Cila është formula për përcaktimin e fluksit magnetik? Induksioni elektromagnetik

rregull dora e djathtë ose gimlet:

Drejtimi linjat e forcës fushë magnetike dhe drejtimi i rrymës që e krijon janë të ndërlidhura rregull i njohur dora e djathtë ose gimlet, e cila u prezantua nga D. Maxwell dhe ilustrohet nga figurat e mëposhtme:

Pak njerëz e dinë se një gjilpërë është një mjet për të shpuar vrima në një pemë. Prandaj, është më e kuptueshme ta quajmë këtë rregull rregulli i një vidë, vidë ose tapash. Megjithatë, kapja e telit si në figurë ndonjëherë është kërcënuese për jetën!

Induksioni magnetik B:

Induksioni magnetik- është karakteristika kryesore themelore e fushës magnetike, e ngjashme me vektorin e fuqisë së fushës elektrike E . Vektori i induksionit magnetik është gjithmonë i drejtuar në mënyrë tangjenciale në vijën magnetike dhe tregon drejtimin dhe forcën e saj. Njësia e induksionit magnetik në B = 1 T është induksioni magnetik fushë homogjene, në të cilën në një seksion të përcjellësit me gjatësi prej l\u003d 1 m, me një forcë aktuale në të Unë\u003d 1 A, forca maksimale e Amperit vepron nga ana e fushës - F\u003d 1 H. Drejtimi i forcës së Amperit përcaktohet nga rregulli i dorës së majtë. Në sistemin CGS, induksioni magnetik i fushës matet në gauss (Gs), në sistemin SI - në teslas (Tl).

Forca e fushës magnetike H:

Një karakteristikë tjetër e fushës magnetike është tensioni, i cili është analog me vektorin e zhvendosjes elektrike D në elektrostatikë. Përcaktohet nga formula:

Forca e fushës magnetike është një sasi vektoriale, është një karakteristikë sasiore e fushës magnetike dhe nuk varet nga vetitë magnetike mjedisi. Në sistemin CGS, forca e fushës magnetike matet në oersteds (Oe), në sistemin SI - në amper për metër (A / m).

Fluksi magnetik F:

Fluksi magnetik Ф - skalar sasi fizike duke karakterizuar numrin e linjave të induksionit magnetik që depërtojnë në një qark të mbyllur. Le të shqyrtojmë një rast të veçantë. AT fushë magnetike uniforme, moduli i vektorit të induksionit të të cilit është i barabartë me ∣В ∣, vendoset lak i sheshtë i mbyllur zona S. Normalja n në rrafshin konturor bën një kënd α me drejtimin e vektorit të induksionit magnetik B . Fluksi magnetik nëpër sipërfaqe është vlera Ф, e përcaktuar nga relacioni:

Në rastin e përgjithshëm, fluksi magnetik përkufizohet si integrali i vektorit të induksionit magnetik B përmes sipërfaqes së fundme S.

Duhet të theksohet se fluksi magnetik nëpër çdo sipërfaqe të mbyllur zero(Teorema e Gausit për fushat magnetike). Kjo do të thotë se vijat e forcës së fushës magnetike nuk thyhen askund, d.m.th. fusha magnetike ka një natyrë vorbullash dhe gjithashtu se është e pamundur të ekzistojë ngarkesa magnetike që do të krijonte një fushë magnetike në të njëjtën mënyrë që krijojnë ngarkesat elektrike. fushe elektrike. Në SI, njësia e fluksit magnetik është Weber (Wb), në sistemin CGS - maxwell (Mks); 1 Wb = 10 8 µs.

Përkufizimi i induktivitetit:

Induktiviteti është koeficienti i proporcionalitetit midis rrymës elektrike që rrjedh në çdo qark të mbyllur dhe fluksit magnetik të krijuar nga kjo rrymë nëpër sipërfaqe, skaji i së cilës është ky qark.

Përndryshe, induktiviteti është faktori proporcional në formulën e vetë-induksionit.

Në sistemin SI, induktanca matet në henries (H). Qarku ka një induktivitet prej një henri nëse, kur rryma ndryshon me një amper në sekondë, Vetë-induksioni EMF në një volt.

Termi "induktivitet" u propozua nga Oliver Heaviside, një shkencëtar autodidakt anglez në 1886. E thënë thjesht, induktiviteti është vetia e një përcjellësi me rrymë për të ruajtur energjinë në një fushë magnetike, ekuivalente me kapacitetin për një fushë elektrike. Nuk varet nga madhësia e rrymës, por vetëm nga forma dhe madhësia e përcjellësit që mbart rrymë. Për të rritur induktivitetin, përçuesi është i mbështjellë mbështjellje, llogaritja e të cilit është programi

Duke përdorur linjat e forcës, jo vetëm që mund të tregohet drejtimi i fushës magnetike, por edhe të karakterizohet madhësia e induksionit të saj.

Ne ramë dakord të vizatojmë vija të forcës në atë mënyrë që përmes 1 cm² të zonës, pingul me vektorin e induksionit në një pikë të caktuar, të kalojë numri i vijave të barabarta me induksionin e fushës në këtë pikë.

Në vendin ku induksioni i fushës është më i madh, linjat e forcës do të jenë më të trasha. Dhe, anasjelltas, aty ku induksioni i fushës është më i vogël, linjat e forcës janë më të rralla.

