ishlatadi.
Ushbu g'oyalar "kuchlarning fizikaviy yo'nalishlari bo'yicha" maqolalarida (1861-1862) belgilangan. Ular Londonning eng samarali davrida yozilgan (1860-1865). Shu bilan birga, Maksvellning mashhur maqolalari "Elektromagnit maydonning jadal namoyishi" (1864-1865) ozod qilindi, bu erda elektromagnit to'lqinlarning yagona xususiyati haqida fikrlar paydo bo'ldi.
1866 yildan 1871 yilgacha Maksvell massivning tug'ilishida umrbod tug'ish paytida umrbod imtihonlar uchun kam vaqt ajratdi. Iqtisodiy ishlar olib kirish, Makwell ilmiy sinflarni tark etmadi. U o'zining hayotining "elektr energiyasi va magnitlanish bo'yicha risksiya" ning asosiy mehnatida zo'rg'a ishladi, "issiqlik nazariyasi" kitobi, kinetik gazlar nazariyasi bo'yicha bir qator maqolalar.
1871 yilda muhim voqea yuz berdi. Kembrij avlodlarining agentlarida eksperimental fizika kafedrasi tashkil etildi va eksperimental laboratoriya tashkil etildi va eksperimental laboratoriya qurilishi boshlandi, ular fizika tarixi buzildi (10.3-rasm). Maksvell kafedrada birinchi professor bo'lish va laboratoriyani ishlash uchun taklif qilingan. 1871 yil oktyabr oyida u universitet ta'limi bo'yicha eksperimental tadqiqotlarning yo'nalishlari va ahamiyati bo'yicha inauguratsiya ma'ruzasini o'qidi. Ushbu ma'ruza ko'p yillar davomida tajriba fizikasi bo'yicha o'quv dasturiga aylandi. 1874 yil 16 iyun, qahrli laboratoriya ochiq edi.
O'shandan beri laboratoriya ko'plab o'nlab yillar davomida jahon jismoniyot fanining markaziga aylandi, bu hozir ham shunday. Yuz yildan ko'proq vaqt davomida minglab olimlar jahon fizik ilmi shon-shuhratini tashkil etadiganlarning aksariyati orasidan o'tib ketishdi. Makselldan keyin, ko'plab taniqli olimlar: J. Toshhson, E. Rutgumford, F. Mott, A. B. Pipdard va boshqalar boshqargan.
Elektromagnit maydon nazariyasi shakllantirilgan "Elektr va magnitlanish bo'yicha respontatsiya" dan so'ng, uning g'oyalarini ommalashtirish va tarqatish uchun "Elektr tarifidagi elektr energiyasi" kitobini yozishga qaror qiladi. Maksvell kitobda ishladi, ammo uning farovonligi yomonlashdi. U 1879 yil 5-noyabrda vafot etdi va uning nazariyasining zafari guvohiolmadi.
Keling, olimning ijodiy merosi haqida to'xtalaylik. Maksvell fizik fanlardagi barcha sohalarda chuqur iz qoldirdi. Buning ajablanarli joyi yo'q. U ko'p yillar davomida fiziklar bilan tinchlik bermagan termodinamik paradoksni taklif qildi, "Demon Maksvell." Kinetik nazariyada ular "Makswellning tarqatish" va "Makswell - Boltzmann" statistikalari bilan tanishdilar. Uning Peru shuningdek, Saturning uzuklarining barqarorligini oqlangan o'rganishga tegishli. Bundan tashqari, Maksvell kiyimdagi yog 'dog'larini tubdan olib tashlash usulini ishlab chiqishdan oldin dunyodagi birinchi rang fotosuratlaridan ko'plab kichik ilmiy durdonalarni yaratdi.
Muhokamaga murojaat qilaylik elektromagnit maydonlarning nazariyalari - Ilmiy ijodkorlikning kvesterensi - Makwell.
Shunisi e'tiborga loyiqki, Jeyms Xerk Maxwell Mayklmagnit indüksiyon fenomenini ochgan paytda o'sha paytda Mayklil Faradasi tug'ilgan. Makswellda "Farada" kitobi "Elektriy elektr energiyasini eksperimental tadqiqotlar" kitobi maxsus taassurot qoldirdi.
Makswell davrida ikkita alternativ elektr energiyasi mavjud edi: frantsuz olimlari, ampera, bio, qotish, arg'li va laplas ishlab chiqilgan. Ikkinchisining boshlang'ich pozitsiyasi har qanday vositadan biron bir vosita yordamida bir lahzali o'zaro ta'sirning uzoq masofasi - bir lahzali uzatish g'oyasi. Faradaning haqiqiy o'g'ri bunday nazariya bilan yarashtira olmadi. U "bu qaerda bo'lmagan joyda harakat qila olmaydi" deb amin bo'lgan. Chorshanba kuni ta'siri translyatsiya qilingan va faradarlar "maydon" deb nomlanadi. Magnit va elektr "elektr uzatish liniyalari bilan hisoblangan maydon.
