66. Электромагниттік тербелістер. Тербелмелі контур.Томсон ф-н қорыту

Электромагниттік тербелістер деп, контурдағы тоқ күшінің периодты түрде өзгеру процесін айтамыз. Тоқ күші осы контурдың электрлік ж/е магниттік қасиеттерін сипаттайды. Сыйымдылығы С конденсатордан ж/е индуктивтігі L катушкадан тұратын электр тізбегін тербелмелі контур д.а. Контурдың R кедергісін нөлге тең деп аламыз. Егер конденсаторды потенциалдар айырмасы U –ға дейін зарядымен зарядтасақ, онда конденсатордың разрядталуының нәтижесінде тізбекте I тоғы пайда болады, сөйтіп катушканың ұштарында потенциалдар айырмасына тең өздік индукция э.қ.к. пайда болады: . Мұндағы минус таңбасы конденсатордағы потенциалдар айырмасына өздік индукцияның қарсы бағытта болатынын көрсетеді. Бірақ өткізгіштегі электр тоғының ағуы үздіксіз емес, өйткені электр энергиясы 1) шын мәнінде өткізгіштің кедергісі R нөлге тең емес, демек жылулық шығынға; 2) конденсатор диэлектригіндегі шығынға; 3) катушка өзегіндегі гистерезистік шығынға; 4) сәулелену шығындарына және т/б жұмсалады. Сондықтан зарядтар конденсатордан катушкаға кешігіңкіреп бір dt уақытта жетеді, өйткені олар өткізгіштер ішінде көптеген кедергілер соқтығысып өтеді. Олай болса, тізбектегі тоқтың мәні барлық емес. Осының әсерінен конденсатор астарларындағы потенциалдар айырмасына U катушканың ұштарына да кешігіп жетуі мүмкін ж/е катушкадағы өздік индукция э.қ.к. керісінше, қарсы бағытта сонша уақытқа кешігеді. Енді Кирхгофтың екінші ережесін осы жағдайға қолдана отырып, мына теңдеулерді жазайық: немесе . Бұл жағдайда біз дейміз, яғни конденсатор диэлектригінде, катушкада ж/е қоршаған кеңістікте электромагниттік энергияның сәулелену шығындары болады дейміз. Мына шарттарды, яғни , ескерсек, онда үстідегі теңдеу мына түрде жазылады: . Осы өрнек электромагниттік еркін тербелістің дифференциалдық теңдеуі д.а. Осы теңдеуді заряд арқылы шешетін болсақ, онда мұндағы - циклдік жиілігі, ол – теңдеуі Томсон формуласы днп аталады.

67. Жарықтың жұтылуы мен сейілуі.Жарық дисперсиясы. Ньютон спектрі.

Жарықтың жұтылуы – жарық энергиясының затқа енуіне байланысты кемуі. Жарық бір ортадан өткенде оның интенсивтілігі кемиді, өйткені жарықтың электр өрісі зат атомдарының құрамындағы электрондарды еріксіз тербету үшін энергиясын жұмсайды, ол энергияның басқа түріне айналады. Зат атомдарының бір-бірімен соқтығысу нәтижесінде электронның тербеліс энергиясының біраз бөлігі атомның ретсіз қозғалыс энергиясына айналады. Жарық интенсивтілігінің кему дәрежесі жарық өтетін заттың табиғатына ж/е оның қалындығына байланысты. Жұтатын ортада жарық интенсивтілігі экспоненциал заңымен кемиді, ол Бугер-Ламберт заңы деп аталады мұндағы өткен ж/е түскен жарықтың интенсивтілігі, λ-жұтылу коэффициенті, х-заттың қалыңдығы. Мұндағы өткен жарықтың интенсивтілігі, түскен жарықтың интенсивтілігі, жұтылу коэффициенті, заттың қалыңдығы. Жарықтың шашырауы – жарықтың ортадан өткенде ортаның атомдармен әсерлесу салдарынан өзінің бастапқы бағытын өзгертуі. Жарық оптикалық біртекті емес ортада шашырайды, мұндай ортаның сыну көрсеткіші ортаның бір нүктесінен екіншіге көшкенде өзгеріп отырады. Мысал ретінде мөлдір емес орта: эмульсия, түтін, тұман, шаң.

Дисперсия – ортада тараған жарықтың фазалық жылдамдығының жиілікке байланыстылығы. Фазалық жылдамдық олай болса дисперсия деп заттың сыну көрсеткіші егер ортаның магнит өтімділігін десек . Ортаның диэлектрлі өтімділігі , бұдан мұндағы - ортаның диэлектрлік қабылдағышы. Ортаның сыну көрсеткішінің жиілікке байланыстылығын арқылы қорытып шығарайық. Затқа түскен жарық атомдағы электрондарды поляризациялайды, екінші сөзбен айтқанда дипольдер жүйесі пайда болады. Ортаның поляризациясы мұндағы n электрондардың концентрациясы мен бір атомның поляризациясы, ал е мен r электронның заряды мен айналу радиусы. Атомның поляризациясы мұндағы сыртқы түскен жарықтың электр кернеулігі. бұдан байланысын табуымыз керек. Сыртқы түскен жарықтың әсерінен атомдағы атомдағы электрон еріксіз тербеліс жасайды. Егер сыртқы өріс кернеулігі косинус заңымен өзгеріп, ал ортаның өшу коэффициенті болса, еріксіз тербелістің теңдеуі түрінде жазылады. Тербеліс теориясынан электронның орныққан еріксіз тербелісі онда Заттың электр қабылдағыштығы сондықтан формуласынан n-ң жиілікке байланысын аламыз , мұны дисперсия формуласы д.а. Берілген формуладан жиілік –ден дейін өзгергенде сыну көрсеткіші n(0) – ден монотонды дейін өседі, резонанс кезінде таңбасы секірмелі түрде өзгереді. Жиілікті ары қарай өсірсек -тен 1-ге дейін монотонды өседі.

Ньютон сақиналары: Жазық шыны пластинканың үстіне жазық-дөңес линза қойылса, онда олардың арасында ауа қабаты пайда болады.Пластинка бетіне перпендикуляр бағытта, монохромат жарық түссе, онда жарық толқындары ауа қабатының үстіндегі ж/е төменгі шекараларында шағылады да, өзара интенференцияланады, нәтижесінде линза мен пластинка тиісіп тұрған нүктесінде күңгірт дақ пайда болып, оны концентрлі жарық ж/е күнгірт шеңберлер қоршап тұрады.

Олар центрден қашықтаған сайын жиілей береді, оны Ньютон сақиналары деп атайды.Жолдың оптикалық айырмасы . Егер жарық нормальді түссе sin(i)=0 ж/е сыну көрсеткіші n=1 болса Екі пластинканың қиылысқан ұштарынада d=0 болып, интенференция жолақтары күңгірт болады. Бірінші ақ жолақ k=1, ауаның қалыңдығы , екінші ақ жолақта Өткінші жарықта Ньютон жарық сақиналарының радиустары , (k-0,1,2,3…), қараңғы сақиналарының радиустары Мұндағы R- линзаның қисықтығының радиусы.Шағылған жарықтың Ньютонның жарық сақиналарының радиустары