Modul №1 optika fanining rivojlanish tarixi

3-MAVZU: ELEKTROMAGNIT TO’LQINLARNING UMUMIY KO’RINISHI. YASSI ELEKTROMAGNIT TO’LQIN TENGLAMASI, ELEKTROMAGNIT TO’LQIN SHKALASI.


Reja:
1. To’lqinlar to’g’risidagi tushunchalar.
2. Yassi elektromagnit to’lqinlar va ularni tavsiflovchi fizikaviy kattaliklar.
3. To’lqin tenglamasi va uni kompleks ko’rinishda ifodalash.
4. Elektromagnit to’lqinlari uchun Maksvell tenglamalari.
5. Qaytuvchi to’lqinlar qushilishi natijasida turg’un to’lqinlarning yuzaga kelishi.
XIX asrning 60-yillari ingliz olimi Jeyms Maksvell Faradey g’oyasini rivojlantirib, zaryad yoki toklar sistemasi hosil qiladigan elektr va magnit maydonlar nazariyasini yaratdi.
Maksvell nazariyasida moddalarning elektr va magnit xossalari, xususiyatlari 3 ta fizik kattalikka bog’liqligini ko’rsatdi, ya’ni:
1) Moddalarning nisbiy dielektrik singdiruvchanligi – ε;
2) Moddalarning nisbiy magnit singdiruvchanligi – μ;
3) Solishtirma elektr o’tkazuvchanligi – σ.
Maksvell-Faradey nazariyasiga ko’ra, fazoning biror qismida o’zgaruvchan magnit maydon hosil bo’lar ekan, ayni bir vaqtda fazoning shu qismidao’zgaruvchan elektr maydon hosil bo’ladi va aksincha. Demak, elektr va magnit maydonlar elektromagnit maydon deb ataluvchi yagona maydonlar ayrim-ayrim namoyon bo’lishidan iborat ekan.
To’lqinlar paydo qilinishi jihatdan har xil bo’lsa ham, ularni umumlashtiruvchi qonuniyatlar mavjuddir. Biror nuqtada ma’lum bir vaqtda yuz bergan jarayon biror vaqtdan keyin fazoning boshqa nuqtasiga etib keladi, ya’ni u ma’lum bir tezlik bilan tarqaladi. To’lqinning x - yo’nalishdagi tarqalishini ko’rib chiqsak, bu s - to’lqinni x - koordinataning va t - vaqtning funksiyasi sifatida quyidagicha yozish mumkin:
(3.1)
To’lqiniy harakatini ifodalovchi difrenstial tenglama, ya’ni yechimi vt - x va vt + x argumentli har qanday funksiya bo’la oladi:
(3.2)
f - funksiyaning ko’rinishi ixtiyoriy bo’lishi mumkin. Sinusoidal yoki kosinusodal funksiya bo’lgan hol alohida ahamiyatga ega ekanligini bilamiz. Bu holda
(3.3)
bo’ladi. Bunda a - to’lqin amplitudasi, T- davri va - fazasi deyiladi. Ko’pincha bu tenglamani quyidagi ko’rinishda yozadilar:
(3.4)
bu yerda: - to’lqin uzunligi, - ga doiraviy chastota va - ga to’lqin soni deyiladi.
Ko’p masalalarni matematik jihatdan yengillashtirish uchun trigonometrik funksiyalar o’rniga eksponensial funksiyalar kiritiladi. Buning uchun
(3.5)