CC BY
79INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
VAKUUMDA ELEKTROMAGNIT MAYDON Tolegenova Madina Tolegenovna
Nizomiy nomidagi TDPU Fizika va uni o'qitish metodikasi kafedrasi o'qituvchisi Ramazonova Diyora Mamalatipovna
3-kurs talabasi https://doi. org/10.5281/zenodo. 7492889 Annotatsiya. Ushbu maqola fan nuqtai nazaridan kelib chiqib, vakuumda elketromagnit maydon haqida ma'lumotlar beradi. Elketromagnit maydon bo'yicha soha vakillarining nazariyalariga ham to'xtaladi. Vakuumda elektromagnit maydon kuchlanganligi, potensiallar to'lqinini topish uchun qo'llaniladigan tenglamalarni o'zida mujassam qilgan.
Kalit so'z va iboralar: vakuumda elektromagnit maydon. kuchlanganlik, magnit maydon induksiyasi, potensiallar to'lqini, zaryad zichligi.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ Аннотация. В этой статье представлена информация об электромагнитном поле в вакууме с точки зрения науки. Также затрагиваются теории представителей электромагнитного поля. Он включает в себя уравнения, используемые для определения напряженности электромагнитного поля в вакууме, волны потенциалов.
Ключевые слова и фразы: электромагнитное поле в вакууме. напряжение, индукция магнитного поля, потенциальная волна, плотность заряда.
ELECTROMAGNETIC FIELD IN VACUUM Abstract. This article provides information about the electromagnetic field in a vacuum from the point of view of science. It also touches on the theories of the representatives of the electromagnetic field. It incorporates the equations used to find the strength of the electromagnetic field in a vacuum, the wave ofpotentials.
Key words and phrases: electromagnetic field in vacuum. voltage, magnetic field induction, potential wave, charge density.
Elektromagnit to'lqinlar nazariyasi zamonaviy optika va lazer fizikasining asosidir. Ko'pgina darsliklar va monografiyalar ushbu klassik savolga bag'ishlangan. Vakuumdagi elektromagnit maydonning klassik (kvantdan farqli o'laroq) nazariyasi bilan taqqoslaganda, muhitdagi elektromagnit to'lqinlar nazariyasi ancha murakkab, chunki u maydondan tashqari, muhitning tavsifini ham o'z ichiga oladi. Zamonaviy fanda yarim klassik yondashuv (elektromagnit maydonning klassik tavsifi va muhitning kvant tavsifi) keng qo'llaniladi. Maydon uchun kvant effektlari zaif ifodalanganda oqlanadi (muhim rejimlarda ko'p sonli fotonlarga ega bo'lgan juda kuchli elektromagnit maydon).
Elektromagnit maydon uchun tenglamalar tizimi elektr zaryadlari, oqimlari va magnitlari bo'yicha eksperimental ma'lumotlarni umumlashtirish orqali Maksvell tomonidan XIX asr o'rtalarida olingan. Maksvell tenglamalari juda chuqur jismoniy mazmunga ega bo'lib, ular asosida olingan faktlar va g'oyalar doirasidan ancha uzoqdir. Bu tenglamalar tez o'zgaruvchan elektromagnit maydonni, shu jumladan yorug'lik to'lqinlarini yaxshi tasvirlaydi va elektromagnit to'lqinlarning harakatlanuvchi zaryadlar orqali nurlanishi nazariyasi va yorug'lik, moddaning o'zaro ta'siri nazariyasining asosini tashkil qiladi.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Maksvell tenglamalari elektr va magnit maydonlarining bir vaqtda mavjudligini va ularning birgalikdagi mavjudligi elektromagnit maydon ekanligini ko'rsatadi. Elektromagnit maydonning fazoda tarqalish jarayoni elektromagnit to'lqin deb ataladi. Faqat elastik muhitda tarqaladigan mexanik to'lqinlardan farqli o'laroq, elektromagnit to'lqinlar vakuumda ham tarqalishi mumkin. Elektromagnit to'lqinlarning tarqalishi qo'shimcha vositalar mavjudligini talab qilmaydi. Shu ma'noda vakuumdagi elektromagnit to'lqinlar elementar, ya'ni fundamentaldir. Biroq vakuumda ham Maksvell tenglamalarini qo'llash sohasi cheklangan va batafsilroq ko'rib chiqish elektromagnit maydon nazariyasi va fizikaning boshqa asosiy tarmoqlari, birinchi navbatda, kvant nazariyasi bilan chambarchas bog'liqligini ko'rsatadi.
