Elektromagnit to'lqinlarni chiqaradigan narsa. Elektromagnit nurlanish - ta'rifi, navlari, xususiyatlari

elektromagnit to'lqinlar o'zgaruvchan elektromagnit maydonning fazoda tarqalish jarayoni deb ataladi. Nazariy jihatdan elektromagnit to‘lqinlarning mavjudligini 1865-yilda ingliz olimi Maksvell bashorat qilgan bo‘lib, ular birinchi marta 1888-yilda nemis olimi Gerts tomonidan tajriba yo‘li bilan olingan.

Vektorlarning tebranishlarini tavsiflovchi formulalar va Maksvell nazariyasidan kelib chiqadi. Eksa bo'ylab tarqaladigan tekis monoxromatik elektromagnit to'lqin x, tenglamalar bilan tavsiflanadi

Bu yerda E Va H oniy qiymatlardir va E m va H m - elektr va magnit maydonlarning amplituda qiymatlari, ω - dumaloq chastota, k- to'lqin raqami. Bir xil chastota va fazali vektorlar va tebranishlar, o'zaro perpendikulyar va qo'shimcha ravishda vektorga perpendikulyar - to'lqin tarqalish tezligi (3.7-rasm). Ya'ni, elektromagnit to'lqinlar ko'ndalang.

Vakuumda elektromagnit to'lqinlar tezlik bilan tarqaladi. O'tkazuvchanlikka ega muhitda ε va magnit o'tkazuvchanligi µ Elektromagnit to'lqinning tarqalish tezligi:

Elektromagnit tebranishlarning chastotasi, shuningdek, to'lqin uzunligi printsipial jihatdan har qanday bo'lishi mumkin. To'lqinlarni chastota (yoki to'lqin uzunligi) bo'yicha tasniflash elektromagnit to'lqinlar shkalasi deb ataladi. Elektromagnit to'lqinlar bir necha turlarga bo'linadi.

radio to'lqinlar to'lqin uzunligi 10 3 dan 10 -4 m gacha.

yorug'lik to'lqinlari o'z ichiga oladi:

rentgen nurlanishi - .

Yorug'lik to'lqinlari - bu spektrning infraqizil, ko'rinadigan va ultrabinafsha qismlarini o'z ichiga olgan elektromagnit to'lqinlar. Ko'rinadigan spektrning asosiy ranglariga mos keladigan vakuumdagi yorug'likning to'lqin uzunliklari quyidagi jadvalda ko'rsatilgan. To'lqin uzunligi nanometrlarda berilgan.

stol

Yorug'lik to'lqinlari elektromagnit to'lqinlar bilan bir xil xususiyatlarga ega.

1. Yorug'lik to'lqinlari ko'ndalang.

2. Yorug'lik to'lqinida tebranadigan u vektorlar.

Tajriba shuni ko'rsatadiki, barcha turdagi ta'sirlar (fiziologik, fotokimyoviy, fotoelektrik va boshqalar) elektr vektorining tebranishlari natijasida yuzaga keladi. U chaqiriladi yorug'lik vektori .

Yorug'lik vektorining amplitudasi E m ko'pincha harf bilan belgilanadi A va (3.30) tenglama o'rniga (3.24) tenglama qo'llaniladi.

3. Yorug'likning vakuumdagi tezligi.

Muhitdagi yorug'lik to'lqinining tezligi (3.29) formula bilan aniqlanadi. Ammo shaffof vositalar uchun (shisha, suv) odatda.

Yorug'lik to'lqinlari uchun kontseptsiya kiritilgan - mutlaq sinishi indeksi.

Mutlaq sindirish ko'rsatkichi vakuumdagi yorug'lik tezligining ma'lum muhitdagi yorug'lik tezligiga nisbati

(3.29) dan shaffof ommaviy axborot vositalari uchun tenglikni yozishimiz mumkinligini hisobga olgan holda.