1857 yilda Maksvell maqolasi "Kembrij falsafiy jamiyati asarlarida" - "Faradalik elektr uzatish liniyalari" da paydo bo'ldi. Unda elektr energiyasini o'rganish dasturi mavjud. E'tibor bering, ushbu maqolada Maxwell tenglama allaqachon yozilgan, ammo shu paytgacha siljish oqimisiz. "Faradalik elektr uzatish liniyalarida" maqolasi davom etdi. Elektr-gidravlik analog analogchalar juda ko'p berildi. Ularning yordami bilan foydali differentsial tenglamalar qayd etildi. Ammo barchasi elektrotexnika analoglarini susaytirishga muvaffaq bo'lmadi. Bu ularning doirasida elektromagnit indüksiyaning eng muhim qonuniga mos kelmadi. Yangi yordamchi mexanizm bilan tanishish kerak edi, ular bir vaqtning o'zida va toklarning oqimini, aylanish, vorteks vorteks tabiatini aks ettirishi kerak edi.
Maksvell o'ziga xos molekulalarga sig'adigan juda kichik bo'lgan, kimning juda kichik bo'lgan maxsus muhitni taklif qildi. "Molekulyar parametrlar" aylanishi magnit maydonni ishlab chiqaradi. Molekulalarning partiyalarining yo'nalishi ularning kuchlari bilan to'g'ri keladi va ular o'zlari ingichka aylanadigan silindrlar sifatida tasvirlanishi mumkin. Ammo tashqi tomondan, vorislar bilan aloqa qilish qarama-qarshi yo'nalishlarda harakatlanishi kerak, i.e. O'zaro harakatlanishning oldini olish. Ikkita keyingi vitivning bir yo'nalishda qanday aylanishini ta'minlashingiz mumkin? Maksvell ta'kidlashicha, molekulyar varaqalar orasida eng kichik sharsimon zarralar ("behuda g'ildiraklar") qatlamiga ega. Endi paramtalar bir yo'nalishda aylanishi va bir-birlari bilan o'zaro aloqada bo'lishlari mumkin.
Maksvell o'zining mexanik modelining konduktorlari va dielektriklarida harakatlana boshladi va elektr hodisalari bilan bog'liq xulosaga kelishni boshladi va elektr hodisalari dielektrikda paydo bo'lishiga to'sqinlik qiladigan vositada paydo bo'lishi mumkin degan xulosaga keldi. Ushbu muhitda "bo'sh g'ildiraklar" elektr maydonining asta-sekin harakatlanishiga olib kelolmasin, ammo ular elektr maydonini qo'llash va olib tashlashda o'z pozitsiyalaridan kelib chiqa olishsin. Makswell aloqador zaryadlash to'lovlarini ushbu to'lovni amalga oshirishni aniqlash uchun katta ilmiy jasorat talab qilindi. Axir, bu oqim - hozirgi ofset - Hech kim ko'rmadi. Shundan so'ng, Makswell muqarrar ravishda keyingi bosqichni amalga oshirishi kerak edi - bu hozirgi magnit maydonni yaratish qobiliyatini tan olish.
Shunday qilib, Makswell mexanik modeli quyidagi xulosani jalb qilish imkonini berdi: elektr maydonidagi o'zgarishlar magnit maydonning paydo bo'lishiga olib keladi, I.E. Fardaevskiyning qarshisida, magnit maydonning o'zgarishi elektr energiyasining paydo bo'lishiga olib keladi.
Elektr va magnitlanishga bag'ishlangan Makswell "Jismoniy kuchlar" dir. Elektr fenomenalari qattiq, efirni tushuntirish uchun zarur bo'lgan elektr hodisalari. Makswell kutilmaganda O. Fresnirning rolida o'zini "ixtiro qilish", uning "optik" optikasi, qattiq, ham po'lat va havo sifatida "ni tushuntirishga majbur bo'ldi. Maksvell ikki muhitning o'xshashligini qayd etadi: "Firog" va "Elektr". U asta-sekin yorug'lik va elektromagnit to'lqinlarning "yagona tabiati" ning buyuk kashfiyotiga yaqinlashadi.
Keyingi maqolada "Elektromagnit maydonning jadal nazariyasi" - Makwell dastlab "elektromagnit maydon" atamasini ishlatgan. "Men taklif qilayotgan nazariya elektromagnit maydonning nazariyasi deb atash mumkin, chunki u elektr yoki magnit jismlar bilan shug'ullanadi va uni dinamik nazariya deb atash mumkin, chunki bu bo'shliqda bu bo'shliqda bu bo'shliq mavjud kuzatilgan elektromagnit hodisalar olib boriladigan harakat ishlab chiqariladi.
Maksell o'zining tenglamalarini "elektromagnit maydon nazariyasi" olib kelganda, ulardan biri shuni ko'rsatdi, ulardan keyin ham shunday deb topilganday tuyuldi: magnit effektlar aslida ko'ndalang to'lqinlar shaklida tarqatildi. Maksvell shuni sezmadi, chunki bu uning tenglamalaridan ko'proq bo'lishi kerak: magnit effektlar bilan bir qatorda elektr buzilishi barcha yo'nalishlarda taqsimlanadi. Elektromagnit to'lqin, shu bilan bir vaqtning o'zida elektr va magnit bezatilishni to'liq his qilishda, 1868 yilda "elektrotatik kuchni elektromagnitizm bilan to'g'ridan-to'g'ri taqqoslash usulida". yorug'lik elektromagnit nazariyasi haqida izoh ".
