1. თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები.

2. კონდენსატორის აპერიოდული გამონადენი. დროის მუდმივი. კონდენსატორის დატენვა.

3. ელექტრული იმპულსი და იმპულსური დენი.

4. პულსური ელექტროთერაპია.

5. ძირითადი ცნებები და ფორმულები.

6. ამოცანები.

14.1. თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები

ფიზიკაში რყევებიპროცესებს, რომლებიც განსხვავდებიან გამეორების სხვადასხვა ხარისხით, ეწოდება.

ელექტრომაგნიტური ვიბრაციები- ეს არის განმეორებითი ცვლილებები ელექტრო და მაგნიტურ რაოდენობებში: მუხტი, დენი, ძაბვა, ასევე ელექტრული და მაგნიტური ველები.

ასეთი რხევები ხდება, მაგალითად, დახურულ წრეში, რომელიც შეიცავს კონდენსატორს და ინდუქტორს (ოსცილატორული წრე).

უწყვეტი რხევები

განვიხილოთ იდეალური რხევითი წრე, რომელსაც არ აქვს აქტიური წინააღმდეგობა (ნახ. 14.1).

თუ კონდენსატორს დამუხტავთ მუდმივი ძაბვის ქსელიდან (U c), დააყენებთ კლავიშს K პოზიციაზე "1" და შემდეგ გადაიტანთ კლავიშს K პოზიციაზე "2", მაშინ კონდენსატორი დაიწყებს გამონადენს ინდუქტორის მეშვეობით და წრე

ბრინჯი. 14.1.იდეალური რხევითი წრე (C - კონდენსატორის ტევადობა, L - კოჭის ინდუქცია)

იქნება მზარდი დენი მე(ძალა ცვლადიმიმდინარე აღნიშნავს პატარა ასოასო ი).

ამ შემთხვევაში, ემფ ჩნდება ხვეულში. თვითინდუქცია E \u003d -L ​​* di / dt (იხ. ფორმულა 10.15). იდეალურ წრეში (R = 0) ემფ. ტოლია ძაბვის კონდენსატორის ფირფიტებზე U = q / C (იხ. ფორმულა 10.16). E-სა და U-ს გავატოლებით მივიღებთ

თავისუფალი რხევების პერიოდი განისაზღვრება ტომპსონის ფორმულით: T = 2π/ω 0 = 2π√LC . (14.6)

ბრინჯი. 14.2.მუხტის, ძაბვისა და დენის დროზე დამოკიდებულება იდეალურ რხევად წრეში (დაუცველი რხევები)

W el კონდენსატორის ელექტრული ველის ენერგია და კოჭის W m მაგნიტური ველის ენერგია პერიოდულად იცვლება დროთა განმავლობაში:

ელექტრომაგნიტური რხევების მთლიანი ენერგია (W) არის ამ ორი ენერგიის ჯამი. ვინაიდან იდეალურ წრეში სითბოს გამოყოფასთან დაკავშირებული დანაკარგები არ არის, თავისუფალი რხევების მთლიანი ენერგია შენარჩუნებულია:

დასუსტებული ვიბრაციები

ნორმალურ პირობებში ყველა დირიჟორს აქვს აქტიური წინააღმდეგობა.მაშასადამე, რეალურ წრეში თავისუფალი რხევები დემპიტირებულია. სურათზე 14.3, გამტარების აქტიური წინააღმდეგობა წარმოდგენილია რეზისტორით R.

აქტიური წინააღმდეგობის არსებობისას ემფ. თვითინდუქცია უდრის ძაბვების ჯამს რეზისტორსა და კონდენსატორის ფირფიტებზე:

ყველა ტერმინის მარცხენა მხარეს გადატანის და ინდუქციურობით გაყოფის შემდეგ

ბრინჯი. 14.3.რეალური რხევითი წრე

კოჭა (L) ვიღებთ თავისუფალი რხევების დიფერენციალურ განტოლებას რეალურ წრეში:

ასეთი რყევების გრაფიკი ნაჩვენებია ნახ. 14.4.