Vakuum uchun ε = 1 va n= 1. Har qanday jismoniy muhit uchun n> 1. Masalan, suv uchun n= 1,33, shisha uchun. Sinishi ko'rsatkichi yuqori bo'lgan muhit optik jihatdan zichroq deyiladi. Mutlaq sindirish ko'rsatkichlarining nisbati deyiladi nisbiy sinishi indeksi:

4. Yorug'lik to'lqinlarining chastotasi juda yuqori. Misol uchun, to'lqin uzunligi bilan qizil yorug'lik uchun.

Yorug'lik bir muhitdan ikkinchisiga o'tganda yorug'lik chastotasi o'zgarmaydi, lekin tezligi va to'lqin uzunligi o'zgaradi.

Vakuum uchun - ; atrof-muhit uchun - , keyin

.

Demak, muhitdagi yorug'likning to'lqin uzunligi vakuumdagi yorug'lik to'lqin uzunligining sindirish ko'rsatkichiga nisbatiga tengdir.

5. Chunki yorug'lik to'lqinlarining chastotasi juda yuqori , keyin kuzatuvchining ko'zi individual tebranishlarni ajratmaydi, lekin o'rtacha energiya oqimlarini sezadi. Shunday qilib, intensivlik tushunchasi kiritiladi.

intensivlik to'lqin tomonidan olib boriladigan o'rtacha energiyaning vaqt oralig'iga va to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar sayt maydoniga nisbati:

To'lqin energiyasi amplituda kvadratiga proportsional bo'lgani uchun (3.25 formulaga qarang), intensivlik amplituda kvadratining o'rtacha qiymatiga proportsionaldir.

Yorug'lik intensivligining o'ziga xos xususiyati, uning vizual sezgilarni keltirib chiqarish qobiliyatini hisobga olgan holda yorug'lik oqimi - F .

6. Yorug`likning to`lqin tabiati, masalan, interferensiya va diffraktsiya kabi hodisalarda namoyon bo`ladi.

J. Maksvell 1864 yilda elektromagnit maydon nazariyasini yaratdi, unga ko'ra elektr va magnit maydonlar bir butunning o'zaro bog'liq komponentlari - elektromagnit maydon sifatida mavjud. O'zgaruvchan magnit maydon mavjud bo'lgan fazoda o'zgaruvchan elektr maydoni qo'zg'atiladi va aksincha.

Elektromagnit maydon- uzluksiz o'zaro transformatsiyalar bilan bog'langan elektr va magnit maydonlarning mavjudligi bilan tavsiflangan materiya turlaridan biri.

Elektromagnit maydon kosmosda elektromagnit to'lqinlar shaklida tarqaladi. Kuchlanish vektor tebranishlari E va magnit induksiya vektori B oʻzaro perpendikulyar tekisliklarda va toʻlqin tarqalish yoʻnalishiga perpendikulyar boʻladi (tezlik vektori).

Bu to'lqinlar tebranuvchi zaryadlangan zarralar tomonidan chiqariladi, ular bir vaqtning o'zida o'tkazgichda tezlanish bilan harakatlanadi. Zaryad o'tkazgichda harakat qilganda, o'zgaruvchan magnit maydon hosil qiluvchi o'zgaruvchan elektr maydoni hosil bo'ladi va ikkinchisi, o'z navbatida, zaryaddan kattaroq masofada allaqachon o'zgaruvchan elektr maydonining paydo bo'lishiga olib keladi va hokazo.

Vaqt o'tishi bilan fazoda tarqaladigan elektromagnit maydon deyiladi elektromagnit to'lqin.

Elektromagnit to'lqinlar vakuumda yoki boshqa har qanday moddada tarqalishi mumkin. Elektromagnit to'lqinlar vakuumda yorug'lik tezligida tarqaladi c=3 10 8 m/s. Moddada elektromagnit to'lqinning tezligi vakuumga qaraganda kamroq. Elektromagnit to'lqin energiya olib yuradi.

Elektromagnit to'lqin quyidagi asosiy xususiyatlarga ega: toʻgʻri chiziq boʻylab tarqaladi, sindirishga, aks ettirishga qodir, difraksiya, interferensiya, qutblanish hodisalariga ega. Bu xususiyatlarning barchasi yorug'lik to'lqinlari elektromagnit nurlanish shkalasida to'lqin uzunliklarining mos keladigan diapazonini egallagan.

