1-mavzu. Interferometrlar. Ko'p nurli interferensiya. 2-mavzu. Difraksion panjaraning spektral xaraktiristikalari

13-MAVZU: Elektomagnit maydon. Maksvell tenglamalari.
Elektromagnit maydon materiyaning alohida shakli. Elektr va magnit maydonlarning kuchlanganligi (induksiyasi) bilan ifodalanadi. J Makavell Elektromagnit maydon nazariyasini elektromagnit hodisalarning barcha asosiy qonuniyatlarini ifodalovchi bir necha tenglamalar sistemasi ko'rinishida ifodalagan (1860). J. Maksvell nazariyasining asosida elektr va magnit maydonlarning o'zaro uzviy bog'lanishda ekanligini ifodalovchi ushbu 2 g'oya yotadi: 1) vaqt davomida o'zgaruvchi har qanday magnit maydon elektr maydonni yuzaga keltiradi va 2) vaqt davomida o'zgaruvchi har qanday elektr maydon magnit maydonni yuzaga keltiradi. J. Maksvellning birinchi g'oyasi to'g'riligini elektromagnit induksiya hodisasi tasdiqlaydi, ikkinchisini esa G. Gers elektromagnit to'lqinlarni kashf qilishi bilan isbotladi. Maxsus shartsharoitlarda Elektromagnit maydon elektr maydon yoki magnit maydon ko'rinishida mavjud bo'lishi mumkin. Moddiy jismlar tarkib topgan atomlar teng miqdordagi musbat va manfiy elektr zaryadlarga ega. Atomdagi bu zaryadlarning Elektromagnit maydon orqali o'zaro ta sir qilishi har qanday holatdagi jism (gaz, suyuqlik, qattiq jism, plazma)ning xususiyatlarini belgilaydi Elektromagnit o`zaro ta'sir tabiatda mavjud uch xil fizik oʻzaro ta'sirlarning biri hisoblanadi
Zaryadlarning fazoda qanday taqsimlanganligi va qanday harakat qilishi ma'lum bo'lsa, bu zaryadlar hosil qilgan Elektromagnit maydon kattaliklarini aniqlash mumkin.
Maksvell tenglamalari -makroskopik elektrodinamikaning ixtiyoriy muhitda sodir bo'layotgan elektromagnit hodisalarni ifodalaydigan asosiy tenglamalari. Maksvell tenglamalari, odatda, integral ko'rinishda yoziladi. ammo differensial tenglamalar koʻrinishida ham yozilishi mumkin. 19-asr 60-yillarida J. K. Maksvell elektr va magnit maydonlar haqidagi M. Faradey g'oyalariga asoslangan holda tajriba yo'li bilan aniqlangan qonunlarni umumlashtirib, ixtiyoriy zaryadlar va toklar tizimi hosil qiluvchi elektromagnit maydonning tugallangan nazariyasini yaratdi. Maksvell nazariyasi klassik fizikaning rivojlanishiga qo'shilgan ulkan hissa bo'ldi. Mexanikada Nyuton qonunlari qanday ahamiyatli bo'lsa, makroskopik elektrodinamikada Maksvell tenglamalari ham shunday ahamiyatlidir. Maksvell tenglamalarining birinchisi Faradeyning elektromagnit induksiya krnunining matematik ifodalanishidan iborat. Maksvellning birinchi tenglamasi elektr maydonining manbalarini aniqlaydi. Elektr zaryadlari o'z atrofida elektr maydonlarini yaratadi. Ushbu tenglamaning jismoniy ma'nosi kosmosning ma'lum bir mintaqasidagi elektr maydoni ushbu sirt ichidagi elektr zaryad bilan bog'liq ekanligidan iborat. Maksvellning ikkinchi tenglamasi har qanday magnit maydonlar uchun bo'sh magnit zaryadlarning yo'qligini va magnit kuchlarning har doim yopiq bo'lishini aniqlaydi. Ichida integral shakl bu fakt tenglama ko'rinishida yozilgan Magnit indüksiyon vektorining yopiq sirt orqali oqishi nolga teng, chunki tabiatda bir xil belgining magnit zaryadlari aniqlanmagan.