ამორტიზაციის მახასიათებელია ლოგარითმული დემპინგის შემცირებაλ = βT s = 2πβ/ω s, სადაც T s და ω s არის შემცირებული რხევების პერიოდი და სიხშირე, შესაბამისად.

ბრინჯი. 14.4.მუხტის დამოკიდებულება დროზე რეალურ რხევად წრედში (დასუსტებული რხევები)

14.2. კონდენსატორის აპერიოდული გამონადენი. დროის მუდმივი. კონდენსატორის დატენვა

აპერიოდული პროცესები წარმოიქმნება უფრო მარტივ შემთხვევებშიც. თუ, მაგალითად, დამუხტული კონდენსატორი მიერთებულია რეზისტორთან (სურ. 14.5) ან დაუმუხტველი კონდენსატორი მიერთებულია მუდმივი ძაბვის წყაროსთან (ნახ. 14.6), მაშინ კლავიშების დახურვის შემდეგ რხევები არ მოხდება.

კონდენსატორის გამონადენი საწყისი მუხტით ფირფიტებს შორის q max ხდება ექსპონენციალური კანონის მიხედვით:

სადაც τ = RC ეწოდება დროის მუდმივი.

ამავე კანონის თანახმად, კონდენსატორის ფირფიტებზე ძაბვა ასევე იცვლება:

ბრინჯი. 14.5.კონდენსატორის განმუხტვა რეზისტორის მეშვეობით

ბრინჯი. 14.6.კონდენსატორის დამუხტვა DC ქსელიდან შიდა წინააღმდეგობით r

DC ქსელიდან დატენვისას, კონდენსატორის ფირფიტებზე ძაბვა იზრდება კანონის შესაბამისად

სადაც τ = rC ასევე ეწოდება დროის მუდმივი(r არის ქსელის შიდა წინააღმდეგობა).

14.3. ელექტრული იმპულსი და იმპულსური დენი

ელექტრული იმპულსი -ელექტრული ძაბვის ან დენის ხანმოკლე ცვლილება მუდმივი მნიშვნელობის ფონზე.

იმპულსები იყოფა ორ ჯგუფად:

1) ვიდეო პულსები- პირდაპირი დენის ან ძაბვის ელექტრული იმპულსები;

2) რადიო პულსები- მოდულირებული ელექტრომაგნიტური რხევები.

სხვადასხვა ფორმის ვიდეო პულსი და რადიო პულსის მაგალითი ნაჩვენებია ნახ. 14.7.

ბრინჯი. 14.7.ელექტრული იმპულსები

ფიზიოლოგიაში ტერმინი „ელექტრული იმპულსი“ სწორედ ვიდეო იმპულსებს აღნიშნავს, რომელთა მახასიათებლებსაც დიდი მნიშვნელობა აქვს. გაზომვებში შესაძლო შეცდომის შესამცირებლად, შეთანხმდნენ, რომ გამოვყოთ დროის ის მომენტები, როდესაც პარამეტრებს აქვთ 0.1U max და 0.9U max (0.1I max და 0.9I max) მნიშვნელობა. დროის ამ მომენტებში გამოხატეთ იმპულსების მახასიათებლები.

სურ.14.8.იმპულსის (ა) და იმპულსური დენის (ბ) მახასიათებლები

პულსის დენი- იდენტური იმპულსების პერიოდული თანმიმდევრობა.

ერთი პულსის და იმპულსური დენის მახასიათებლები ნაჩვენებია ნახ. 14.8.

ფიგურა აჩვენებს:

14.4. პულსური ელექტროთერაპია

ელექტროძილის თერაპია- თავის ტვინის სტრუქტურებზე თერაპიული ეფექტის მეთოდი. ამ პროცედურისთვის, მართკუთხა

იმპულსები 5-160 imp/s სიხშირით და ხანგრძლივობით 0,2-0,5 ms. პულსის დენის სიძლიერეა 1-8 mA.

ტრანსკრანიალური ელექტროანალგეზია- თავის კანზე თერაპიული ეფექტის მეთოდი იმპულსური დენებით, რომლებიც იწვევენ ტკივილის შემსუბუქებას ან ტკივილის ინტენსივობის დაქვეითებას. ექსპოზიციის რეჟიმები ნაჩვენებია ნახ. 14.9.