Biz bilamizki, elektromagnit to'lqinlarning uzunligi juda farq qiladi. Turli xil nurlanishlarning to'lqin uzunliklari va chastotalarini ko'rsatadigan elektromagnit to'lqinlar shkalasiga qarab, biz 7 diapazonni ajratamiz: past chastotali nurlanish, radio nurlanish, infraqizil nurlar, ko'rinadigan yorug'lik, ultrabinafsha nurlar, rentgen nurlari va gamma nurlari.

• past chastotali to'lqinlar . Radiatsiya manbalari: yuqori chastotali oqimlar, alternator, elektr mashinalari. Ular metallarni eritish va qattiqlashtirish, doimiy magnitlar ishlab chiqarish, elektrotexnika sanoatida qo'llaniladi.
• radio to'lqinlar radio va televidenie stansiyalari, mobil telefonlar, radarlar va boshqalar antennalarida paydo bo'ladi. Ular radioaloqa, televidenie va radarda qo'llaniladi.
• infraqizil to'lqinlar barcha qizdirilgan jismlar nurlanadi. Qo'llanilishi: o'tga chidamli metallarni eritish, kesish, lazer bilan payvandlash, tuman va zulmatda suratga olish, yog'och, meva va reza mevalarni quritish, tungi ko'rish moslamalari.
• ko'rinadigan radiatsiya. Manbalar - Quyosh, elektr va lyuminestsent chiroq, elektr yoyi, lazer. Ilovalar: yorug'lik, fotoelektr effekti, golografiya.
• ultrabinafsha nurlanish . Manbalar: Quyosh, fazo, gaz razryadli (kvars) chiroq, lazer. Patogen bakteriyalarni o'ldirishi mumkin. U tirik organizmlarni qattiqlashtirish uchun ishlatiladi.
• rentgen nurlanishi .

Elektromagnit to'lqinlarning kashf etilishi tajriba va nazariya o'rtasidagi o'zaro ta'sirning ajoyib namunasidir. Bu fizika qanday qilib bir-biriga mutlaqo o'xshamaydigan xususiyatlarni - elektr va magnetizmni birlashtirganini ko'rsatadi - ularda bir xil fizik hodisaning - elektromagnit o'zaro ta'sirning turli tomonlarini ochib beradi. Bugungi kunda u kuchli va zaif yadroviy o'zaro ta'sirlar va tortishishlarni o'z ichiga olgan to'rtta asosiy jismoniy o'zaro ta'sirlardan biridir. Elektromagnit va kuchsiz yadro kuchlarini yagona nuqtai nazardan tavsiflovchi elektrozaif o'zaro ta'sir nazariyasi allaqachon qurilgan. Bundan tashqari, keyingi birlashtiruvchi nazariya - kvant xromodinamikasi mavjud - u elektr zaif va kuchli o'zaro ta'sirlarni qamrab oladi, ammo uning aniqligi biroz pastroq. tasvirlab bering hammasi Yagona pozitsiyadan fundamental o'zaro ta'sirlarga hali erishilmagan, garchi bu yo'nalishda fizikaning simlar nazariyasi va kvant tortishish kabi sohalari doirasida jadal tadqiqotlar olib borilmoqda.