Një fushë magnetike me të njëjtin induksion në të gjitha pikat quhet fushë uniforme. Grafikisht, një fushë magnetike uniforme përfaqësohet nga linjat e forcës, të cilat janë të barabarta me njëra-tjetrën.

Një shembull i një fushe uniforme është fusha brenda një solenoidi të gjatë, si dhe fusha midis pjesëve të poleve të sheshta paralele të vendosura ngushtë të një elektromagneti.

Produkti i induksionit të fushës magnetike që depërton në një qark të caktuar nga zona e qarkut quhet fluksi magnetik i induksionit magnetik, ose thjesht fluksi magnetik.

Fizikani anglez Faraday i dha atij një përkufizim dhe studioi vetitë e tij. Ai zbuloi se ky koncept lejon një shqyrtim më të thellë të natyrës së unifikuar të fenomeneve magnetike dhe elektrike.

Duke treguar fluksin magnetik me shkronjën F, zonën e qarkut S dhe këndin midis drejtimit të vektorit të induksionit B dhe normales n në zonën e qarkut α, mund të shkruajmë barazinë e mëposhtme:

Ф = В S cos α.

Fluksi magnetik është skalar.

Meqenëse dendësia e linjave të forcës së një fushe magnetike arbitrare është e barabartë me induksionin e saj, fluksi magnetik është i barabartë me të gjithë numrin e linjave të forcës që përshkojnë këtë qark.

Me një ndryshim në fushë, fluksi magnetik që përshkon qarkun gjithashtu ndryshon: kur fusha forcohet, rritet dhe kur fusha dobësohet, zvogëlohet.

Njësia e fluksit magnetik në merret si fluksi që përshkon një sipërfaqe prej 1 m², e vendosur në një fushë uniforme magnetike, me një induksion prej 1 Wb / m² dhe e vendosur pingul me vektorin e induksionit. Një njësi e tillë quhet weber:

1 Wb \u003d 1 Wb / m² ˖ 1 m².

Fluksi magnetik në ndryshim gjeneron një fushë elektrike me vija të mbyllura të forcës (fushë elektrike vorbull). Një fushë e tillë manifestohet në përcjellës si veprimi i forcave të jashtme. Ky fenomen quhet induksion elektromagnetik, dhe forca elektromotore që lind në këtë rast quhet EMF e induksionit.

Përveç kësaj, duhet të theksohet se fluksi magnetik bën të mundur karakterizimin e të gjithë magnetit në tërësi (ose çdo burim tjetër të fushës magnetike). Prandaj, nëse bën të mundur karakterizimin e veprimit të tij në çdo pikë të vetme, atëherë fluksi magnetik është tërësisht. Kjo do të thotë, mund të themi se kjo është e dyta më e rëndësishme Dhe, prandaj, nëse induksioni magnetik vepron si një forcë karakteristike e fushës magnetike, atëherë fluksi magnetik është karakteristika e tij e energjisë.

Duke iu rikthyer eksperimenteve, mund të themi gjithashtu se çdo spirale mund të imagjinohet si një spirale e vetme e mbyllur. I njëjti qark nëpër të cilin do të kalojë fluksi magnetik i vektorit të induksionit magnetik. Në këtë rast, do të ketë një induksion elektricitet. Kështu, është nën ndikimin e një fluksi magnetik që një fushë elektrike formohet në një përcjellës të mbyllur. Dhe pastaj kjo fushë elektrike formon një rrymë elektrike.

Fluksi i vektorit të induksionit magnetik AT (fluksi magnetik) përmes një sipërfaqe të vogël dS quhet një sasi fizike skalare e barabartë me

Këtu , është vektori njësi i normales në zonën me sipërfaqen dS, Në n- projeksion vektorial AT në drejtim të normales, - këndi ndërmjet vektorëve AT dhe n (Fig. 6.28).

Oriz. 6.28. Fluksi i vektorit të induksionit magnetik përmes jastëkut

Fluksi magnetik F B përmes një sipërfaqe të mbyllur arbitrare S barazohet

Mungesa e ngarkesave magnetike në natyrë çon në faktin se linjat e vektorit AT nuk kanë fillim as fund. Prandaj, rrjedha e vektorit AT nëpër një sipërfaqe të mbyllur duhet të jetë e barabartë me zero. Kështu, për çdo fushë magnetike dhe një sipërfaqe të mbyllur arbitrare S gjendja

Formula (6.28) shpreh Teorema Ostrogradsky - Gauss për vektor :

Theksojmë sërish: kjo teoremë është shprehje matematikore e faktit se në natyrë nuk ka ngarkesat magnetike, në të cilat linjat e induksionit magnetik do të fillonin dhe do të përfundonin, siç ishte rasti në rastin e fuqisë së fushës elektrike E tarifat me pikë.

Kjo veti në thelb dallon një fushë magnetike nga ajo elektrike. Linjat e induksionit magnetik janë të mbyllura, kështu që numri i vijave që hyjnë në një vëllim të caktuar hapësire është i barabartë me numrin e vijave që dalin nga ky vëllim. Nëse flukset hyrëse merren me një shenjë, dhe ato dalëse me një shenjë tjetër, atëherë fluksi total i vektorit të induksionit magnetik nëpër sipërfaqen e mbyllur do të jetë i barabartë me zero.