Faradey tajribalari. Agar galvanometrga ulangan solenoid-ning ichiga o'zgarmas magnit kiritib chiqarilsa, U kirayotgan va chiqayotgan paytda galvanometr strelkasining og'ishi, ya'ni induksion tokning vujudga kelishi kuzatiladi. Magnit qancha tez harakatlansa, galvanometr strelkasining og'ishi ham shuncha katta bo'ladi. Agar magnitning qutblari almashtirilib harakatantirilsa, strelkaning og'ishi ham teskari tomonga o'zgaradi. Tajriba magnitni mahkamlab, g'altakni esa harakatga keltirib bajarilganda ham galvanometr induksion tok hosil bo'lishini ko'rsatadi. Faradey qonuni. Faradey o'zining ko'plab tajribalari asosida kontur ergashtiruvchi magnit induksiya oqimining o'zgarishi albatta induksion tokni vujudga keltiradi, degan xulosaga keldi Induksion tokning qiymati esa magnit induksiya oqimining o'zgarish usuliga emas, sbalki uning o'zgarish tezligiga bog'liqdir. Agar zanjirda induksion tok vujudga kelsa, demak, bu elektr yurituvchi kuch mavjudligini ko'rsatadi Bu EYK ga induksiya elektr yurituvchi kuchi deyiladi. Tajriba natijalarini tahlil qilgan Faradey indyksiya EYK va magnit oqimining o'zgarishi orasidagi munosabatni aniqladi. Elektromagnit induksiya uchun Faradey qonuni: yopiq, o'tkazuvchi kontur o'rab turgan magnit induksiya oqimining o'zgarish sababi qanday bo'lishidan qat'i nazar, vujudga keladigan EYK quyidagicha aniqlanadi: E=-
Tengsizlik oldidagi manfiy ishora quyidagilarni ko'rsatadi: induksiya oqimining ortishi > 0, E<0 EYK mi vujudga keltiradi, ya'ni vujudga kelgan induksion tokning magnit maydoni kontur orqali magnit oqimini kamaytiradi. Induksiya oqimining kamayishi <0, esa E>0 EYK ni vujudga keltiradi, yaʼni induksion tokning magnit maydoni kontur orqali magnit oqimining kamayishiga to'sqinlik qiladi.
Lens qoidasi. E-- ifodadagi minus ishora 1833-yilda rus fizigi E. Lens (1804-1865) tomonidan yaratilgan induksion tokning yo'nalishini aniqlashga imkon beruvchi qoidaning matematik ifodasidir.
Lens qoidasi: konturda vujudga keladigan induksion tok shunday yo'nalishga egaki, uning magnit maydoni, shu induksion tokni vujudga keltirgan magnit oqimining o'zgarishiga to'sqinlik qiladi. Lens qoidasidan foydalanib, Faradey qonuni quyidagicha yozish mumkin: konturda vujudga keladigan induksion elektr yurituvchi - kontur o'rab turgan sirt orqali o'tadigan magnit oqimining o'zgarish tezligiga miqdoran teng, ishorasi esa qarama carshidir.
Induksiya EYK magnit oqimining o'zgarish usuliga bog'liq emas. Induksiya EYK ning tabiati. Endi EYK ning vujudga kelish tabiati bilan qiziqaylik. Buning uchun tajriba o'tkazamiz. Bir qismi harakatga kelishi mumkin bo'lgan kontur magnit maydonga kiritilgan. Bir jinsli magnit maydon induksiya vektori bizdan rasm tekisligiga qarab perpendikulyar yo'nalgan bo'lsin. Harakatlanuvchi qism ichidagi elektronlarga Lorens kuchi ta'sir etadi. Harakatlanuvchi qismning o'rni 1 dan 2 ga o'zgarganda, kontur o'rab turgan magnit oqimi ham o'zgaradi Harakatlantiruvchi qism ichidagi elektronlarga ta'sir qilgan Lorens kuchi ularni harakatga keltirib, induksiya EYK ni vujudga keltiradi.