Elektromagnit maydon nima? Elektromagnit maydon — elektr zaryadlarning o'zaro ta'siri bevosita amalga oshadigan fizik reallik; materiyaning alohida shakli. Elektr va magnit maydonlarning kuchlanganligi (induksiyasi) bilan ifodalanadi. Maksvell elektromagnit maydon nazariyasini ishlab chiqqani, bu nazariyaga muvofiq o'zgaruvchan elektr maydoni o'zgaruvchan magnit maydonni, o'zgaruvchan magnit maydoni esa, o'zgaruvchan elektr maydonni vujudga keltirdi.
Shu o'rinda elektromagnit maydon singari vakumm tushunchasiga ham alohida to'xtalish lozim. Vakuum lotinchadan tarjima qilinganda vakuum- bo'shliq degan ma'noni anglatadi. Vakuumni zaryadlardan ozod fazo deb tasavvur qilish kerak. Shunday ekan, savol tug'iladi: vakuumda elektromagnit maydon bormi? Ushbuda nazariy formulalar yordamida javob berish joiz ko'rildi, Ya'ni vakuumda zaryad zichligi p=0 va tok zichligi j=0 ga tengligi
bois Maksvell-Lorentz tenglamalari quyidagicha o'zgaradi:
i . „ 1SH . ^ 1SH
1. rot E =- -—
c ôt
2. div H = 0
rot E =-
c ôt
div H = 0
(1.1) (1.2) (1.3)
(1.4)
Bu tenglamalarning noldan farqli yechimlari qiziqarlidir.
Agarda vakuumdagi elektromagnit maydon o'zgarmas deb faraz qilinsa, bunda
TT 47i . i SE
3. rot H =—j + -—
C C Ot
4. div E = 4irp
XX 1 SE
rot H = -—
c ôt
div E = 0
bo'lishi kerak
Bunda (1.1; ...; 1.4) tenglamalar quyidagicha bo'ladi: rot E=0 , div E=0 , rot H=0 , div H=0 bo'ladi.
Agar biror vektor maydonning rotori va divergensiyasi nolga teng bo'lsa, u nolga teng bo'ladi. Demak E=0 va H=0.
Vakuumdagi elektromagnit maydonni vaqtga bog'liq emas deb qaralgan edi. Ammo vaqtga bog'liq bo'lmagan maydon mavjud emas ekan. Demak, vakuumda elektromagnit maydon mavjud bo'lishi uchun u albatta vaqtga bog'liq bo'lishi kerak ekan.
