☰ Mundarija · Fizika

Elektromagnit to‘lqinlar

Darslar 21–22 · 2 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 11-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2018
22

Elektromagnit to‘lqinlarning umumiy xossalari (ikki muhit chegarasida qaytishi va sinishi). To‘lqinni xarakterlovchi asosiy tushuncha va kattaliklar

Darslik: 79–82-betlar
MaqsadElektromagnit to‘lqinlarning qaytishi, sinishi, n = c/v = √(ε) hamda intensivlik I = W/(S·Δt) va uning masofaga bog‘liqligini (I ~ 1/R², I ~ ν⁴) tushuntirish.
Yangi so‘zlar
qaytish va sinish · reflection and refractionto‘lqin uzunligi · wavelengthto‘lqin intensivligi · wave intensitydielektrik singdiruvchanlik · permittivity
Tushuntirish

Elektromagnit to‘lqin ikki muhit chegarasida qaytish (burchaklar teng) va sinish qonunlariga bo‘ysunadi. Metall sirt to‘lqinni deyarli to‘liq qaytaradi: to‘lqin erkin elektronlarni tebrantiradi va ular ikkilamchi to‘lqin chiqaradi; dielektrikdan esa qaytish kam. Magnit xossasiz muhitda to‘lqin tezligi v = c/√ε, shuning uchun sindirish ko‘rsatkichi n = c/v = √ε (ε — dielektrik singdiruvchanlik). To‘lqin bir muhitdan boshqasiga o‘tganda chastota ν o‘zgarmaydi, tezlik va to‘lqin uzunligi o‘zgaradi: λ = v/ν. Intensivlik (nurlanish oqimi zichligi) — to‘lqin tarqalish yo‘nalishiga tik birlik yuzadan birlik vaqtda o‘tuvchi energiya: I = W/(S·Δt), birligi W/m²; I = w·c (w — energiya zichligi). Nuqtaviy manbadan R masofada I = P/(4πR²), ya’ni masofaning kvadratiga teskari proporsional; shuningdek I ~ ν⁴, shuning uchun past chastotali (masalan, 50 Hz tarmoq) toklar amalda nurlanmaydi, yuqori chastotali toklar esa kuchli nurlanadi.

Namunalar
ν = 1 GHz li to‘lqin havoda: λ = 3·10⁸/10⁹ = 0,3 m. ε = 4 bo‘lgan muhitda v = c/√4 = 1,5·10⁸ m/s, n = 2, chastota o‘sha 1 GHz, λ’ = v/ν = 0,15 m.
Quvvati 100 W bo‘lgan nuqtaviy manba, R = 10 m da I = P/(4πR²) = 100/(4·3,14·100) ≈ 0,08 W/m². R = 20 m da masofa 2 marta ortgani uchun I 4 marta kamayadi: ≈ 0,02 W/m².
Sinfda faoliyat

Metall idish yoki folga, plastik buyum va radio (o‘qituvchi bilan sinash): o‘rta to‘lqin radiosining antennasi yo‘liga metall plitani qo‘ysangiz, signal pasayishini kuzating. Plastik varaq bilan solishtiring va qaytish/yutilishni izohlang. Mikroto‘lqinli pechga hech narsa solib tajriba qilmang.

Mashq
1
To‘lqin bir muhitdan boshqasiga o‘tganda qaysi kattalik o‘zgarmaydi?
2
I = w·c, w = 2·10⁻⁸ J/m³. Intensivlik necha W/m²? (c = 3·10⁸ m/s)
3
Manbadan masofa 3 marta ortsa, intensivlik necha marta kamayadi?
4
ε = 9 bo‘lgan muhitning sindirish ko‘rsatkichi nechaga teng?
5
Nima uchun maishiy 50 Hz o‘zgaruvchan tok simlari deyarli elektromagnit to‘lqin chiqarmaydi?