Oriz. 6.29. W. Weber (1804–1891) – fizikan gjerman

Dallimi midis një fushe magnetike dhe asaj elektrostatike manifestohet gjithashtu në vlerën e një sasie që ne e quajmë qarkullimi- integrali i fushës vektoriale përgjatë një rruge të mbyllur. Në elektrostatikë, integrali është i barabartë me zero

marrë përgjatë një konture arbitrare të mbyllur. Ka të bëjë me potencialin fushë elektrostatike, pra me faktin se puna për të lëvizur një ngarkesë në një fushë elektrostatike nuk varet nga rruga, por vetëm nga pozicioni i pikave të fillimit dhe të fundit.

Le të shohim se si qëndrojnë gjërat me një vlerë të ngjashme për një fushë magnetike. Le të marrim një qark të mbyllur që mbulon rrymën direkte dhe të llogarisim për të qarkullimin e vektorit AT , kjo eshte

Siç u mor më lart, induksioni magnetik krijohet nga një përcjellës i drejtë me rrymë në distancë R nga përcjellësi, është e barabartë me

Le të shqyrtojmë rastin kur kontura që mbyll rrymën e përparme shtrihet në një plan pingul me rrymën dhe është një rreth me një rreze R me qendër në përcjellësin. Në këtë rast, qarkullimi i vektorit AT përgjatë këtij rrethi është i barabartë me

Mund të tregohet se rezultati për qarkullimin e vektorit të induksionit magnetik nuk ndryshon me deformimin e vazhdueshëm të konturit, nëse gjatë këtij deformimi kontura nuk i kalon vijat rrjedhëse. Pastaj, për shkak të parimit të mbivendosjes, qarkullimi i vektorit të induksionit magnetik përgjatë një rruge që mbulon disa rryma është në përpjesëtim me shumën e tyre algjebrike (Fig. 6.30)

Oriz. 6.30. Lak i mbyllur (L) me drejtim të përcaktuar të anashkalimit.
Tregohen rrymat I 1 , I 2 dhe I 3 që krijojnë një fushë magnetike.
Kontributi në qarkullimin e fushës magnetike përgjatë konturit (L) jepet vetëm nga rrymat I 2 dhe I 3

Nëse qarku i zgjedhur nuk mbulon rrymat, atëherë qarkullimi përmes tij është i barabartë me zero.

Gjatë llogaritjes së shumës algjebrike të rrymave, duhet të merret parasysh shenja e rrymës: do ta konsiderojmë pozitive rrymën, drejtimi i së cilës lidhet me drejtimin e anashkalimit përgjatë konturit sipas rregullit të vidës së djathtë. Për shembull, kontributi aktual Unë 2 në qarkullim është negativ, dhe kontributi i rrymës Unë 3 - pozitive (Fig. 6.18). Duke përdorur raportin

ndërmjet fuqisë aktuale Unë nëpër çdo sipërfaqe të mbyllur S dhe dendësia e rrymës , për vektorin e qarkullimit AT mund të shkruhet

ku S- çdo sipërfaqe e mbyllur bazuar në një kontur të caktuar L.

Fusha të tilla quhen vorbull. Prandaj, një potencial nuk mund të futet për një fushë magnetike, siç u bë për fushën elektrike të ngarkesave pika. Dallimi midis fushave potenciale dhe vorbullës mund të përfaqësohet më qartë nga modeli i vijave të fushës. Linjat e forcës së një fushe elektrostatike janë si iriqët: ato fillojnë dhe mbarojnë me ngarkesa (ose shkojnë në pafundësi). Linjat e forcës së fushës magnetike nuk i ngjajnë kurrë "iriqëve": ato janë gjithmonë të mbyllura dhe mbulojnë rrymat.

Për të ilustruar zbatimin e teoremës së qarkullimit, le të gjejmë me një metodë tjetër fushën magnetike të njohur tashmë të një solenoidi të pafund. Merrni një kontur drejtkëndor 1-2-3-4 (Fig. 6.31) dhe llogaritni qarkullimin e vektorit AT përgjatë këtij konturi

Oriz. 6.31. Zbatimi i teoremës së qarkullimit B në përcaktimin e fushës magnetike të një solenoidi

Integrali i dytë dhe i katërt janë të barabartë me zero për shkak të pingulitetit të vektorëve dhe

Ne kemi riprodhuar rezultatin (6.20) pa integruar fushat magnetike nga kthesat individuale.

Rezultati i marrë (6.35) mund të përdoret për të gjetur fushën magnetike të një solenoidi të hollë toroidal (Fig. 6.32).

Oriz. 6.32. Bobina toroidale: Vijat e induksionit magnetik janë të mbyllura brenda mbështjelljes dhe janë rrathë koncentrikë. Ato janë të drejtuara në mënyrë që duke parë përgjatë tyre, ne do të shohim rrymën në mbështjellje që qarkullon në drejtim të akrepave të orës. Një nga linjat e induksionit me disa rreze r 1 ≤ r< r 2 изображена на рисунке

Fluksi magnetik (fluksi i linjave të induksionit magnetik) përmes konturit është numerikisht i barabartë me produktin e modulit të vektorit të induksionit magnetik dhe sipërfaqes së kufizuar nga kontura, dhe kosinusit të këndit ndërmjet drejtimit të vektorit të induksionit magnetik dhe normales në sipërfaqen e kufizuar nga kjo kontur.