ბრინჯი. 14.9.იმპულსური დენების ძირითადი ტიპები, რომლებიც გამოიყენება ტრანსკრანიალურ ელექტროანალგეზიაში:

ა) მართკუთხა იმპულსები 10 ვ-მდე ძაბვით, სიხშირით 60-100 იმპულსი/წმ, ხანგრძლივობა 3,5-4 ms, რასაც მოჰყვება 20-50 პულსის აფეთქება;

ბ) მუდმივი (b) და ცვლადი (c) სამუშაო ციკლის მართკუთხა იმპულსები ხანგრძლივობით 0,15-0,5 ms, ძაბვა 20 ვ-მდე, შემდეგ სიხშირით.

პარამეტრების (სიხშირე, ხანგრძლივობა, სამუშაო ციკლი, ამპლიტუდა) არჩევანი ინდივიდუალურად ხდება თითოეული პაციენტისთვის.

დიადინამიკური თერაპიაიყენებს ნახევრად სინუსური პულსები

(სურ. 14.10).

ბერნარდის დინებებიარის დიადინამიკური დენები - პულსები უკანა კიდით, ექსპონენციალური ფორმის მქონე, ამ დენების სიხშირეა 50-100 ჰც. სხეულის აგზნებადი ქსოვილები სწრაფად ეგუება ასეთ დინებებს.

ელექტრო სტიმულაცია- იმპულსური დენების თერაპიული გამოყენების მეთოდი იმ ორგანოებისა და ქსოვილების აქტივობის აღსადგენად, რომლებმაც დაკარგეს ნორმალური ფუნქცია. თერაპიული ეფექტი განპირობებულია ფიზიოლოგიური ეფექტით, რომელიც მოქმედებს სხეულის ქსოვილებზე.

ბრინჯი. 14.10.დიადინამიკური დენების ძირითადი ტიპები:

ა) ნახევარტალღოვანი უწყვეტი დენი 50 ჰც სიხშირით;

ბ) სრულტალღოვანი უწყვეტი დენი 100 ჰც სიხშირით;

გ) ნახევარტალღოვანი რიტმული დენი - წყვეტილი ნახევარტალღოვანი დენი, რომლის ნაკვეთები ერთმანეთს ენაცვლება თანაბარი ხანგრძლივობის პაუზებით.

დ) დენი, რომელიც მოდულირებულია სხვადასხვა ხანგრძლივობის პერიოდებით

mA პულსები კიდეების მაღალი ციცაბოთი. ამ შემთხვევაში ხდება იონების სწრაფი გადანაცვლება სტაბილური მდგომარეობიდან, რაც მნიშვნელოვან გამაღიზიანებელ გავლენას ახდენს აგზნებად ქსოვილებზე (ნერვებზე, კუნთებზე). ეს გამაღიზიანებელი ეფექტი პროპორციულია მიმდინარე სიძლიერის ცვლილების სიჩქარისა, ე.ი. დი/დტ.

ამ მეთოდით გამოყენებული იმპულსური დენების ძირითადი ტიპები ნაჩვენებია ნახ. 14.11.

ბრინჯი. 14.11.ელექტრული სტიმულაციისთვის გამოყენებული იმპულსური დენების ძირითადი ტიპები:

ა) პირდაპირი დენი შეფერხებით;

ბ) მართკუთხა პულსის დენი;

გ) ექსპონენციური ფორმის იმპულსური დენი;

დ) სამკუთხა წვეტიანი ფორმის იმპულსური დენი

იმპულსური დენის გამაღიზიანებელ ეფექტზე განსაკუთრებით ძლიერ გავლენას ახდენს წინა კიდის აწევის ციცაბოობა.

ელექტროპუნქტურა- იმპულსური და ალტერნატიული დენების თერაპიული ეფექტი ბიოლოგიურად აქტიურ წერტილებზე (BAP). თანამედროვე კონცეფციების თანახმად, ასეთი წერტილები არის მორფოფუნქციურად იზოლირებული ქსოვილის უბნები, რომლებიც მდებარეობს კანქვეშა ცხიმოვან ქსოვილში. მათ აქვთ გაზრდილი ელექტრული გამტარობა კანის მიმდებარე უბნებთან მიმართებაში. ეს თვისება არის BAP-ების ძიებისა და მათზე ზემოქმედების მოწყობილობების მუშაობის საფუძველი (ნახ. 14.12).