Elektr va magnit maydon kuchlanganliklari uchun o'zaro bog'liq bo'lmagan tenglamalarni hosil qilindi. Buning uchun (1.1) tenglamaning har ikkala tarafiga rotor operatori bilan ta'sir qilindi. Avval birinchi vaqt bo'yicha differensiallab, so'ngra (1.3) ifodadan foydalanildi:
ÔE ldzH
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Xuddi shu tarzda (1.3) tenglamani ham:
rotÖH _ 1 E
Zaryad va tok zichligi nolga tengligini inobatga olinar ekan, potensiallar uchun olingan Dalamber tenglamalari quyidagicha bo'ladi:
(1.8)
Bu yerda potensiallar Lorenz shartini qanoatlantiradi: divA + -^=0
C dt
Shunday qilib vakuumda elektromagnit maydon kuchlanganliklari va potensiallar to'lqin tenglama bilan aniqlanishiniga erishildi. Bu tenglamalarning yechimlari to'lqindan iborat bo'lganligi uchun vakuumda elektromagnit maydon ham to'lqindan iborat bo'ladi. Ular uchun to'lqin tenglamasining umumiy ko'rinishi quyidagicha yozilishi mumkin:
A/
1 gV c1 et1
= : (1.10)
Yassi elektromagnit to'lqinlar orqali vakuumdagi elektromagnit maydonni ko'rib chiqish masalasi quyidagicha:
Bunda elektromagnit maydon kattaliklarini faqat x va t ga bog'liq holda, to'lqin tenglamasi quyidagicha bo'ladi:
To'lqin tenglamaning umumiy yechimga ega ko'rinishi:
f(x, 0 = A f* -;) + /:(*+ 7) (2.2)
1-had f± x o'qi bo'ylab, 2-had f2 x o'qiga teskari yo'nalishda c tezlik bilan tarqaluvchi yassi to'Iqitmi ifodalaydi. Agar f2= 0 bo'lsa
/(».0 =/i(f_~) (2-3)
bo'ladi va faqat musbat yo'nalishda tarqaluvchi to'lqin qoladi.
Maydon kattaliklari sifatida qaralayotgan f(x,t) yassi to'lqin bo'lgani uchun vakuumdagi elektromagnit maydon potensiallari ham yassi to'lqindan iborat bo'ladi, ya'ni:
<p{x,t) = <p(t-^) (2.4)
A(x, t) = j4(£ — -) (2.3)
Skalyar va vektor potensiallar ma'lum deb maydon kuchlanganliklarini aniqlash mumkin. Bunda Lorenz kolibrafkasida
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 8 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
(p — 0 deb olinadi. Bu holda: divA=0 (2.6) bo'ladi.
Bu shart Lorenz kolibrovkasining xususiy holi bo'ladi. Potensial ko'rilayotgan holda faqat x koordinataga bog'liqligi inobatga olinsa, (2.6) quyidagicha bo'ladi:
= 0 Ax=const (2.
= 0 -r-=const
Vektor potensialdan vaqt bo'yicha olingan hosila elektr maydonni aniqlaydi:
Magnit maydon kuchlanganligini quyidagicha yozilishi mumkin:
H{x.t) = rotA{x.t) (2.9)
Demak, vakuumda elektr maydon kuchlanganligi to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar ekan.
Yuqoridagi nazariy va amaliy ma'lumotlarga tayanib xulosa qiliinsa, vakuumda elektromagnit maydon yassi, ko'ndalang to'lqin degan fikr namoyon bo'ladi. Elektr va magnit maydon kuchlanganliklari o'zaro perpendikulyar va modullari tengligiga hamishonch hosil qilinadi.
REFERENCES
1. М.Б.Виноградова, О.В.Руденко, А.П.Сухоруков. Теория волн. М., Наука, 1991.
2. Ю.А.Ананьев. Оптические резонаторы и лазерные пучки. М., Наука, 1990.
3. М.Борн, Э.Вольф. Основы оптики. М., Наука, 1970 4. С.
4. Г. Ахманов. Физическая оптика. Учебник — С.: МГУ, 2004, 213 с.
5. Sattorov A. CALCULATION OF THE QUANTITY OF SLUDGE SEDIMENT IN THE FOREBAY OF IRRIGATION PUMPING STATIONS //Science and innovation. - 2022. -Т. 1. - №. A7. - С. 750-755.
6. Sattorov A., Zaynabidinova M. DETERMINATION OF THE OPTIMAL DECISION PROCESS OF HIGH-SPEED FILTRATION AND WATER SUPPLY //Science and innovation. - 2022. - Т. 1. - №. A7. - С. 378-383.