Makswellning mafvell hayotning asosiy ishini - 1873 yilda nashr etdi va keyinchalik bir necha marta nashr etilgan va keyin bir necha bor nashr qilingan. Ushbu kitobning mazmuni albatta, birinchi navbatda elektromagnetizm uchun maqolalar bo'lgan. "Tepacise" muntazam ravishda vektor kalkulosi asoslarini beradi. Keyin to'rt qismdan iborat: elektrostatika, elektrokarta, magnitlanish, elektromagnetizm.
E'tibor bering, Maxwell tadqiqot usuli boshqa tadqiqotchilar usullaridan keskin farq qiladi. Nafaqat har bir matematik ahamiyatga ega, balki har bir matematik operatsiyalar chuqur jismoniy ma'noga ega. Shu bilan birga, har bir jismoniy qiymat aniq matematik xususiyatga mos keladi. "Tibbiyot" boshlaridan biri "elektromagnit maydonning asosiy tenglamalari" deb nomlanadi. Ushbu risoladan elektromagnit maydonning asosiy tenglamalari. Shunday qilib, Vektorli hisob-kitoblar yordamida Maksvell, avval mexanik modellarning yordami bilan ilgari bajarilmagan, elektromagnit maydon tenglamalari paydo bo'ldi.
Makswell tenglamalarining jismoniy ma'nosini ko'rib chiqing. Birinchi tenglama, magnit maydon manbalari elektr maydonini joriy va o'zgarayotganligini ko'rsatmoqda. Maksvelldan juda ajoyib narsa, tubdan almashtirishning oqimi - umumiy amper aktsiyasining alohida atamasi - Makswell:
qayerda N. - vektorli magnit maydon kuchi; j. - Maksvell-ga almashtirish oqimiga qo'shilgan elektr punkti vektor; D. - elektr indüksiyasining vektori; C ba'zi doimiy.
Ushbu tenglama magnetopektrik indüksiyani, Makswell-ni ochadi va joriy ko'rinishga asoslangan holda.
Maksvell g'oyasini darhol tan olish elektromagnit indüksiyaning fikri - tuman va magnitning nisbiy harakati yoki nisbiy harakati bilan bog'liq bo'lgan magnit kuchlari soni. yoki magnit maydonning o'zgarishi tufayli. Maksvell quyidagi tenglamani qayd etdi: .
qayerda E. - vektor elektr maydonining kuchi; Ichida -
magnit maydonining tazzati va shunga ko'ra: -
magnit maydonni o'z vaqtida o'zgartirish, C ba'zi doimiy.
Ushbu tenglama Faradaning elektromagnit indution qonunini aks ettiradi.
Elektr va magnit induction vektorlarining boshqa muhim mulkini hisobga olish kerak. E. Ikkala V. Ikkala ham elektr tarmoqlari dala manbalari bo'lgan to'lovlarni boshlaganda, magnit maydonning elektr tarmoqlari yopiq.
Matematikadan, "tafovut" operatori (dini farqlash) - XTORT konining xususiyatlarini belgilash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, Makswell yana ikkitadan ikkita tenglama qo'shadi:
elektr tarmog'ining zichligidir
Maksvellning uchinchi tengati, to'rtinchisi, elektr energiyasi miqdorini saqlab qolish qonunini ifodalaydi - magnit maydonining vortex belgisi (yoki magnit to'lovlar yo'qligi).
Ko'rilgan tenglamalarga kiritilgan elektr va magnit inshootlari va elektr va magnit maydonlarning keskinligi oddiy nisbatlar bilan bog'liq bo'lib, quyidagi tenglamalar shaklida qayd etiladi:
bu erda e dielektsion stantsiya; P vositaning magnit o'tkazuvchanligi.
Bundan tashqari, siz zo'riqish vektorini bog'laydigan boshqa nisbatni yozishingiz mumkin E. va o'ziga xos o'tkazuvchanlik:
Maksvell tenglamalarining to'liq tizimini ifodalash uchun ko'proq chegara sharoitlarini yozish kerak. Ushbu shartlar ikki muhitning chegarasi chegarasida elektromagnit maydonni qondirishi kerak
qayerda haqida elektr xarajatlarining sirt zichligi; Men ko'rib chiqilayotgan interfeysda o'tkazuvchanlik tog 'jinsining sirt zichligidir. Muayyan holatda, er usti oqimlari bo'lmaganda, oxirgi shart:
Shunday qilib, J. Maksvell elektromagnit maydonning ta'rifiga kiradi, bu barcha tenglamalar tizimi shaklida barcha ko'rinishini ifodalaydi. E'tibor bering, Maksell vektorli belgilardan foydalanmadi va uning tenglamalarini etarli darajada noqulay komponentlarda qayd etdi. Maksvell tenglamalarining zamonaviy shakli 1884 atrofida O. Xeviside va Gersi asarlaridan keyin paydo bo'ldi.