ბრინჯი. 14.12.მოწყობილობა ელექტროპუნქციისთვის

საზომი მოწყობილობების სამუშაო ძაბვა არ აღემატება 2 ვ.

გაზომვები ტარდება შემდეგნაირად: პაციენტს ხელში უჭირავს ნეიტრალური ელექტროდი, ხოლო ოპერატორი ატარებს მცირე ფართობის საზომ ელექტროდ-ზონდს (წერტილოვანი ელექტროდები) შესწავლილ BAP-ზე. ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ საზომ წრეში გამავალი დენის სიძლიერე დამოკიდებულია ზონდის ელექტროდის წნევაზე კანის ზედაპირზე (ნახ. 14.13).

მაშასადამე, გაზომილ მნიშვნელობაში ყოველთვის არის გავრცელება. გარდა ამისა, სხეულის სხვადასხვა ნაწილში და სხვადასხვა ადამიანში კანის ელასტიურობა, სისქე, ტენიანობა განსხვავებულია, ამიტომ ერთი ნორმის შემოღება შეუძლებელია. უნდა აღინიშნოს, რომ ელექტრული სტიმულაციის მექანიზმები

ბრინჯი. 14.13.დენის სიძლიერის დამოკიდებულება ზონდის წნევაზე კანზე

BAP-ებს სჭირდებათ მკაცრი სამეცნიერო დასაბუთება. საჭიროა სწორი შედარება ნეიროფიზიოლოგიის ცნებებთან.

14.5. ძირითადი ცნებები და ფორმულები

მაგიდის დასასრული

14.6. Დავალებები

1. ფირფიტებს შორის ცვლადი მანძილის მქონე კონდენსატორები გამოიყენება ბიოსამედიცინო ინფორმაციის სენსორად. იპოვეთ სიხშირის ცვლილების თანაფარდობა ბუნებრივი რხევების სიხშირეზე წრეში, რომელიც მოიცავს ასეთ კონდენსატორს, თუ ფირფიტებს შორის მანძილი შემცირდა 1 მმ-ით. საწყისი მანძილი არის 1 სმ.

2. თერაპიული დიათერმიის აპარატის რხევითი წრე შედგება ინდუქტორისა და კონდენსატორისგან ტევადობის

C \u003d 30 F. განსაზღვრეთ კოჭის ინდუქციურობა, თუ გენერატორის სიხშირე არის 1 MHz.

3. კონდენსატორი, რომლის სიმძლავრეა C \u003d 25 pF, დატვირთული პოტენციური სხვაობით U \u003d 20 V, იხსნება რეალური კოჭის საშუალებით R \u003d 10 Ohm წინააღმდეგობით და ინდუქციურობით L \u003d 4 μH. იპოვეთ ლოგარითმული ამორტიზაციის ფაქტორი λ.

გამოსავალი

სისტემა არის ნამდვილი რხევითი წრე. შესუსტების კოეფიციენტი β \u003d R / (2L) \u003d 20 / (4x10 -6) \u003d 5x10 6 1 / s. ლოგარითმული დემპინგის შემცირება

4. გულის პარკუჭების ფიბრილაცია მათი ქაოტური შეკუმშვაა. დიდი ხანმოკლე დენი, რომელიც გადის გულის არეში, აღაგზნებს მიოკარდიუმის უჯრედებს და შეიძლება აღდგეს პარკუჭის შეკუმშვის ნორმალური რიტმი. შესაბამის მოწყობილობას დეფიბრილატორი ეწოდება. ეს არის კონდენსატორი, რომელიც იტენება მნიშვნელოვან ძაბვამდე და შემდეგ იხსნება ელექტროდების მეშვეობით, რომლებიც გამოიყენება პაციენტის სხეულზე გულის რეგიონში. იპოვეთ მაქსიმალური დენის მნიშვნელობა დეფიბრილატორის მოქმედების დროს, თუ იგი დამუხტული იყო U = 5 კვ ძაბვამდე, ხოლო ადამიანის სხეულის ნაწილის წინააღმდეგობა 500 Ohm-ია.