Formula për punën e forcës së Amperit kur një përcjellës i drejtë me rrymë të drejtpërdrejtë lëviz në një fushë magnetike uniforme.

Kështu, puna e forcës së Amperit mund të shprehet në termat e forcës së rrymës në përcjellësin që lëviz dhe ndryshimit të fluksit magnetik përmes qarkut në të cilin përfshihet ky përcjellës:

Induktiviteti i lakut.

Induktiviteti - fizike një vlerë numerikisht e barabartë me EMF të vetë-induksionit që ndodh në qark kur forca e rrymës ndryshon me 1 amper në 1 sekondë.
Gjithashtu, induktiviteti mund të llogaritet me formulën:

ku F është fluksi magnetik nëpër qark, I është forca e rrymës në qark.

Njësitë SI për induktivitetin:

Energjia e fushës magnetike.

Fusha magnetike ka energji. Ashtu si një kondensator i ngarkuar ka një rezervë energji elektrike, në bobinën, nëpër kthesat e së cilës rrjedh rrymë, ka një furnizim me energji magnetike.

Induksioni elektromagnetik.

Induksioni elektromagnetik - dukuria e shfaqjes së një rryme elektrike në një qark të mbyllur kur ndryshon fluksi magnetik që kalon nëpër të.

Eksperimentet e Faradeit. Shpjegimi i induksionit elektromagnetik.

Nëse sillni magnet i përhershëm te bobina ose anasjelltas (Fig. 3.1), atëherë në spirale do të shfaqet një rrymë elektrike. E njëjta gjë ndodh me dy mbështjellje të ndara ngushtë: nëse një burim AC është i lidhur me njërën nga mbështjelljet, atëherë tjetra gjithashtu do të përjetojë rrymë alternative, por ky efekt manifestohet më së miri nëse dy mbështjellje lidhen me një bërthamë

Sipas përkufizimit të Faradeit, sa vijon është e zakonshme për këto eksperimente: nëse rrjedha e vektorit të induksionit që depërton në një qark të mbyllur përçues ndryshon, atëherë në qark shfaqet një rrymë elektrike.

Ky fenomen quhet fenomen induksioni elektromagnetik , dhe rryma induksioni. Në këtë rast, fenomeni është plotësisht i pavarur nga metoda e ndryshimit të fluksit të vektorit të induksionit magnetik.

Formula E.m.f induksioni elektromagnetik.

Induksioni EMF në një qark të mbyllur është drejtpërdrejt proporcionale me shpejtësinë e ndryshimit të fluksit magnetik nëpër zonën e kufizuar nga ky lak.

Rregulli i Lenz-it.

Rregulli i Lenz-it

Ndodh në një lak të mbyllur rryma e induksionit fusha e saj magnetike kundërvepron ndryshimin e fluksit magnetik nga i cili shkaktohet.

Vetëinduksioni, shpjegimi i tij.

vetëinduksioni- fenomeni i shfaqjes së EMF të induksionit në një qark elektrik si rezultat i një ndryshimi në fuqinë aktuale.

Mbyllja e qarkut
Kur një qark mbyllet, rryma rritet, gjë që shkakton një rritje të fluksit magnetik në spirale, lind një fushë elektrike vorbull, e drejtuar kundër rrymës, d.m.th. një EMF e vetë-induksionit ndodh në spirale, e cila parandalon rritjen e rrymës në qark (fusha e vorbullës ngadalëson elektronet).
Si rezultat, L1 ndizet më vonë se L2.

Qarku i hapur
Kur hapet qarku elektrik, rryma zvogëlohet, ka një rënie të m.rrjedhës në spirale, shfaqet një fushë elektrike vorbull, e drejtuar si një rrymë (me prirje për të ruajtur të njëjtën forcë rryme), d.m.th. Një EMF vetë-induktiv shfaqet në spirale, e cila ruan rrymën në qark.
Si rezultat, L pulson me shkëlqim kur fiket.

në inxhinierinë elektrike, fenomeni i vetëinduksionit shfaqet kur qarku mbyllet (rryma elektrike rritet gradualisht) dhe kur qarku hapet (rryma elektrike nuk zhduket menjëherë).

Formula E.m.f vetëinduksioni.

EMF i vetë-induksionit parandalon rritjen e fuqisë së rrymës kur qarku është i ndezur dhe uljen e fuqisë së rrymës kur qarku hapet.

Dispozitat e para dhe të dyta të teorisë fushë elektromagnetike Maxwell.

1. Çdo fushë elektrike e zhvendosur gjeneron një fushë magnetike vorbullash. Një fushë elektrike alternative u emërua nga Maxwell sepse, si një rrymë e zakonshme, ajo shkakton një fushë magnetike. Fusha magnetike e vorbullës krijohet si nga rrymat e përcjelljes Ipr (ngarkesat elektrike lëvizëse) dhe nga rrymat e zhvendosjes (të zhvendosura fushe elektrike E).

