Физикалык электроника

Физика жана аны окутуунун технологиясы кафедрасы

Физикалык электроника

Лабораториялык иш №4

Электромагниттик толкундардын касиетин окуп үйрөнүү.

Куралдар: Электромагниттик толкундарды окуп үйрөнүүчү куралдардын чогундусу (комплекси) УНЧ генератору, сантиметрдик толкундардын генератору, рупорантенналуу кабыл алгыч, диполь антенналуу кабыл алгыч, диэлектрик призмасы, поляризацияланган решетка, ичке металл пластинкасы эксперименталдык УНЧ, ток булагы 6-8 Вольт.

1 – тапшырма.

Интерференция кубулушун УНЧ электромагниттик толкундардагы генератору менен көрсөткүлө.

1. Столдун үстүнө УНЧ генераторун орнотуп, эки жалпак металл пластинкасын 30-50 см аралыкка жайгаштыргыла. Ошол эле катарга кабыл алгычты орноткула.

2. УНЧ генераторуна ток жибергиле жана электромагниттик толкундардын тоскоолдуктан чагылганын көрсөткүлө.

3. Тоскоолдуктардын кабыл алгычта (дисканын) ортосунда жакын орнотуп, УНЧ генераторуна ток жиберип туруп кабыл алгычты акырын жаа боюнча жылдыруу менен тоскоолдук ширма менен толкундун таралуу багытынын ортосундагы бурч, б.а. толкундун таралуу огу менен ширманын ортосундагы бурч 20⁰-30⁰ болгудай кылып.

Диэлектромагниттик толкундар өткөргүчтөрдө жакшы чагылат, ал эми изоляцияланган беттерде начар чагылат.

Генератордон 1-2 м аралыкка металл экранын коюп (314а-сүрөт) чагылган толкунду кабыл алгыч кабыл алып үн угулат.

314 – а сүрөт. Электромагниттик толкундардын тоскоолдуктары

Генератор жана кабыл алгычты толкундун багыты кесилишкендей кылып столдун четине жайгаштыргыла, генераторду ток булагына туташтырганда экени байкалат. Толкундун огунун кесилишкен жерине өткөргүч экранын жайгаштырганда чагылган толкун даана байкалат. Өткөргүч экранын изоляция менен алмаштырып чагылган толкун начар угулат.

Электромагниттик толкундун чагылуу бурчу, түшүү бурчуна барабар экенин далилдегиле.

Электромагниттик толкундардын сынышы.

316 а – сүрөт. Электромагниттик толкундардын чөйрөдө таралышы

316 а – сүрөттөгү установканы чогулткула. Генераторду жана бөлүштүргүч ток булагына туташтырып, чачырап чыккан толкун генератордун антеннасынан кабыл алуучу антеннага түшпөйт. Установка иштеп жатканын көрсөтүү үчүн генераторду кабыл алуучу антеннанын деңгээлине чейин көтөрүү керек. Экөөнүн ортосундагы параллелепипед форматында коюп электромагниттик толкунду кабыл алат. (316 – б сүрөт). Жасалган иштерди байкоого болот.

316 – б сүрөт. Электромагниттик толкундардын параллепипед аркылуу өтүшү.

1. Эки чөйрөнүн чегинде чагылуудан башка бир убакта толкундун сынуу кубулушу пайда болот.

2. Эки чөйрөнүн чегинде толкундун сынышы табиятына байланышпаган, толкундардын жалпы касиети болуп эсептелет.

Электромагниттик толкундун үч буртуу призмадан өтүшү.

1. 317-сүрөттөгүдөй установканы чогулткула. Генератор жана күчөткүчтү токко сайганда кабыл алуу жоктой сезилет. Кабыл алуучу антеннаны көтөрүп койсо генератор жана кабыл алгыч иштейт. Берүүчү жана кабыл алуучу антеннанын ортосуна үч бурчтуу призманы (диэлектриктен жасалган) коюп толкунду ток кабыл алып жатканы байкалат.