გამოსავალი

I \u003d U / R \u003d 5000/500 \u003d 10 A. პასუხი: I = 10 ა.

ელექტრული რხევები და ელექტრომაგნიტური ტალღები

მუხტის, დენის ან ძაბვის მნიშვნელობების ელექტრულ წრეში რხევებს ელექტრული რხევები ეწოდება. ცვლადი ელექტრული დენი არის ელექტრული რხევების ერთ-ერთი სახეობა.

მაღალი სიხშირის ელექტრული რხევები მიიღება უმეტეს შემთხვევაში რხევითი სქემის გამოყენებით.

რხევითი წრე არის დახურული წრე, რომელიც შედგება ინდუქციისგან ლდა კონტეინერები C.

წრედის ბუნებრივი რხევების პერიოდი:

და წრეში დენი იცვლება დამსხვრეული რხევების კანონის მიხედვით:

როდესაც რხევადი წრე ექვემდებარება ცვლად ემფ-ს, წრედში დგება იძულებითი რხევები. იძულებითი დენის რხევების ამპლიტუდა მუდმივ მნიშვნელობებზე ლ, C, რდამოკიდებულია წრედის ბუნებრივი რხევის სიხშირის თანაფარდობაზე და სინუსოიდური EMF-ის ცვლილების სიხშირეზე (ნახ. 1).

ბიო-სავარტ-ლაპლასის კანონის მიხედვით, გამტარობის დენი ქმნის მაგნიტურ ველს ძალის დახურული ხაზებით. ასეთ ველს ე.წ ედი.

ალტერნატიული გამტარობის დენი ქმნის ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს. ალტერნატიული დენი, პირდაპირი დენისგან განსხვავებით, გადის კონდენსატორში; მაგრამ ეს დენი არ არის გამტარობის დენი; მას ჰქვია მიკერძოებული დენი. მიკერძოებული დენი არის დროში ცვალებადი ელექტრული ველი; ის ქმნის ალტერნატიულ მაგნიტურ ველს, როგორც ალტერნატიული გამტარობის დენი. მიკერძოებული დენის სიმკვრივე:

სივრცის თითოეულ წერტილში ელექტრული ველის ინდუქციის დროის ცვლილება ქმნის მონაცვლეობით მორევის მაგნიტურ ველს (ნახ. 2ა). ვექტორები ბწარმოქმნილი მაგნიტური ველი დევს ვექტორის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში დ. მათემატიკური განტოლება, რომელიც გამოხატავს ამ ნიმუშს, ეწოდება მაქსველის პირველი განტოლება.

ელექტრომაგნიტური ინდუქციის დროს წარმოიქმნება ელექტრული ველი ძალის დახურული ხაზებით (მორევის ველი), რომელიც ვლინდება როგორც ინდუქციის EMF. სივრცის თითოეულ წერტილში, მაგნიტური ველის ინდუქციის ვექტორის დროის ცვლილება ქმნის მონაცვლეობით მორევის ელექტრულ ველს (ნახ. 2ბ). ვექტორები დწარმოქმნილი ელექტრული ველი დევს ვექტორის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში ბ. მათემატიკური განტოლება, რომელიც აღწერს ამ ნიმუშს, ეწოდება მაქსველის მეორე განტოლება.

ცვლადი ელექტრული და მაგნიტური ველების ერთობლიობას, რომლებიც განუყოფლად არის დაკავშირებული ერთმანეთთან, ეწოდება ელექტრომაგნიტური ველი.

მაქსველის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ ნებისმიერ წერტილში წარმოქმნილი ელექტრული (ან მაგნიტური) ველის დროის ცვლილება გადავა ერთი წერტილიდან მეორეზე და მოხდება ელექტრული და მაგნიტური ველების ურთიერთ გარდაქმნები.