Elektromagnit to'lqinlar nazariy jihatdan buyuk ingliz fizigi Jeyms Klark Maksvell tomonidan bashorat qilingan (ehtimol birinchi marta 1862 yilda "Kuchning fizik chiziqlari haqida" asarida, nazariyaning batafsil tavsifi 1867 yilda paydo bo'lgan bo'lsa ham). U Maykl Faradayning elektr va magnit hodisalarini, shuningdek, boshqa olimlarning natijalarini tasvirlaydigan biroz sodda rasmlarini qat'iy matematik tilga tarjima qilishga tirishqoqlik va katta hurmat bilan harakat qildi. Barcha elektr va magnit hodisalarni xuddi shunday tartibga solgan Maksvell bir qator qarama-qarshiliklar va simmetriyaning etishmasligini aniqladi. Faraday qonuniga ko'ra, o'zgaruvchan magnit maydonlar elektr maydonlarini hosil qiladi. Ammo o'zgaruvchan elektr maydonlari magnit maydonlarni hosil qiladimi yoki yo'qmi noma'lum edi. Maksvell qarama-qarshilikdan xalos bo'lishga va elektr va magnit maydonlarining simmetriyasini tenglamalarga qo'shimcha atama kiritish orqali tiklashga muvaffaq bo'ldi, bu elektr maydoni o'zgarganda magnit maydonning ko'rinishini tasvirlaydi. O'sha vaqtga kelib, Oerstedning tajribalari tufayli, to'g'ridan-to'g'ri oqim o'tkazgich atrofida doimiy magnit maydon hosil qilishi allaqachon ma'lum edi. Yangi atama magnit maydonning boshqa manbasini ta'rifladi, ammo uni Maksvell deb atagan qandaydir xayoliy elektr toki sifatida qarash mumkin edi. egilish oqimi Supero'tkazuvchilar va elektrolitlardagi oddiy oqimdan farqlash uchun - o'tkazuvchanlik oqimi. Natijada, o'zgaruvchan magnit maydonlar elektr maydonlarini, o'zgaruvchan elektr maydonlari esa magnitlarni hosil qilishi ma'lum bo'ldi. Va keyin Maksvell bunday kombinatsiyada tebranuvchi elektr va magnit maydonlar ularni hosil qiluvchi o'tkazgichlardan ajralib chiqishi va vakuumda ma'lum, lekin juda yuqori tezlikda harakatlanishi mumkinligini tushundi. U bu tezlikni hisoblab chiqdi va u sekundiga uch yuz ming kilometrga yaqin bo'lib chiqdi.

Natijadan hayratda qolgan Maksvell Uilyam Tomsonga (xususan, mutlaq harorat shkalasini kiritgan lord Kelvin) shunday deb yozadi: “Kohlrausch va Veberning elektromagnit tajribalari asosida hisoblangan faraziy muhitimizdagi ko‘ndalang to‘lqin tebranishlarining tezligi shunday mos keladi. Fizeauning optik tajribalari asosida hisoblangan yorug'lik tezligi bilan, biz degan xulosani rad etish qiyin. yorug'lik elektr va magnit hodisalarining sababi bo'lgan bir xil muhitning ko'ndalang tebranishlaridan iborat.". Maktubda: "Men tenglamalarimni viloyatlarda yashaganimda oldim va o'zim tomonidan topilgan magnit effektlarning tarqalish tezligi yorug'lik tezligiga yaqinligiga shubha qilmasdan oldim, shuning uchun magnitni ko'rib chiqish uchun barcha asoslar bor deb o'ylayman. va yorug'lik muhiti bir xil vosita sifatida ..."

Maksvell tenglamalari maktab fizikasi kursi doirasidan tashqarida, lekin ular shunchalik chiroyli va ixchamki, ularni fizika sinfida ko'zga tashlanadigan joyga qo'yish kerak, chunki odamlar uchun ahamiyatli bo'lgan tabiat hodisalarining ko'pchiligini oddiygina tasvirlash mumkin. bu tenglamalarning bir necha qatori. Ilgari bir-biriga o'xshamaydigan faktlar birlashtirilganda ma'lumotlar shu tarzda siqiladi. Bu yerda differensial tasvirlashda Maksvell tenglamalarining turlaridan biri keltirilgan. Qoyil qolish.