Makswellning tenglamalari nafaqat fizikani, balki umuman tsivilizatsiyaning eng katta yutuqlaridan biridir. Ular san'at va gumanitar fan tomonidan ajralib turadigan tabiiy fanlar, go'zallik va mutanosiblikning qat'iy mantiqiyligini birlashtiradi. Eng yuqori aniqlikdagi tenglamalar tabiiy hodisalarning mohiyatini aks ettiradi. Maksvell tenglamalarining imkoniyatlari juda charchagan, ularning asosida barcha yangi asarlar paydo bo'lib, turli xil fizika sohasidagi so'nggi kashfiyotlar haqida astrofizikaga oid mavzusida tushuntirishlar. Makswell Tenglamalar tizimi zamonaviy fizika asosidir va bu tenglamalarga zid bo'lgan tajriba yo'q. Maksvell tenglamalarini bilish, hech bo'lmaganda, ularning jismoniy shaxslari, nafaqat fizika, balki har qanday ma'lumotli shaxs uchun mo'ljallangan.
Maksvell tenglamalari yangi klassik bo'lmagan fizikadan oldingi hisoblanadi. Maksvellning o'zi, ilmiy e'tirozida, taniqli va yaqin bo'lgan tenglamalar tomonidan yozilgan suyaklarning miyasiga bo'lgan "klassik" odam edi. Hech bo'lmaganda Makswellning tenglamalari Jalilaning o'zgarishlariga nisbatan jozibador bo'lmaganligi, ular o'z navbatida, uellyivistik fizikaga tegishli.
Olingan tenglamalar asosida Makwell hal qilingan aniq vazifalarni hal qildi: bir qator dielektriklarning elektr o'tkazuvchanligi koeffitsientlari aniqlanadi, o'z-o'zini induktsiya qilish koeffitsientlarini hisoblab chiqdi va hokazolar va boshqalar.
Maksvell tenglamalari bir necha muhim xulosalar chiqarishga imkon beradi. Asosiy bo'lishi mumkin - tezlikda tezlikda tarqaladigan ko'ndalang elektromagnit to'lqinlar mavjudligi.
Makswellning noma'lum raqami sekundiga taxminan 300000 kilometr bo'lgan elektromagnit va elektrostatik zargarlik buyumlari munosabatiga teng ekanligini aniqladi. Uning tenglamalarining universalligiga ishonch hosil qildi, bu "yorug'lik elektromagnit g'azabi" ni ko'rsatadi. Yuqori darajada tan olinishi, garchi juda katta bo'lsa ham, toshga toshning elektromagnit maydonini ko'paytirish tezligi "tez orada" ning tarafdorlari nazariyalarini qoldirmadi.
Maksvell tomonidan yorug'lik elektromagnaziy nazariyasining eng muhim natijasi yengil bosim. U aniq ob-havoda, samolyot tomonidan bir necha kvadrat metrda so'ralganda, sekundiga 123,1 kilogramm metr energiya energiyasini ochib berishga muvaffaq bo'ldi. Bu shuni anglatadiki, u bu sirtni 0,41 milligrammning kuchi bilan bosish tomon bosing. Shunday qilib, Makswellning nazariyasi hali amalga oshirilmagan tajribalarning natijalariga qarab kuchaytirildi yoki buzildi. Yorug'likka o'xshash xususiyatlarga ega bo'lgan Elektromagnit to'lqinlar bormi? Yengil bosim bormi? Maksvell vafotidan keyin Heinrich Xertz birinchi savolga javob berdi - Piter Nikolaevich Lebedev.
J. K. Maksvell fizik fanlar va shaxs sifatida ulkan shaxs. Maksvell xotirasida odamlar insoniyat mavjud bo'lganidek, ko'p yashaydilar. Makswell nomi oydagi krater nomi bilan o'girildi. Veneradagi eng baland tog'lar buyuk olim (Makswell tog'i) nomi bilan atalgan. Ular o'rta sirt sathidan 11,5 km ko'tarishadi. Shuningdek, uning ismi dunyodagi eng katta teleskopni (0,3-2 mm) - toshlilay olishda ishlaydi. J. K. Makswell (JCMT). U Gavayi orollarida (AQSh), Maun Kaa tog'larida (4200 m) joylashgan. Asosiy 15 metrlik JCMT telektarini 276 alohida alyuminiy bo'laklaridan birlab qo'shilgan. Makswell teleskopi quyosh tizimi, yulduzlararo chang va gazni, shuningdek uzoq galaktikalar o'rganishda ishlatiladi.