ელექტრომაგნიტური ტალღები არის ელექტრული და მაგნიტური ველების ცვალებად სივრცეში ერთდროული გავრცელების პროცესი. ელექტრული და მაგნიტური ველების სიძლიერის ვექტორები ( ედა ჰ) ელექტრომაგნიტური ტალღის მიმართ არიან პერპენდიკულარული ერთმანეთს და ვექტორი ვგავრცელების სიჩქარე პერპენდიკულარულია იმ სიბრტყის, რომელშიც ორივე ვექტორი მდებარეობს ედა ჰ(ნახ. 3), ეს ეხება ელექტრომაგნიტური ტალღების და შეუზღუდავი სივრცის გავრცელებას.

ვაკუუმში ელექტრომაგნიტური ტალღების გავრცელების სიჩქარე არ არის დამოკიდებული ტალღის სიგრძეზე და უდრის

ელექტრომაგნიტური ტალღების სიჩქარე სხვადასხვა მედიაში ნაკლებია ვიდრე სიჩქარე ვაკუუმში.

§ 3.5. ელექტრომაგნიტური რხევები და ტალღები

ელექტრომაგნიტური რხევები არის პერიოდული ცვლილებები ელექტრული წრეში ელექტრული და მაგნიტური რაოდენობით დროთა განმავლობაში.

რხევების დროს ხდება სისტემის ენერგიის ერთი ფორმიდან მეორეში გადაქცევის უწყვეტი პროცესი. ელექტრომაგნიტური ველის რხევების შემთხვევაში გაცვლა შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ამ ველის ელექტრულ და მაგნიტურ კომპონენტებს შორის. უმარტივესი სისტემა, სადაც ეს პროცესი შეიძლება მოხდეს, არის რხევითი წრე. იდეალური რხევითი წრე (LC წრე) არის ელექტრული წრე, რომელიც შედგება კოჭისგან ინდუქციით. ლდა კონდენსატორი C.

განსხვავებით რეალური რხევითი სქემისგან, რომელსაც აქვს ელექტრული წინააღმდეგობა რ, იდეალური წრედის ელექტრული წინააღმდეგობა ყოველთვის ნულია. მაშასადამე, იდეალური რხევითი წრე არის რეალური წრედის გამარტივებული მოდელი.

განვიხილოთ პროცესები, რომლებიც ხდება რხევის წრეში. სისტემის წონასწორობიდან გამოსაყვანად, ჩვენ ვმუხტავთ კონდენსატორს ისე, რომ მის ფირფიტებზე იყოს Q მუხტი. მ. კონდენსატორის დატენვის და მასზე ძაბვის შესახებ ფორმულიდან ვხვდებით კონდენსატორზე მაქსიმალური ძაბვის მნიშვნელობას.
. წრეში არ არის დენი დროის ამ მომენტში, ე.ი.
. კონდენსატორის დამუხტვისთანავე, მისი ელექტრული ველის მოქმედებით, წრეში გამოჩნდება ელექტრული დენი, რომლის ღირებულება დროთა განმავლობაში გაიზრდება. კონდენსატორი ამ დროს დაიწყებს განმუხტვას, რადგან. ელექტრონები, რომლებიც ქმნიან დენს (შეგახსენებთ, რომ დადებითი მუხტების მოძრაობის მიმართულება აღებულია დენის მიმართულებად) ტოვებენ კონდენსატორის უარყოფით ფირფიტას და მიდიან დადებითზე. დამუხტვასთან ერთად ქდაძაბულობა შემცირდება u.კოჭის მეშვეობით მიმდინარე სიმტკიცის გაზრდით, წარმოიქმნება თვითინდუქციის EMF, რაც ხელს უშლის დენის სიძლიერის ცვლილებას (მატებას). შედეგად, რხევის წრეში დენის სიძლიერე გაიზრდება ნულიდან გარკვეულ მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე არა მყისიერად, არამედ გარკვეული პერიოდის განმავლობაში, რომელიც განისაზღვრება კოჭის ინდუქციურობით. კონდენსატორის დატენვა ქმცირდება და დროის რაღაც მომენტში ხდება ნულის ტოლი ( ქ = 0, u= 0), კოჭში დენი მიაღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას მე მ. კონდენსატორის ელექტრული ველის (და წინააღმდეგობის) გარეშე ელექტრონები, რომლებიც ქმნიან დენს, განაგრძობენ მოძრაობას ინერციით. ამ შემთხვევაში, კონდენსატორის ნეიტრალურ ფირფიტაზე მისული ელექტრონები მას უარყოფით მუხტს ანიჭებენ, ნეიტრალური ფირფიტიდან გამოსული ელექტრონები - დადებით მუხტს. კონდენსატორი იწყებს დატენვას ქ(და ძაბვა u), მაგრამ საპირისპირო ნიშნით, ე.ი. კონდენსატორი დატენულია. ახლა კონდენსატორის ახალი ელექტრული ველი ხელს უშლის ელექტრონების მოძრაობას, ამიტომ დენი იწყებს კლებას. ისევ და ისევ, ეს არ ხდება მყისიერად, რადგან ახლა თვითინდუქციური EMF ცდილობს ანაზღაუროს დენის შემცირება და "მხარდაჭერა" მას. და დენის ღირებულება მე მაღმოჩნდა მაქსიმალური დენიკონტურში. გარდა ამისა, მიმდინარე სიძლიერე ხდება ნულის ტოლი და კონდენსატორის მუხტი აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას ქ მ (U მ). და ისევ, კონდენსატორის ელექტრული ველის მოქმედებით, წრეში გამოჩნდება ელექტრული დენი, მაგრამ მიმართული საპირისპირო მიმართულებით, რომლის ღირებულება დროთა განმავლობაში გაიზრდება. და კონდენსატორი ამ დროს განმუხტავს. Და ასე შემდეგ.