Ekuacioni i parë i Maksuellit

2. Çdo fushë magnetike e zhvendosur gjeneron një fushë elektrike vorbull (ligji bazë i induksionit elektromagnetik).

Ekuacioni i dytë i Maxwell:

Rrezatimi elektromagnetik.

valët elektromagnetike, rrezatimi elektromagnetik- përhapja në hapësirë ​​perturbimi (ndryshimi i gjendjes) të fushës elektromagnetike.

3.1. Valë janë dridhje që përhapen në hapësirë ​​me kalimin e kohës.
valët mekanike mund të përhapet vetëm në ndonjë mjedis (substancë): në një gaz, në një lëng, në një të ngurtë. Valët krijohen nga trupa lëkundës që krijojnë një deformim të mediumit në hapësirën përreth. Një kusht i domosdoshëm për shfaqjen e valëve elastike është shfaqja në momentin e shqetësimit të mediumit të forcave që e pengojnë atë, në veçanti elasticitetin. Ata priren t'i afrojnë grimcat fqinje kur ato largohen, dhe i largojnë ato nga njëra-tjetra kur i afrohen njëra-tjetrës. Forcat elastike, që veprojnë mbi grimcat larg burimit të shqetësimit, fillojnë t'i çekuilibrojnë ato. Valët gjatësore karakteristike vetëm për mediat e gazta dhe të lëngëta, por tërthore- edhe te trupat e ngurtë: arsyeja për këtë është se grimcat që përbëjnë këto media mund të lëvizin lirshëm, pasi ato nuk janë të fiksuara fort, në ndryshim nga të ngurta. Prandaj, dridhjet tërthore janë thelbësisht të pamundura.

Valët gjatësore lindin kur grimcat e mediumit lëkunden, duke u orientuar përgjatë vektorit të përhapjes së shqetësimit. Valët tërthore përhapen në një drejtim pingul me vektorin e ndikimit. Shkurtimisht: nëse në një mjedis deformimi i shkaktuar nga një shqetësim shfaqet në formën e prerjes, tensionit dhe ngjeshjes, atëherë bëhet fjalë për një trup të fortë, për të cilin si gjatësor ashtu edhe valë tërthore. Nëse paraqitja e një ndërrimi është e pamundur, atëherë mediumi mund të jetë cilido.

Çdo valë përhapet me një shpejtësi të caktuar. Nën shpejtësia e valës kuptojnë shpejtësinë e përhapjes së shqetësimit. Meqenëse shpejtësia e valës është një vlerë konstante (për një mjedis të caktuar), distanca e përshkuar nga vala është e barabartë me produktin e shpejtësisë dhe kohën e përhapjes së saj. Kështu, për të gjetur gjatësinë e valës, është e nevojshme të shumëzoni shpejtësinë e valës me periudhën e lëkundjeve në të:

Gjatësia e valës - distanca midis dy pikave në hapësirë ​​më afër njëra-tjetrës në të cilën ndodhin lëkundjet në të njëjtën fazë. Gjatësia e valës korrespondon me periudhën hapësinore të valës, domethënë distancën që një pikë me fazë konstante "udhëton" në një interval kohor të barabartë me periudhën e lëkundjes, pra

numri i valës(e quajtur edhe frekuenca hapësinore) është raporti 2 π radian në gjatësi vale: analog hapësinor i frekuencës rrethore.

Përkufizimi: numri i valës k është shpejtësia e rritjes së fazës së valës φ përgjatë koordinatës hapësinore.

3.2. valë avioni - një valë balli i së cilës ka formën e një rrafshi.

Pjesa e përparme e valës së rrafshët është e pakufizuar në madhësi, vektori i shpejtësisë së fazës është pingul me pjesën e përparme. Vala e rrafshët është një zgjidhje e veçantë e ekuacionit të valës dhe model i rehatshëm: një valë e tillë nuk ekziston në natyrë, pasi pjesa e përparme e një valë të rrafshët fillon në dhe mbaron në , e cila, padyshim, nuk mund të jetë.

Ekuacioni i çdo vale është zgjidhja ekuacioni diferencial quajtur valë. Ekuacioni i valës për funksionin shkruhet si:

ku

· - Operatori Laplace;

· - funksioni i dëshiruar;

· - rrezja e vektorit të pikës së dëshiruar;

- shpejtësia e valës;

· - koha.

sipërfaqja e valës është vendndodhja e pikave që trazohen nga koordinata e përgjithësuar në të njëjtën fazë. Një rast i veçantë i një sipërfaqe valore është një ballë valore.

POR) valë avioni - kjo është një valë, sipërfaqet valore të së cilës janë një grup planesh paralel me njëri-tjetrin.

B) valë sferike është një valë, sipërfaqet valore të së cilës janë një koleksion sferash koncentrike.

Ray- vija, sipërfaqja normale dhe valore. Nën drejtimin e përhapjes së valëve kuptoni drejtimin e rrezeve. Nëse mediumi i përhapjes së valës është homogjen dhe izotropik, rrezet janë vija të drejta (për më tepër, nëse vala është e rrafshët - vija të drejta paralele).

Koncepti i një rrezeje në fizikë zakonisht përdoret vetëm në optikën gjeometrike dhe akustikë, pasi manifestimi i efekteve që nuk studiohen në këto zona, kuptimi i konceptit të një rrezeje humbet.