Makselldan keyin elektrodinamiklar tubdan farq qilar edi. U qanday rivojlandi? Biz rivojlanishning eng muhim yo'nalishini ta'kidlaymiz - nazariya asosiy qoidalarini eksperimental tasdiqlash. Ammo nazariya o'zi ham ma'lum bir talqinni talab qildi. Shu munosabat bilan rus olimining xizmatlarini ta'kidlash kerak Nikolay Alekseyevich Umova, U Moskva universiteti fizikasi bo'limini 1896 yildan 1911 yilgacha boshqargan
Nikolay Alekseyevich Umov (1846-1915) - Moskva universitetida (hozirgi Ulyanovsk shahrida) tug'ilgan rossiyalik fizikasi, Moskva universitetini tamomlagan. U Novorosiqiysk universitetida (Odessa), keyin esa A. G. Zoltolov vafotidan keyin 1896 yildan beri Moskvada dars bergan.
Ishlar fizikadagi turli muammolarga bag'ishlangan. Asosiy biri 1874 yilda o'zining doktorlik dissertatsiyasida bayon qilingan energiya harakati (vektor Ummon) dagi ta'limotlarni yaratish edi. Fuqarolarning onglari yuqori fuqarolik javobgarligini keltirib chiqaradi. Boshqa professorlar bilan birgalikda K. Timiryazev,
N. D. Zelinskiy, P. N. Lebedev) u 1911 yilda Moskva universitetida reaktsiya o'qilayotgan ta'lim vazirining xatti-harakatlariga qarshi norozilik bildirgan L. A. Kasso.
Faoliyat ilm-fanning faol tashvishi, ilmiy bilimlarni ommalashtirish edi. Fizik olimlarining deyarli birinchisi, u fizika O'quv texnikasini jiddiy va maqsadli o'rganish zarurligini tushundi. Katta avlod olimlarining aksariyati uning talabalari va izdoshlari.
Umovaning asosiy xizmati - energiya harakati bo'yicha jismoniy mashqlar ishlab chiqish. 1874 yilda u Elastik OAV va yopishtiruvchi suyuqliklarga nisbatan energiya oqimi vektorini (vektorli Umika) bilan bog'liq. 11 yildan keyin ingliz tili olimi Jon Genri (1852-1914) Elektromagnit energiya oqimi uchun ham xuddi shunday qildi. Shunday qilib, elektromagnetizm nazariyasida ma'lum bo'lgan vektor Umova. - Ishora.
O'tkir bu olimlardan biri edi, u darhol Maksvell nazariyasini qabul qilgan. Bunday olimlar etarlicha ko'p narsa bor, deb aytish mumkin emas, Makswell o'zini tushundi. Maksvell nazariyasi, hatto u tomonidan yaratilgan qahramon laboratoriyasida ham darhol tushunilmagan. Shunga qaramay, elektromagnetizm nazariyasining paydo bo'lishi bilan, tabiatni bilish sifat jihatidan boshqacha darajaga ko'tarildi, bu esa har doim sodir bo'ladigan turli xil fikrlardan bizni ko'proq olib tashlaydi. Bu fizikalarning barcha rivojlanishiga hamroh bo'lgan oddiy bankerlik jarayoni. Fizika tarixi shunga o'xshash ko'plab misollar keltiradi. Kvant mexanikasi qoidalarini, nisbiylik, boshqa zamonaviy nazariyalar nazariyasining qoidalarini eslash kifoya. Shunday qilib, Maksvell davrida elektromagnit maydon odamlarni tushunish qiyin bo'lmagan va sezgirlik hissi uchun ko'proq mavjud emas. Shunga qaramay, eksperimental asarlardan so'ng, Xertt radiomagnit to'lqinlar yordamida simsiz aloqalarni yaratish haqidagi g'oyalarni radio ixtiro bilan yakunlandi. Shunday qilib, radioaloqa texnologiyasining paydo bo'lishi va rivojlanishi elektromagnit maydonni taniqli va odatiy kontseptsiyaga aylantirdi.
Elektromagnit maydon nazariyasining "Maxwell" nazariyasining g'alabasi nemis fizikasini o'ynagan Heinrich Rudolf Herts. Xertsning elektrodinamiksga bo'lgan qiziqishi, bu fizika sohasini "buyurtma" ni "buyurtma" ni lavozimida ko'rib chiqilayotgan, uni blokirovka qilinmagan elektr todimidagi jarayonlarda ishlayotganini ta'kidladi. Avvaliga Xerts mavzuni tark etdi, ammo keyin Karlsrujeda ishlash, bunday tadqiqotlar uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan asboblarni topdi. Bu uning tanlovini, ayniqsa Xertsning o'zi ekanligi sababli, Maksell nazariyasini bilib, bunday tadqiqotlar uchun to'liq tayyorlandi.
Germaniyalik fizik Germaniyalik fizik, Gamburgda advokat oilasida tug'ilgan. U Myunxen universitetida, so'ngra Berlinda Welmltsda tahsil olgan. 1885 yildan beri Xertz Karlsruhedagi oliy texnik maktabda ishlaydi, u erda uning ilmiy tadqiqotlari boshlanadi va elektromagnit to'lqinlarni kashf etishga ketmoqda. Ular 1890 yilda, Bonn shahrida davom etdi, u erda Herts ko'chib o'tdi, R. Klasius eksperimental fizikasi professori. Bu erda u elektrodinamika bilan shug'ullanishda davom etmoqda, ammo asta-sekin uning manfaati mexanikaga o'tkazilmoqda. Hertz 1894 yil 1 yanvarda 36 yoshdan katta iqtidorli iste'dodni 36 yoshga to'ldi.
