23. Еріксіз тербелістер.

Егер денеге сыртқы периодты күш әсер етсе, онда дене осы күш жиілігімен тербелетін болады. Бұндайда тербеліс амплитудасы уақытқа, дене тербелісінің меншікті жиілігіне, өшу коэффициентіне және мәжбүр етуші күш жиілігіне F_ocos wt тәуелді. Уақыттың бастапқы мезетінде амплитуда шамасына меншікті жиілік ықпал етеді– тербеліс амплитудасының периодты өзгеруі, яғни соғу пайда болады. Тек белгілі бір уақыт өткен соң

тербеліс амплитудасы орнығады.

Меншікті жиілік пен мәжбүр етуші күш жиілігі сәйкес келгенде тербеліс амплитудасы күрт өседі. Жиіліктер сәйкес келгендегі амплитуданың өсуі резонанс деп аталады.

Еріксіз тербеліс — қандай да бір жүйеде периодты сыртқы күштің әсерінен пайда болатын тербеліс (мысалы, айнымалы магнит өрісі әсерінен болатын телефон мембранасының тербелісі, т.б.).Жүйеге әсер ететін сыртқы күш F_ck –мына гармоникалық заңмен өрнектеледі:

F_ck=F₀sin t

F₀- сыртқы күш амплитудасы

- сыртқы күштің циклддік жиілігі

Еріксіз тербелістің сипаты сыртқы күштің табиғаты мен жүйенің өзіне тән қасиеттері арқылы анықталады. Сыртқы күштің болуы — еріксіз тербелістің қозуы мен болуының қажетті шарты. Периодты сыртқы күштің әсерінен еріксіз тербелістің сипаты алғашқы кезде уақытқа байланысты өзгереді. Тек белгілі бір уақыт өткеннен кейін, жүйеде периодты сыртқы күштің периодына тең еріксіз тербеліс қалыптасады (орныққан еріксіз тербеліс). Дербес жағдайда, сыртқы күштің (жиілігі жүйенің меншікті тербеліс жиілігіне жуық) әсерінен сызықтық тербелмелі жүйеде еріксіз тербеліспен бір мезгілде меншікті (еркін) тербеліс пайда болады. Тербелістің бастапқы сәтінде ол тербелістердің амплитудалары бір-біріне тең де, ал фазалары қарама-қарсы болып келеді Сөйтіп, меншікті тербеліс біртіндеп өшкен соң, жүйеде тек орныққан еріксіз тербеліс қалады. Сызықтық емес жүйелерде тербелісті меншікті тербеліске және еріксіз тербеліске ажырату әрдайым мүмкін бола бермейді.

24. Гюйгенс-Френель принципі. Жарықтың толқындық сипаты білінетін құбылыстардың біреуі дифракция құбылысы болады. Дифракция деп жарықтың түзу сызықты жолдан бұрылу құбылысы айтылады.Дифракция құбылысын жарықтың толқындық теориясы бойынша толық түсіндіруге болады. Бірақ ол үшін Гюйгенс принципі жеткіліксіз. Өйткені бұл принципке сүйеніп дифракцияланған жарық толқындарының интенсивтігін табуға болмайды,бұл принцип тек жарықтың таралу бағытын анықтау әдісі болып табылады. Француз ғалымы Френель бұл принциптің осы кемшілігін толықтырды,ол Гюйгенстің принципі мен толқындардың интерференциялану принципін біріктірді. Френельше толқындық беттің әрбір нүктелерінің айналасында пайда болған элементар толқындар бір-бірімен қосылысып интерференцияланады,сонда қорытқы сыртқы орауыш бетте толқынның едәуір интенсивтігі болады. Сөйтіп жарықтың толқындық теориясының негізгі принципі- Гюйгенс-Френель принципі келіп шығады.

1. Кез-келген уақыт мезетіндегі толқындық бет дегеніміз-айналып өтетін екінші ретті толқындардың жай ғана өзі емес, олардың интерференцияларының нәтижесі болып табылады.

2. Жарық толқындары келiп жеткен беттiң әрбiр нүктесi өз кезегiнде жаңа толқын көздерi болып табылады Тамаша оптикалық аспаптың-дифракциялық тордың құрылысы дифрациялық құбылысқа негізделген.

25. Сфералық толқындардың (Френель дифракциясы ) дифракциясы. Жарықтың дифракциясы деп жарық толқындарының жолындағы бөгетті орап (айналып) өтуін айтады. Неғұрлым кең мағынада айтқанда, электромагниттік толқындар экранның саңлаудың немесе басқада да біртекті емес нәрселердің шетіне жақын жерден өткенде олардың таралу бағыты өзгереді.Жарық дифракциясының сфералық толқындар дифракциясы (Френель дифракциясы) және параллель сәулелер дифракциясы (Фраунгофер дифракциясы) деп аталатын екі түрі бар.

Егер жарық дифракцияланатын бөгетжарық көзімен бақылау нүктесіне жақын болса немесе ол бұлардың біреуінен онша алыс болмаса сонда байқалатын жарық дифракциясы Френель дифракциясы д.а.Бұл жағдайда дифракцияланған сәулелер бөгетке жақын қойылған экранның түрліше нүктелеріне жетіп тоғысады.Осы жағдайда дифракциялық бейнелерді прибордың көмегінсіз зерттеуге болады. Кішкене сфералық саңылаудағы Френель дифракциясы.

Кішкене сфералық саңылауға тоғысатын сәулелер және саңылаудың келесі бетіндегі Р нүктесіндегі жарық тербелісінің амплитудасын табайық 1-сурет. Бұл жағдайда саңылаудан Френелдің алғашқы m-зонасынан келген жарық толқыны өтеді

1-сурет.

А_m- алдындағы таңба тақ зоналар үшін оң, ал жұп зоналар үшін теріс болып алынады.

Егер саңылауға сиятын Френель зоналарының саны тақ болса, онда қарастырылатын Р нүктесінде жарық күшейеді

Егер саңылауға сиятын Френель зоналарының саны жұп болса, онда қарастырылатын Р нүктесінде жарық әлсірейді