Shuni ta'kidlashni istardimki, Maksvellning hisob-kitoblaridan umidsizlikka uchragan natijaga erishildi: elektr va magnit maydonlarining tebranishlari ko'ndalang (buni u doimo ta'kidlagan). Va ko'ndalang tebranishlar faqat qattiq jismlarda tarqaladi, lekin suyuqlik va gazlarda emas. O'sha vaqtga kelib, qattiq jismlardagi ko'ndalang tebranishlar tezligi (shunchaki tovush tezligi) qanchalik yuqori bo'lishi, taxminan aytganda, muhit qanchalik qattiqligi (Yang moduli qanchalik katta va zichligi past bo'lishi mumkin) ishonchli tarzda o'lchandi. soniyasiga bir necha kilometrga yetadi. Transvers elektromagnit to'lqinning tezligi qattiq jismlardagi tovush tezligidan deyarli yuz ming marta yuqori edi. Va shuni ta'kidlash kerakki, qattiqlik xarakteristikasi ildiz ostidagi qattiq jismdagi tovush tezligi uchun tenglamaga kiritilgan. Elektromagnit to'lqinlar (va yorug'lik) o'tadigan muhit dahshatli elastik xususiyatlarga ega ekanligi ma'lum bo'ldi. O'ta qiyin savol tug'ildi: "Qanday qilib boshqa jismlar bunday qattiq muhitdan o'tib, buni sezmaydilar?" Gipotetik vosita - efir deb ataldi, shu bilan birga unga g'alati va umuman olganda, bir-birini istisno qiluvchi xususiyatlar - ulkan egiluvchanlik va g'ayrioddiy yengillik.

Maksvellning ishi zamonaviy olimlarni hayratda qoldirdi. Faradayning o'zi hayrat bilan shunday deb yozgan edi: "Avvaliga men savolga shunday matematik kuch qo'llanayotganini ko'rib, hatto qo'rqib ketdim, lekin keyin savol juda yaxshi bardosh berganini ko'rib hayron bo'ldim". Maksvellning qarashlari ko'ndalang to'lqinlarning tarqalishi va umuman to'lqinlar haqidagi o'sha paytda ma'lum bo'lgan barcha g'oyalarni bekor qilganiga qaramay, uzoqni ko'ra oladigan olimlar yorug'lik va elektromagnit to'lqinlar tezligining mos kelishi fundamental natija ekanligini tushunishdi. bu erda fizikani asosiy yutuq kutmoqda.

Afsuski, Maksvell erta vafot etdi va uning hisob-kitoblarining ishonchli eksperimental tasdig'ini ko'rish uchun yashamadi. 20 yildan so'ng (1886–89) elektromagnit to'lqinlarning hosil bo'lishi va qabul qilinishini bir qator tajribalarda ko'rsatgan Geynrix Gertsning tajribalari natijasida xalqaro ilmiy fikr o'zgardi. Gerts nafaqat laboratoriya tinchligida to'g'ri natijaga erishdi, balki Maksvellning qarashlarini ishtiyoq bilan va murosasiz himoya qildi. Bundan tashqari, u elektromagnit to'lqinlarning mavjudligini eksperimental isbotlash bilan cheklanmadi, balki ularning asosiy xususiyatlarini (ko'zgulardan aks etish, prizmalarda sinish, difraksiya, interferentsiya va boshqalar) tekshirdi, elektromagnit to'lqinlarning yorug'lik bilan to'liq o'xshashligini ko'rsatdi.

Qizig'i shundaki, Gertsdan etti yil oldin, 1879 yilda ingliz fizigi Devid Edvard Xyuz (Xyuz - DE Xyuz) boshqa yirik olimlarga (ular orasida ajoyib fizik va matematik Jorj-Gabriel Stoks ham bor edi) uning tarqalishining ta'sirini ko'rsatgan. havodagi elektromagnit to'lqinlar. Munozaralar natijasida olimlar Faradayning elektromagnit induksiyasi hodisasini ko'rishadi degan xulosaga kelishdi. Xyuz xafa bo'ldi, o'ziga ishonmadi va natijalarni faqat 1899 yilda, Maksvell-Gertz nazariyasi umume'tirof etilganda e'lon qildi. Bu misol shuni ko'rsatadiki, fanda erishilgan natijalarni doimiy ravishda tarqatish va targ'ib qilish ko'pincha ilmiy natijaning o'zidan kam emas.