3.3. Karakteristikat energjetike të valës

Mjeti në të cilin përhapet vala ka energji mekanike, e cila përbëhet nga energjitë lëvizje osciluese të gjitha grimcat e saj. Energjia e një grimce me masë m 0 gjendet me formulën: E 0 = m 0 Α 2 w 2/2. Njësia vëllimore e mediumit përmban n = fq/m 0 grimca është dendësia e mediumit). Prandaj, një njësi vëllimi i mediumit ka energjinë w р = nЕ 0 = ρ Α 2 w 2 /2.

Dendësia e energjisë në masë(W p) është energjia e lëvizjes lëkundëse të grimcave të mediumit që përmbahen në një njësi të vëllimit të tij:

Rrjedha e energjisë(F) - vlera, e barabartë me energjinë, bartur nga vala përmes sipërfaqes së dhënë për njësi të kohës:

Intensiteti i valës ose dendësia e fluksit të energjisë(I) - një vlerë e barabartë me fluksin e energjisë që bartet vala përmes një zone të vetme, pingul me drejtimin e përhapjes së valës:

3.4. valë elektromagnetike

valë elektromagnetike- procesi i përhapjes së fushës elektromagnetike në hapësirë.

Gjendja e ndodhjes valët elektromagnetike. Ndryshimet në fushën magnetike ndodhin kur forca aktuale në përcjellës ndryshon, dhe forca aktuale në përcjellës ndryshon me një ndryshim në shpejtësinë e lëvizjes ngarkesat elektrike në të, d.m.th., kur ngarkesat lëvizin me nxitim. Prandaj, valët elektromagnetike duhet të lindin gjatë lëvizjes së përshpejtuar të ngarkesave elektrike. Me një shkallë ngarkimi zero, ekziston vetëm një fushë elektrike. Në shpejtësi konstante ngarkesa krijon një fushë elektromagnetike. Me lëvizjen e përshpejtuar të ngarkesës, lëshohet një valë elektromagnetike, e cila përhapet në hapësirë ​​me një shpejtësi të kufizuar.

Valët elektromagnetike përhapen në materie me një shpejtësi të kufizuar. Këtu ε dhe μ janë përshkueshmëria dielektrike dhe magnetike e substancës, ε 0 dhe μ 0 janë konstantat elektrike dhe magnetike: ε 0 \u003d 8,85419 10 -12 F / m, μ 0 \u003d 1,25664 10 -6 Gn / m.

Shpejtësia e valëve elektromagnetike në vakum (ε = μ = 1):

Karakteristikat kryesore Rrezatimi elektromagnetik konsiderohet të jetë frekuenca, gjatësia e valës dhe polarizimi. Gjatësia e valës varet nga shpejtësia e përhapjes së rrezatimit. Shpejtësia e grupit të përhapjes së rrezatimit elektromagnetik në vakum është e barabartë me shpejtësinë e dritës, në mjedise të tjera kjo shpejtësi është më e vogël.

Rrezatimi elektromagnetik zakonisht ndahet në intervale frekuence (shih tabelën). Nuk ka tranzicione të mprehta midis diapazoneve, ato ndonjëherë mbivendosen dhe kufijtë midis tyre janë të kushtëzuar. Meqenëse shpejtësia e përhapjes së rrezatimit është konstante, frekuenca e lëkundjeve të tij lidhet rreptësisht me gjatësinë e valës në vakum.

Ndërhyrja në valë. valë koherente. Kushtet e koherencës së valës.

Gjatësia e rrugës optike (OPL) e dritës. Lidhja ndërmjet diferencës së r.d.p. valët me një ndryshim fazor të lëkundjeve të shkaktuara nga valët.

Amplituda e lëkundjes që rezulton në ndërhyrjen e dy valëve. Kushtet për maksimumin dhe minimumin e amplitudës gjatë interferencës së dy valëve.

Skajet e ndërhyrjes dhe modeli i ndërhyrjes në një ekran të sheshtë të ndriçuar nga dy të çara të ngushta të gjata paralele: a) drita e kuqe, b) drita e bardhë.

1) NDËRHYRJA E VALËVE- një imponim i tillë valësh, në të cilin amplifikimi i tyre i ndërsjellë, i qëndrueshëm në kohë, ndodh në disa pika të hapësirës dhe dobësimi në të tjera, në varësi të raportit ndërmjet fazave të këtyre valëve.

Kushtet e nevojshme për të vëzhguar ndërhyrjen:

1) valët duhet të kenë frekuenca të njëjta (ose të afërta) në mënyrë që fotografia që rezulton nga mbivendosja e valëve të mos ndryshojë në kohë (ose të mos ndryshojë shumë shpejt në mënyrë që të regjistrohet në kohë);

2) valët duhet të jenë me një drejtim (ose të kenë një drejtim të ngushtë); dy valë pingule nuk do të ndërhyjnë kurrë (provoni të shtoni së bashku dy sinusoidë pingulë!). Me fjalë të tjera, valët e shtuara duhet të kenë të njëjtët vektorë valorë (ose të drejtuar nga afër).

Quhen valët për të cilat plotësohen këto dy kushte KOHEREENT. Kushti i parë quhet ndonjëherë koherencë kohore, e dyta - koherencë hapësinore.

