156. . Коливальний контур.

Колива́льний ко́нтур— система, що складається з послідовно з’єднаних конденсатора ємністю С, котушки індуктивністю Л, провідника з омічним опором Р, в якій можуть збуджуватись електричні коливання.

В загальному випадку активний опір R включає не тільки активні опори провідників, а й опір, зв'язаний з витратами на випромінювання, що виникає внаслідок відкритості конденсатора та індуктивності.

У випадку, коли активний опір малий, і ним можна знехтувати, коливальний контур називаю LC-контуром.

В ланку коливального контура можна добавити перемикач для аналізу процесу накопичення зарядів на ємності.

Період – час, протягом якого в коливальному контурі відбувається один повний цикл змін і контур повертається в початковий стан.

Власні електричні коливання – які відбуваються внаслідок процесів у самому коливальному контурі без зовнішніх впливів і втрат енергії. Циклічна частота: w=1/LC; період, частота

157. Векторна діаграма - графічне зображення мінливих за законом синуса ( косинуса ) величин і співвідношень між ними за допомогою спрямованих відрізків - векторів . Векторні діаграми широко застосовуються в електротехніці , акустиці , оптиці , теорії коливань і так далі.

Гармонійне (тобто синусоидальное ) коливання може бути представлено графічно у вигляді проекції на деяку вісь ( зазвичай беруть вісь координат Оx ) вектора , що обертається з постійною кутовою швидкістю ω . Довжина вектора відповідає амплітуді , кут повороту щодо осі ( Ox ) - фазі.

Сума (або різниця) двох і більше коливань на векторній діаграмі представлена ​​при цьому (геометричної ) сумою (або різницею ) векторів цих коливань . Миттєве значення шуканої величини визначається при цьому проекцією вектора суми на вісь Оx , амплітуда - довжиною цього вектора , а фаза - кутом його повороту щодо Ox

Векторні діаграми можна вважати варіантом (і ілюстрацією ) подання коливань у вигляді комплексних чисел. При такому зіставленні вісь Ox відповідає осі дійсних чисел, а вісь Oy - осі чисто уявних чисел (позитивний одиничний вектор уздовж якої є уявна одиниця). Тоді вектор довжиною A , що обертається в комплексній площині з постійною кутовий швидкістю ω з початковим кутом φ0 запишеться як комплексне число: , а його дійсна частина

- є гармонійне коливання з циклічною частотою ω і початковою фазою φ0 .

Хоча , як видно вже з вищесказаного , векторні діаграми і комплексне уявлення коливань найтіснішим чином пов'язані і по суті являють собою варіанти або різні сторони одного і того ж методу , вони , тим не менш , володіють своїми особливостями і можуть застосовуватися і окремо.

158. Електромагнітні хвилі та їх взаємодія з речовиною.

Електромагнітна хвиля — процес розповсюдження електромагнітної взаємодії в просторі. Електромагнітні хвилі описуються загальними для електромагнітних явищ рівняннями Максвелла. Навіть у випадку відсутності у просторі електричних зарядів і струмів рівняння Максвелла мають відмінні від нуля розв'язки. Ці розв'язки описують електромагнітні хвилі. У вакуумі електромагнітна хвиля розповсюджується із швидкістю, яка називається швидкістю світла. Швидкість світла є фундаментальною фізичною константою, яка позначається латинською літерою c. Згідно із основним постулатом теорії відносності швидкість світла є максимально можливою швидкістю передачі інформації чи руху тіла. Ця швидкість становить 299 792 458 м/с.

Електромагнітна хвиля характеризується частотою. Розрізняють лінійну частоту ν й циклічну частоту ω = 2πν. В залежності від частоти електромагнітні хвилі належать до одного із спектральних діапазонів.

Іншою характеристикою електромагнітної хвилі є хвильовий вектор . Хвильовий вектор визначає напрямок розповсюдження електромагнітної хвилі, а також її довжину. Абсолютне значення хви льового вектора називають хвильовим числом.

Електромагнітні хвилі із однаковою частотою й хвильовим вектором можуть розрізнятися фазою.

У порожнечі вектори напруженості електричного й магнітного полів електомагнітної хвилі обов'язково перпендикулярні до напрямку розповсюдження хвилі. Такі хвилі називаються поперечними хвилями. Математично це описується рівняннями та . Крім того, напруженості елекричного й магнітного полів перпендикулярні одна до одної й завжди в будь-якій точці простору рівні за абсолютною величиною: E = H [1]. Якщо вибрати систему координат таким чином, щоб вісь z збігалася з напрямком поширення електромагнітної хвилі, існуватимуть дві різні можливості для напрямків векторів напруженості електричного поля. Якщо електичне поле направлене вздовж осі x, то магнітне поле буде направлене вздовж осі y, і навпаки. Ці дві різні можливості не виключають одна одну й відповідають двом різним поляризаціям. Детальніше це питання розбирається в статті Поляризація електромагнітної хвилі. Електромагнітне поле є формою матерії, через яку здійснюється взаємодія між електрично зарядженими частинками. Поняття поля (електричного та магнітного) ввів М. Фарадей у 1830 р. Згідно з цими уявленнями, заряджені частинки або струми створюють в усіх точках оточуючого їх простору особливий стан — поле, яке діє на всяку іншу заряджену частинку або струм, вміщені в довільну точку цього простору. Отже, поле заряджених електричних частинок або струмів зосереджене в усіх точках простору, що їх оточує. У кожній такій точці електромагнітне поле характеризується енергією, імпульсом тощо.

Електромагнітне поле може існувати і вільно, незалежно від джерел, які його створили, у вигляді електромагнітних хвиль. У 1865 р. Дж. Максвелл теоретично показав, що електромагнітні коливання за своєю внутрішньою природою мають властивість поширюватись у просторі зі швидкістю світла.

А в середині 60-х років ХІХ ст. Максвелл, працюючи над експерементальними результатами (дослідження явища електромагнітної індукції) Фарадея, дійшов висновку, що в природі існує зворотній процес - змінне електричне поле викликає появу змінного магнітного поля (вихрового). Отже, магнітне поле може створюватися не тільки електричним струмом - рухомими зарядами, але й змінним електричним полем, так як це зображено