Geynrix Gerts o'z tajribalarining natijalarini shunday xulosa qildi: "Ta'riflangan tajribalar, menimcha, hech bo'lmaganda yorug'lik, issiqlik nurlanishi va elektrodinamik to'lqin harakatining o'ziga xosligi haqidagi shubhalarni yo'q qiladi".

1-bob

ELEKTROMAGNETIK TO‘LQINLARNING ASOSIY PARAMETRLARI

Elektromagnit to'lqin nima, quyidagi misolni tasavvur qilish oson. Agar siz suv yuzasiga tosh tashlasangiz, u holda sirtda aylana bo'ylab tarqaladigan to'lqinlar hosil bo'ladi. Ular o'zlarining paydo bo'lish manbasidan (bezovtalanish) ma'lum bir tarqalish tezligi bilan harakat qilishadi. Elektromagnit to'lqinlar uchun buzilishlar kosmosda harakatlanadigan elektr va magnit maydonlardir. Vaqt bo'yicha o'zgaruvchan elektromagnit maydon, albatta, o'zgaruvchan magnit maydonni keltirib chiqaradi va aksincha. Bu maydonlar o'zaro bog'langan.

Elektromagnit to'lqinlar spektrining asosiy manbai Quyosh yulduzidir. Elektromagnit to'lqinlar spektrining bir qismi inson ko'zini ko'radi. Bu spektr 380...780 nm ichida joylashgan (1.1-rasm). Ko'rinadigan spektrda ko'z yorug'likni boshqacha qabul qiladi. Turli to'lqin uzunliklariga ega bo'lgan elektromagnit tebranishlar turli rangdagi yorug'lik hissini keltirib chiqaradi.

Elektromagnit to'lqinlar spektrining bir qismi radio va televidenie eshittirishlari va aloqalari uchun ishlatiladi. Elektromagnit to'lqinlarning manbai elektr zaryadlari o'zgarib turadigan sim (antenna) dir. Sim yaqinida boshlangan maydonlarni shakllantirish jarayoni asta-sekin, nuqtama-nuqta, butun makonni egallaydi. Simdan o'tadigan va elektr yoki magnit maydon hosil qiladigan o'zgaruvchan tokning chastotasi qanchalik baland bo'lsa, sim tomonidan yaratilgan ma'lum uzunlikdagi radio to'lqinlar shunchalik kuchliroq bo'ladi.

Elektromagnit to'lqinlar quyidagi asosiy xususiyatlarga ega.

1. To‘lqin uzunligi lv, - kosmosdagi ikki nuqta orasidagi eng qisqa masofa, bunda garmonik elektromagnit to'lqinning fazasi 360 ° ga o'zgaradi. Faza - davriy jarayonning holati (bosqichi) (1.2-rasm).

Er usti teleko'rsatuvida metr (MB) va dekimetr to'lqinlari (UHF), sun'iy yo'ldoshda - santimetr to'lqinlari (CM) ishlatiladi. CM ning chastota diapazoni to'ldirilganda, millimetr to'lqinlari diapazoni (Ka-band) o'zlashtiriladi.

2. To‘lqinning tebranish davri T- maydon kuchining bitta to'liq o'zgarishi sodir bo'ladigan vaqt, ya'ni ba'zi bir qat'iy fazaga ega bo'lgan radio to'lqinining nuqtasi lb to'lqin uzunligiga teng bo'lgan yo'lni bosib o'tgan vaqt.

3. Elektromagnit maydonning tebranish chastotasi F(sekundiga dala tebranishlari soni) formula bilan aniqlanadi

Chastota birligi gerts (Hz) - soniyada bitta tebranish sodir bo'ladigan chastota. Sun'iy yo'ldoshli eshittirishda gigagertsda o'lchanadigan elektromagnit tebranishlarning juda yuqori chastotalari bilan shug'ullanish kerak.

Kosmik-Yer liniyasi bo'ylab to'g'ridan-to'g'ri sun'iy yo'ldosh televizion eshittirishlari (SNTV) uchun C-bandining past diapazoni va Ku diapazonining bir qismi (10,7 ... 12,75 GGi) ishlatiladi. Ushbu diapazonlarning yuqori qismi Yer-Kosmos chizig'i orqali ma'lumot uzatish uchun ishlatiladi (1.1-jadval).