Konsideroni si shembull rezultatin e shtimit të dy sinusoideve identike njëdrejtimëshe. Ne do të ndryshojmë vetëm zhvendosjen e tyre relative. Me fjalë të tjera, ne shtojmë dy valë koherente që ndryshojnë vetëm në fazat e tyre fillestare (ose burimet e tyre janë zhvendosur në lidhje me njëra-tjetrën, ose të dyja).

Nëse sinusoidet janë të vendosura në mënyrë që maksimumi (dhe minimumi) i tyre të përkojnë në hapësirë, do të ndodhë amplifikimi i tyre i ndërsjellë.

Nëse sinusoidet zhvendosen në lidhje me njëri-tjetrin për gjysmë periode, maksimumi i njërit do të bjerë në minimumin e tjetrit; sinusoidet do të shkatërrojnë njëri-tjetrin, domethënë do të ndodhë dobësimi i tyre i ndërsjellë.

Matematikisht duket kështu. Shtojmë dy valë:

këtu x 1 dhe x 2- distancat nga burimet e valëve deri në pikën në hapësirë ​​ku vëzhgojmë rezultatin e mbivendosjes. Katrori i amplitudës së valës që rezulton (proporcional me intensitetin e valës) jepet nga:

Maksimumi i kësaj shprehjeje është 4A2, minimumi - 0; gjithçka varet nga ndryshimi në fazat fillestare dhe nga i ashtuquajturi ndryshim i rrugës së valës :

Kur në një pikë të caktuar në hapësirë, do të vërehet një maksimum i ndërhyrjes, në - një minimum i ndërhyrjes.

Në tonë shembull i thjeshtë burimet e valëve dhe pika në hapësirë ​​ku vëzhgojmë interferencën janë në të njëjtën vijë të drejtë; përgjatë kësaj vije të drejtë modeli i interferencës është i njëjtë për të gjitha pikat. Nëse e zhvendosim pikën e vëzhgimit larg nga vija e drejtë që lidh burimet, do të gjejmë veten në një rajon të hapësirës ku modeli i ndërhyrjes ndryshon nga pika në pikë. Në këtë rast, ne do të vëzhgojmë ndërhyrjen e valëve me frekuenca të barabarta dhe vektorë valorë të ngushtë.

2) 1. Gjatësia e shtegut optik është prodhimi i gjatësisë gjeometrike d të shtegut të një valë drite në një mjedis të caktuar dhe indeksit absolut të thyerjes së këtij mjedisi n.

2. Diferenca fazore e dy valëve koherente nga një burim, njëra prej të cilave kalon gjatësinë e rrugës në një mjedis me një indeks absolut thyes dhe tjetra kalon gjatësinë e rrugës në një mjedis me një indeks absolut thyes:

ku , , λ është gjatësia e valës së dritës në vakum.

3) Amplituda e lëkundjes që rezulton varet nga një sasi e quajtur dallimi në goditje valët.

Nëse diferenca e rrugës është e barabartë me një numër të plotë valësh, atëherë valët arrijnë në pikën në fazë. Kur bashkohen, valët përforcojnë njëra-tjetrën dhe japin një lëkundje me një amplitudë të dyfishtë.

Nëse diferenca e rrugës është e barabartë me një numër tek gjysmëvalët, atëherë valët arrijnë në pikën A në antifazë. Në këtë rast, ata anulojnë njëri-tjetrin, amplituda e lëkundjes që rezulton është zero.

Në pika të tjera në hapësirë, vërehet një përforcim i pjesshëm ose dobësim i valës që rezulton.

4) Përvoja e Jung

Në 1802 një shkencëtar anglez Thomas Young ngriti një eksperiment në të cilin ai vëzhgoi ndërhyrjen e dritës. Dritë nga një hendek i ngushtë S, ra në ekran me dy të çara të ndara afër S1 dhe S2. Duke kaluar nëpër secilën prej të çarave, rrezja e dritës u zgjerua dhe në një ekran të bardhë, rrezet e dritës që kalonin nëpër të çarat S1 dhe S2, mbivendosur. Në rajonin e mbivendosjes së rrezeve të dritës, u vu re një model ndërhyrje në formën e shiritave të alternuar të dritës dhe të errët.

Zbatimi i ndërhyrjes së dritës nga burimet konvencionale të dritës.

Ndërhyrja e lehtë është ndezur film i hollë. Kushtet për maksimum dhe minimum të ndërhyrjes së dritës në një film në dritën e reflektuar dhe të transmetuar.

Skajet e ndërhyrjes me trashësi të barabartë dhe skajet e ndërhyrjes me pjerrësi të barabartë.

1) Dukuria e interferencës vërehet në një shtresë të hollë lëngjesh të papërziershme (vajguri ose vaji në sipërfaqen e ujit), në flluska sapuni, benzinë, në krahët e fluturës, në ngjyrat e nuancës etj.