Ishlarning boshiga qarab, Herts elektr tsitatsiyasi juda batafsil o'rganib chiqilgan. Uilyam Tovason (Hazrat Kelvin) endi har bir maktabga ma'lum bo'lgan ifodaga ega bo'ldi:
qayerda T. - elektr oviyatlari davri; Ammo - Thomsonning "elektrodinamik salohiyat" deb nomlanganligini ta'kidlash kerakligi; C - Kuchorning imkoniyatlari. Formula tajriba bo'yicha tasdiqlandi Berenda Wilgelm Feddersen(1832-1918), Leyiden Bankning uchqun chiqarilishining tebranishini o'rgangan.
"Juda tezkor elektr tebranishlari to'g'risida" moddasi (1887), Hertz ularning tajribalari tavsifini keltirib chiqaradi. Ularning mohiyati 10.4-rasmni tushuntiradi. Gerzning so'nggi shaklida tebranish davri Sisning 3 m masofasida joylashgan va ulangan mis simida joylashgan. Ichida induksion zilzila. Qabul qilgich kontur edi aCDB. 80 x 120 sm o'lchamlari bilan, Spark Grum M. Qisqa tomonlardan birida. Aniqlash tantanadagi uchqunning mavjudligi bilan belgilandi M. Xerts tomonidan eksperiment olib boradigan dirijyorlar zamonaviy tilda, detektorli antenna. Endi ular ismlarini kiyishadi vibroriy va rezonator Xertt.
Olingan natijalarning mohiyati, portlashda portlashda uchqun Ichida portlashda uchqun M.Avvaliga, Xerts tajribalarni tushuntirib, maxvell to'lqinlari haqida gapirmaydi. U faqat "dirijyorlarning o'zaro ta'siri" haqida gapiradi va uzoq masofali izoh izlashga harakat qilmoqda. Eksperimentlar o'tkazayotgani, Hertsning eng masofada "Elektr energiyasi" taqsimotining xususiyatiga dipolning tarqalishiga o'xshaydi, shunda u sekinlashadi va burchak qaramligini kamaytiradi. Endi biz passberga yo'naltirishning anisotropik shakliga ega. Bu, albatta, uzoq masofaga nisbatan tubdan farq qiladi.
Eksperimentlar natijalarini tahlil qilgandan so'ng, Xerts Maxwell nazariyasini qabul qiladi. Bu yakuniy tezlikni oshiruvchi elektromagnit to'lqinlar mavjudligi to'g'risida xulosaga keladi. Endi Maxwell tenglamalari endi mavhum matematik tizim emas va ular ushbu turga foydalanish uchun qulay bo'lishi kerak.
Xerts Makswell elektromagnit to'lqinlarining eksperimental ravishda bashorat qilingan va ahamiyatsiz, ahamiyatsiz, kimligini yorug'lik bilan isbotladi. Buning uchun buni elektromagnit to'lqinlar yordamida isbotlash kerak edi, optikaning taniqli ta'sirini kuzatish mumkin: sinish va aks ettirish, polarizatsiya va boshqalar. Hertt Virtuos Eksperimental ko'nikmalarini talab qilgan ushbu izlanishlarni amalga oshirdi: u ularga ochiq bo'lgan elektromagnit to'lqinlarning tarqalishi, aks ettirish, aks ettirish, polarizatsiyasi bo'yicha tajriba o'tkazdi. U to'lqinlar uchun ko'zgularni ushbu to'lqinlar (Hertz nometalllari), asfalt prizma va boshqalar bilan qurdi. Hertz nometalllari anjirda ko'rsatilgan. 10.5. Tajribalar yorug'lik to'lqinlari uchun yaxshi tanilganlar bilan kuzatilgan ta'sirning to'liq identifikatorini ko'rsatdi.
1887 yilda "Elektr tariqasida ultrabinafsha yorug'lik nuri ta'sirida" ishida "Xerts" qo'ng'iroq qilishni boshlagan hodisani tasvirlaydi tashqi fotoeffektsiya. Ultrabinafsha nurlari, yuqori kuchlanishli elektrodlar bilan nurlanish paytida, oqizish radiodlar orasidagi masofada nurlanishsiz qaraganda ko'proq masofada joylashganligini aniqladi.
Bu ta'sir keyin Rossiya olimini har tomonlama tadqiq qilish Aleksandr Grigorevich Tsoletov (1839-1896).
1889 yilda Germaniyalik tabiatchilar va shifokorlar Kongressida Xerts engil va elektr energiyasi o'rtasidagi munosabatlar to'g'risida hisobotni o'qidi, bu esa Makswellning nazariyasining muhim ahamiyati to'g'risida hisobotini bildirdi.