4. To'lqinning tarqalish tezligi FROM - energiya manbasidan (antennadan) to'lqinning ketma-ket tarqalish tezligi.

Radioto'lqinlarning erkin fazoda (vakuum) tarqalish tezligi doimiy va yorug'lik tezligiga teng C= 300 000 km/s. Bunday yuqori tezlikka qaramay, elektromagnit to'lqin Yer-Kosmos-Yer chizig'i bo'ylab 0,24 soniyada tarqaladi. Er yuzida radio va televidenie uzatishni istalgan vaqtda deyarli bir zumda qabul qilish mumkin. Haqiqiy kosmosda, masalan, havoda tarqalayotganda, radio to'lqinining tezligi muhitning xususiyatlariga bog'liq, odatda kamroq bo'ladi. FROM muhitning sindirish ko'rsatkichining qiymati bo'yicha.

Elektromagnit to'lqinlarning chastotasi F, ularning tarqalish tezligi C va to'lqin uzunligi l bog'liqlik bilan bog'liq.

lv=C/F, va shundan beri F=1/T, keyin lv=C*T.

S= 300 000 km/s tezlik qiymatini oxirgi formulaga almashtirsak, hosil bo‘ladi.

lv(m)=3*10^8/F(m/s*1/Gts)

Yuqori chastotalar uchun elektromagnit tebranishning to'lqin uzunligi lv (m) = 300 / F (MHz) formulasi bilan aniqlanishi mumkin Elektromagnit tebranishning to'lqin uzunligini bilib, chastota F (MHz) = 300 / lv formulasi bilan aniqlanadi. (m)

5. Radioto'lqinlarning qutblanishi. Elektromagnit maydonning elektr va magnit komponentlari mos ravishda vektorlar bilan tavsiflanadi E va H maydon kuchli tomonlari qiymatini va ularning yo'nalishini ko'rsatadi. Polarizatsiya - bu elektr maydon vektorining yo'nalishi E er yuzasiga nisbatan to'lqinlar (1.2-rasm).

Radioto'lqinlarning qutblanish turi uzatuvchi antennaning er yuzasiga nisbatan yo'nalishi (joylashuvi) bilan belgilanadi. Er usti va sun'iy yo'ldosh televideniesi chiziqli polarizatsiyadan foydalanadi, ya'ni gorizontal H va vertikal V (1.3-rasm).

Gorizontal elektr maydon vektoriga ega bo'lgan radioto'lqinlar gorizontal qutblangan va vertikal - vertikal qutblangan deb ataladi. Oxirgi to'lqinlarning polarizatsiya tekisligi vertikal va vektor H(1.2-rasmga qarang) gorizontal tekislikda joylashgan.

Agar uzatuvchi antenna erdan gorizontal ravishda o'rnatilgan bo'lsa, u holda elektr maydon chiziqlari ham gorizontal bo'ladi. Bunday holda, maydon gorizontalda eng katta elektromotor kuchni (EMF) keltirib chiqaradi

1.4-rasm. Radioto'lqinlarning doiraviy polarizatsiyasi:

LZ- chap; RZ- to'g'ri

soyabonga o'rnatilgan qabul qiluvchi antenna. Shuning uchun, at H radioto'lqinlarning polarizatsiyasi, qabul qiluvchi antenna gorizontal yo'naltirilgan bo'lishi kerak. Bunday holda, nazariy jihatdan vertikal joylashgan antennada radioto'lqinlar qabul qilinmaydi, chunki antennada induktsiya qilingan EMF nolga teng. Aksincha, uzatuvchi antennaning vertikal holati bilan qabul qiluvchi antenna ham vertikal ravishda joylashtirilishi kerak, bu esa undagi eng yuqori EMFni olish imkonini beradi.