317 – сүрөт. Электромагниттик толкундардын таралышы.

Электромагниттик толкундардын поляризациясы.

Сантиметрдик толкундардын генератору менен кабыл алгычтын ортосуна поляризациялоочу торчону коёт. Бирок генератордон чыккан электромагниттик толкундар торчо аркылуу өтүп кабыл алгычка жетет (325 – сүрөт). Андан кийин поляризациялоочу торчонун бирин жай гана айландырып кабыл алынган сигналдын тосулуусу азайганы байкалат. Экөө бири – бирине перпендикуляр болгон абалында толкун өтпөйт жана сигнал кабыл алынбайт. Экөө бири – бирине параллель болгондо катуу угулат. Эки торчо бири бирине перпендикуляр абалга өтүп бара жатканда үн акырындай баштап, таптакыр өчөт минимум болот. Ал эми параллель абалга өтүп баратканда үн күчөй баштап, параллель болгондо үн катуу чыгып максимум абалга жетет.

325 – сүрөт. Электромагниттик толкундардын поляризациясы.

Электромагниттик толкундардын дифракциясы.

Жарыктын жаратылышын жана аны менен байланышкан жарык кубулуштарын изилдейт. Жарыкты туурасынан кеткен электр-магниттик толкундар экендиги жарыктын дифракциясын, интерференциясын, поляризациясын жана анизотропиялык чөйрөдөгү жарыктын таралышын көрсөткөн көп сандаган тажрыйбаларда далилденди. Толкундук оптиканын математикалык негиздери болуп классикалык электр-динамиканын негиздери болгон Максвеллдин теңдемелери эсептелет. Мында чөйрөнүн касиеттери макроскопикалык материалдык турактуулуктар: диэлектрдик өткөрүмдүүлүк жана магниттик өткөрүмдүүлүк менен мүнөздөлөт. Бул чоңдуктар чөйрөнүн сынуу көрсөткүчүн аныктайт.

Оптиканын маанилүү түшүнүгү; жарыктын сынуусу жана чагылуусу (мисалда, жарык нуру призмада жүрүшү).

Классикалык толкундук оптикадагы чөйрөнүн параметрлери жарыктын интенсивдүүлүгүнө көзкаранды эмес делип, оптикалык процесстер сызыктуу дифференциалдык теңдемелер менен аныкталат. Бирок, чоң интенсивдүү жарык агымы тараган чөрөнүн сынуу көрсөткүчү жарыктын электр талаасынын чыңалышына көзкаранды болот. Натыйжада эки чөйрөнүн чектешкен жериндеги жарык шооласынын сынуу бурчу өзгөрүп жарык шооласы кысылат же кеңеет, сызыктуу эмес чөйрөдөн өткөндө жарыктын таралышын жакшы сүрөттөгөнү менен толкундук оптика анын нурлануу жана жутулуу процесстерин түшүндүрө албайт.

Текшерүү үчүн суроолор

• Электромагниттик толкундардын поляризациясы деп эмнени айтабыз?

• Интерференция кубулушун УНЧ электромагниттик толкундардагы генератору деген эмне?

• Электромагниттик толкундардын сынышы?

• Электромагниттик толкундардын үч бурчтуу призмадан өтүшүн түшүндүрүп бергиле.

• Электромагниттик толкундардын дифракциясы дегенди кандай түшүнөсүңөр?

Литературы:

1. Жеребцов И. П. “Основы электроники” М. 1985

2. Гусеев В. Г., Гусеев Ю. М. “Электроника” М. 1982

3. Овечкин Ю. А. “Полупроводниковые приборы” М. 1979

306 – сүрөт. Электромагниттик толкундардын интерференциясы

304 – сүрөт. Электромагниттик толкундардын сынышы

305 – сүрөт. Электромагниттик толкундардын сынышы