Xertsning tajribalari ilmiy dunyoda g'azab ishlab chiqardi. Ular ko'p marotaba takrorlangan va turlicha edi. Buni qilganlardan biri Piter Nikolaevich Lebedev. O'sha paytda u eng qisqa elektromagnit to'lqinlarni qabul qildi va 1895 yilda ular bilan ikki kishilik Bemprayne orqali ular bilan tajriba qildi. Lebedev o'z ishida elektrotomagnit nurlanishning asta-sekin pasayish vazifasini, oxirida uzoqda infraqizil to'lqinlar bilan kasallash vazifasini bajardi. Lebedevning o'zi buni amalga oshirib bo'lmadi, ammo bu 20-asrning 20-yillarida rossiyalik olimlarning 20-yillarida amalga oshirildi Alexandra Andreevna Glagolev-Arkadyanev (1884-1945) Va Mariya Afanassievna Levitskaya (1883-1963).
Piter Nikolaevich Lebedev (1866-1912) - 1866 yilda Moskvada tug'ilgan rossiyalik fizik, 1891 yilda Moskva universitetida ish boshladi. Lebedev fizika tarixida, tajribali tadqiqotlar, hozirgi vaqtning texnik imkoniyatlari yaqinida, shuningdek Moskvadagi maxsus ilmiy maktabning asoschisi, taniqli Rossiyalik olimlar Lazarev PP Lazarev, Si Vavilov kelib chiqqan. A. R.Olie va boshqalar.
Lebedev 1912 yilda vafot etdi, shundan ko'p o'tmay, boshqa professorlar bilan birgalikda reaktsiyaga intilgan ta'lim vazirining harakatlariga qarshi norozilik bildirdi L. A. Kasso.
Ammo fizika oldida Lebedevning asosiy xizmati shundaki, u Makswellning engil bosimining taxmin qilingan nazariyasini tajriba qildi. Lebedevning ushbu samarasini o'rganish butun umrigini bag'ishladi: 1899 yilda jiddiy moddalardagi yorug'lik bosimi borligini isbotladi (10.6-rasm) va 1907 yilda - G'azo haqida. Lebedevning engil bosimi bo'yicha ishi klassik bo'lib qoldi, ular XIX asr oxiri - XX asr boshlarida tajriba versiyalaridan biridir.
Lebedevning yonishi haqidagi tajribalari uni dunyoning sharafini keltirdi. Shu munosabat bilan V. Tomson: "Men butun hayotimni Maksvell bilan jang qildim, uning engil harakatini tanlamasdan, meni o'z tajribalaridan oldin taslim qildi."
Xerts va Lebedev tajribalari Maksvellning nazariyasining ustuvorligini ma'qulladilar. Amaliyotga kelsak, i.e. XX asr boshlarida elektromagetizm qonunlarini amaliy qo'llash. Insoniyat allaqachon elektr energiyasining ulkan roliga aylanayotgan dunyoda yashagan. Bu elektr va magnit hodisalarni ochiq fiziklarni qo'llashda bo'ronli ixtiro faoliyati yordam berdi. Ushbu ixtirolarning ba'zilarini e'tibor bering.
Aloqa uslubida topilgan elektromagetizmning birinchi dasturlaridan biri. Telegraf 1831 yildan 1876 yilgacha mavjud. Amerikalik fizik, ixtirochi va tadbirkor Aleksandr Bell (1847-1922) Mashhur Amerika ixtirochi tomonidan yaxshilangan telefon ixtiro qildi Tomas AlVa Edison (1847-1931).
1892 yilda ingliz fizigi Uilyam Cruks (1832-1912) Radioaloqa tamoyillarini shakllantirgan. Rus fizigi Aleksandr Stepanovich Popov (1859-1906) va italiyalik olim Gulmamo markoni (1874-1937) Aslida, bir vaqtning o'zida ularni amalda qo'llash. Odatda ushbu ixtironing ustuvorligi haqida savol tug'iladi. Popov bir oz oldin u tomonidan yaratilgan qurilmaning imkoniyatlarini namoyish etdi, ammo uni Maroni singari boshqarmagan. Ikkinchisi va g'arbdagi radio radiosini Maroni "otasi" deb hisoblash an'anaviy an'anasini aniqladi. Bu 1909 yildagi Nobel mukofoti tomonidan topshirilgan. Aftidan, afsuski, laureatlar orasida ham bo'ladi, ammo u allaqachon tirik edi, ammo u o'sha paytgacha tirik edi, Nobel mukofoti faqat sog'lom olimlar tomonidan berildi. Ixtironing tarixi haqida ko'proq o'qing, radio kitobning VI qismida so'zlab beradi.
Elektr fenomena XVIII asrda yoritish uchun foydalanishga harakat qildi. (Voltova ERC), kelajakda ushbu qurilma yaxshilandi Pavlom Nikolaevich Yabochkov(1847-1894) 1876 yilda amaliy foydalanish uchun birinchi mos keladigan elektr yorug'ligini ixtiro qildi (Apple sham). Biroq, u birinchi navbatda, keng foydaliligini topa olmadi, chunki 1879 yilda 1879 yilda. E'tibor bering, 1872 yilda Rossiyaning elektrotexnika tomonidan injingan chiroq ixtiro qilingan Aleksandr Nikolaevich Lodida (1847- 1923).