2) Ndërhyrja ndodh kur një rreze fillestare drite ndahet në dy rreze ndërsa kalon përmes një filmi të hollë, siç është filmi i depozituar në sipërfaqen e thjerrëzave të lenteve të veshura. Një rreze drite, duke kaluar nëpër një shtresë të trashë, do të reflektohet dy herë - nga sipërfaqja e saj e brendshme dhe e jashtme. Rrezet e reflektuara do të kenë një ndryshim fazor konstant të barabartë me dyfishin e trashësisë së filmit, kjo është arsyeja pse rrezet bëhen koherente dhe do të ndërhyjnë. Shuarja e plotë e rrezeve do të ndodhë në , ku është gjatësia e valës. Nese nje nm, atëherë trashësia e filmit është 550:4=137,5 nm.

FLUX MAGNETIK

FLUX MAGNETIK(simboli F), një masë e forcës dhe shtrirjes së FUSHËS MAGNETIKE. Rrjedha nëpër zonën A në kënde të drejta me të njëjtën fushë magnetike është Ф=mNA, ku m është PERMEABILITETI magnetik i mediumit dhe H është intensiteti i fushës magnetike. Dendësia e fluksit magnetik është fluksi për njësi të sipërfaqes (simboli B), i cili është i barabartë me H. Një ndryshim në fluksin magnetik përmes një përcjellësi elektrik shkakton një FORCË DREJTUESE ELEKTRIKE.


Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik.

Shihni se çfarë është "fluksi MAGNETIC" në fjalorë të tjerë:

    Rrjedhja e vektorit të induksionit magnetik B nëpër çdo sipërfaqe. Fluksi magnetik nëpër një zonë të vogël dS, brenda së cilës vektori B është i pandryshuar, është i barabartë me dФ = ВndS, ku Bn është projeksioni i vektorit në normalen ndaj zonës dS. Fluksi magnetik Ф përmes fundit ... ... I madh fjalor enciklopedik

    - (fluksi i induksionit magnetik), fluksi Ф i vektorit magnetik. induksioni B përmes c.l. sipërfaqe. M. p. dФ përmes një zone të vogël dS, brenda së cilës vektori B mund të konsiderohet i pandryshuar, shprehet me produktin e madhësisë së zonës dhe projeksionit Bn të vektorit në ... ... Enciklopedia Fizike

    fluksi magnetik- Një vlerë skalare e barabartë me fluksin e induksionit magnetik. [GOST R 52002 2003] fluksi magnetik Fluksi i induksionit magnetik përmes një sipërfaqeje pingul me fushën magnetike, i përcaktuar si produkt i induksionit magnetik në një pikë të caktuar dhe sipërfaqen ... ... Manuali Teknik i Përkthyesit

    FLUX MAGNETIK- fluksi Ф i vektorit të induksionit magnetik (shih (5)) В nëpër sipërfaqen S, normal me vektorin В në një fushë magnetike uniforme. Njësia e fluksit magnetik në SI (shih) ... Enciklopedia e Madhe Politeknike

    Një vlerë që karakterizon efektin magnetik në një sipërfaqe të caktuar. M. p. matet me numrin e vijave magnetike të forcës që kalojnë nëpër një sipërfaqe të caktuar. Fjalor teknik hekurudhor. M .: Transporti shtetëror ... ... Fjalor teknik hekurudhor

    fluksi magnetik- një sasi skalare e barabartë me fluksin e induksionit magnetik... Burimi: ELEKTROTEHNIKA. KUSHTET DHE PËRKUFIZIMET E KONCEPTEVE THEMELORE. GOST R 52002 2003 (miratuar me Dekretin e Standardit Shtetëror të Federatës Ruse të 01/09/2003 N 3 st) ... Terminologjia zyrtare

    Rrjedhja e vektorit të induksionit magnetik B nëpër çdo sipërfaqe. Fluksi magnetik nëpër një zonë të vogël dS, brenda së cilës vektori B është i pandryshuar, është i barabartë me dФ = BndS, ku Bn është projeksioni i vektorit mbi normalen në zonën dS. Fluksi magnetik Ф përmes fundit ... ... fjalor enciklopedik

    Elektrodinamika klasike ... Wikipedia

    fluksi magnetik- , fluksi i fluksit të induksionit magnetik i vektorit të induksionit magnetik nëpër çdo sipërfaqe. Për një sipërfaqe të mbyllur, fluksi i përgjithshëm magnetik është zero, i cili pasqyron natyrën solenoid të fushës magnetike, d.m.th., mungesën në natyrë të ... Fjalor Enciklopedik i Metalurgjisë

    fluksi magnetik- 12. Fluksi magnetik Fluksi i induksionit magnetik Burimi: GOST 19880 74: Inxhinieri elektrike. Konceptet bazë. Termat dhe përkufizimet dokumenti origjinal 12 magnetik në ... Fjalor-libër referues i termave të dokumentacionit normativ dhe teknik

libra

  • , Mitkevich V.F. Ky libër përmban shumë gjëra që nuk i kushtohet gjithmonë vëmendje e duhur kur bëhet fjalë për fluksin magnetik dhe që nuk është shprehur mjaft qartë ose nuk është shprehur deri më tani ...
  • Fluksi magnetik dhe transformimi i tij, VF Mitkevich Ky libër do të prodhohet në përputhje me porosinë tuaj duke përdorur teknologjinë Print-on-Demand. Ka shumë në këtë libër që nuk i kushtohet gjithmonë vëmendja e duhur kur bëhet fjalë për…