Sun'iy Yer sun'iy yo'ldoshlaridan (AES) televizion eshittirishda chiziqli polarizatsiyadan tashqari, aylana qutblanish keng qo'llaniladi. Bu, g'alati darajada, havoning qattiqligi bilan bog'liq, chunki orbitalarda to'g'ridan-to'g'ri (to'g'ridan-to'g'ri) televizion eshittirish uchun juda ko'p aloqa sun'iy yo'ldoshlari va sun'iy yo'ldoshlari mavjud.

Ko'pincha sun'iy yo'ldosh parametrlari jadvallarida ular dumaloq polarizatsiya turi uchun qisqartmani beradi - L va R. Radioto'lqinlarning dumaloq polarizatsiyasi, masalan, uzatuvchi antennaning ta'minotida konusning spiralini hosil qiladi. Spiralning o'rash yo'nalishiga qarab, dumaloq polarizatsiya chap yoki o'ng bo'ladi (1.4-rasm).

Shunga ko'ra, uzatuvchi sun'iy yo'ldosh antennasi chiqaradigan radioto'lqinlarning dumaloq polarizatsiyasiga javob beradigan er usti sun'iy yo'ldosh televizion antennasining nurlantiruvchisiga polarizator o'rnatilishi kerak.

Keling, sun'iy yo'ldoshdan uzatishda yuqori chastotali tebranishlarni va ularning spektrini modulyatsiya qilish masalalarini ko'rib chiqaylik. Buni yer usti eshittirish tizimlari bilan solishtirganda qilish maqsadga muvofiqdir.

Tasvir va audio tashuvchining chastotalari orasidagi bo'linish 6,5 MGts, pastki yon chiziqning qolgan qismi (tasvir tashuvchining chap tomonida) 1,25 MGts va audio kanalining kengligi 0,5 MGts.

(1.5-rasm). Shuni inobatga olgan holda, televizion kanalning umumiy kengligi 8,0 MGts (MDH mamlakatlarida qabul qilingan D va K standartlari bo'yicha) deb hisoblanadi.

Uzatuvchi televizion stansiya ikkita uzatgichga ega. Ulardan biri elektr tasvir signallarini, ikkinchisi esa mos ravishda turli tashuvchi chastotalarda tovushni uzatadi. Past chastotali tebranishlar ta'sirida tashuvchining yuqori chastotali tebranishining (kuch, chastota, faza va boshqalar) ba'zi parametrlarining o'zgarishi modulyatsiya deb ataladi. Modulyatsiyaning ikkita asosiy turi qo'llaniladi: amplituda (AM) va chastota (FM). Televizorda tasvir signallari AM dan, tovush esa FM dan uzatiladi. Modulyatsiyadan so'ng elektr tebranishlari kuchayadi, so'ngra ular uzatuvchi antennaga kiradi va u orqali radio to'lqinlar shaklida kosmosga (efir) tarqaladi.

8 er usti televizion eshittirish, bir qator sabablarga ko'ra, tasvir signallarini uzatish uchun FM dan foydalanish mumkin emas. SM da efirda ko'proq joylar bor va bunday imkoniyat mavjud. Natijada, sun'iy yo'ldosh kanali (transponder) 27 MGts chastota diapazonini egallaydi.

Subtashuvchi signalning chastotali modulyatsiyasining afzalliklari:

AM bilan solishtirganda shovqin va shovqinga nisbatan kamroq sezgirlik, signal uzatish kanallarining dinamik xususiyatlarining chiziqli bo'lmaganligiga nisbatan past sezgirlik, shuningdek, uzoq masofalarga uzatish barqarorligi. Ushbu xususiyatlar uzatish kanallaridagi signal darajasining doimiyligi, signal-shovqin nisbatiga ijobiy ta'sir ko'rsatadigan buzilish chastotasini to'g'irlash imkoniyati bilan izohlanadi, buning natijasida FM ma'lumot uzatishda uzatuvchi quvvatini sezilarli darajada kamaytirishi mumkin. bir xil masofa. Masalan, yer usti radioeshittirish tizimlari bir xil televidenie stantsiyasida tasvir signallarini uzatish uchun audio signallarni uzatishdan ko'ra 5 barobar kuchliroq uzatgichlardan foydalanadi.