FOYDALANLGAN ADABIOTLAR
https://dprvrn.ru/uz/obshchie-svedeniya-elektromagnitnoe-pole-teoriya-maksvella-osnovnye-ponyatiya-i/
https://orbita.uz/index.php?option=com_content&view=article&id=721:yoruglikning-elektromagnit-nazariyasi&catid=44:kashfiyotlar&Itemid=53
https://uz.warbletoncouncil.org/tipos-de-ondas-electromagneticas-627
Test
1.Elektromagnit maydon qanday shakllanadi?
a) Elektrik tokining orqali yaratiladi.
b) Magnit maydonning orqali yaratiladi.
c) Elektrik to‘g‘risidagi injeksionlardan hosil bo‘ladi.
d) Kichik o‘tka qilinayotgan energiyadan hosil bo‘ladi.
2.Elektromagnit maydon necha xil tomonlarda ifodalangan bo‘ladi?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
3.Elektromagnit maydonning asosiy xususiyati nima?
a) Uzluksiz bo‘lishi
b) Uni magnitlashtirish mumkinligi
c) Statik bo‘lishi
d) Harakatsiz bo‘lishi
4.Elektromagnit maydon qanday o‘lchaydi?
a) Amper/metr
b) Voltni metrda
c) Sekundda o‘tgan elektrik tok
d) Vatt
5.Elektromagnitning magnit kuchlanganligi (B) va magnit induksiyasi (μ) orasidagi bog‘lovchi formulani aniqlang.
a) B = μ * H
b) B = μ / H
c) B = H / μ
d) B = H * μ
6.Elektromagnit maydonning intensivligi qanday ifodalaydi?
a) Elektrik kuchlanishining chegaralari
b) Elektrik tok oqimining to‘plovi
c) Elektrik tokning tezligi
d) Elektrik to‘g‘risidagi hisoblash formula
7.Elektromagnitning magnit kuchlanganligi va intensivligi orasidagi bog‘lovchi formulani aniqlang.
a) H = B / μ
b) H = B * μ
c) H = μ / B
d) H = B + μ
8.Elektromagnit maydon qanday o‘zgaradi?
a) Elektrik tok o‘zgarishi bilan
b) Magnit kuchlanishining o‘zgarishi bilan
c) Ildizning o‘zgarishi bilan
d) Tezlikning o‘zgarishi bilan
9.Elektromagnitning o‘tkazgichida magnit oqimning o‘zgarishi qanday bog‘liq?
a) Ko‘ndalang kesim sirti bilan
b) O‘tkazgich uzunligi bilan
c) Magnit induksiyasi bilan
d) Elektrik tok bilan
10.Elektromagnit maydon qanday yo‘nalishda ifodalangan bo‘ladi?
a) Elektrik tok yo‘nalishiga qarshi
b) Magnit maydon yo‘nalishiga qarshi
c) Elektrik to‘g‘risidagi tok yo‘nalishiga qarshi
d) Ildizning yo‘nalishiga qarshi
Javoblar
1.Elektromagnit maydon qanday shakllanadi?
Javob: b) Magnit maydonning orqali yaratiladi.
2.Elektromagnit maydon necha xil tomonlarda ifodalangan bo‘ladi?
Javob: c) 3
3.Elektromagnit maydonning asosiy xususiyati nima?
Javob: b) Uni magnitlashtirish mumkinligi
4.Elektromagnit maydon qanday o‘lchaydi?
Javob: a) Amper/metr
5.Elektromagnitning magnit kuchlanganligi (B) va magnit induksiyasi (μ) orasidagi bog‘lovchi formulani aniqlang.
Javob: a) B = μ * H
6.Elektromagnit maydonning intensivligi qanday ifodalaydi?
Javob: a) Elektrik kuchlanishining chegaralari
7.Elektromagnitning magnit kuchlanganligi va intensivligi orasidagi bog‘lovchi formulani aniqlang.
Javob: a) H = B / μ
8.Elektromagnit maydon qanday o‘zgaradi?
Javob: a) Elektrik tok o‘zgarishi bilan
9.Elektromagnitning o‘tkazgichida magnit oqimning o‘zgarishi qanday bog‘liq?
Javob: c) Magnit induksiyasi bilan
10.Elektromagnit maydon qanday yo‘nalishda ifodalangan bo‘ladi?
Javob: b) Magnit maydon yo‘nalishiga qarshi
Masala va uning yechimi
Elektr maydoniga kritilgan q=30*10-9Kl zaryadga F = 2,4 *10-5 N kuch ta’sir etsa, berilgan nuqtadagi maydon kuchlanganligini aniqlang.
Maydon kuchlanganligini (E) aniqlash uchun quyidagi formulasini ishlatamiz:
E = F / q
Berilgan ma'lumotlar bo'yicha, F = 2.4 * 10^(-5) N va q = 30 * 10^(-9) Kl. Ularni formulaga qo'yamiz:
E = (2.4 * 10^(-5) N) / (30 * 10^(-9) C)
E = 8 * 10^(3) N/C
Shu bilan berilgan nuqtadagi elektr maydon kuchlanganligi 8 * 10^3 N/C ga teng bo'ladi.
|