მას შემდეგ, რაც დატენვა კონდენსატორზე ქ(და ძაბვა u) განსაზღვრავს მისი ელექტრული ველის ენერგიას ვ ე და კოჭის დენი არის მაგნიტური ველის ენერგია wm შემდეგ დატენვის, ძაბვის და დენის სიძლიერის ცვლილებებთან ერთად შეიცვლება ენერგიებიც.

ელექტრომაგნიტური რხევები არის ელექტრული მუხტის, დენის სიძლიერის, ძაბვის რყევები, ელექტრული ველის სიძლიერის დაკავშირებული რყევები და მაგნიტური ველის ინდუქცია.

თავისუფალი ვიბრაციები არის ის, რაც ხდება დახურულ სისტემაში ამ სისტემის სტაბილური წონასწორობის მდგომარეობიდან გადახრის გამო. რაც შეეხება რხევის წრეს, ეს ნიშნავს, რომ თავისუფალი ელექტრომაგნიტური რხევები რხევის წრეში ხდება მას შემდეგ, რაც ენერგია მიეწოდება სისტემას (კონდენსატორის დამუხტვა ან დენი, რომელიც გადის კოჭში).

რხევების ციკლური სიხშირე და პერიოდი რხევების წრეში განისაზღვრება ფორმულებით:
,
.

მაქსველმა თეორიულად იწინასწარმეტყველა ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობა, ე.ი. ალტერნატიული ელექტრომაგნიტური ველი, რომელიც ვრცელდება სივრცეში სასრული სიჩქარით და შექმნა სინათლის ელექტრომაგნიტური თეორია.

ელექტრომაგნიტური ტალღა არის ვექტორების რხევების დროთა განმავლობაში სივრცეში გავრცელება და .

თუ სწრაფად ცვალებადი ელექტრული ველი წარმოიქმნება სივრცის ნებისმიერ წერტილში, მაშინ ის იწვევს ალტერნატიული მაგნიტური ველის გამოჩენას მეზობელ წერტილებში, რაც, თავის მხრივ, აღაგზნებს ალტერნატიული ელექტრული ველის გამოჩენას და ა.შ. რაც უფრო სწრაფად იცვლება მაგნიტური ველი (მეტი ), მით უფრო ინტენსიურია წარმოქმნილი ელექტრული ველი ედა პირიქით. ამრიგად, ინტენსიური ელექტრომაგნიტური ტალღების წარმოქმნის აუცილებელი პირობაა ელექტრომაგნიტური რხევების საკმარისად მაღალი სიხშირე.

მაქსველის განტოლებიდან გამომდინარეობს, რომ თავისუფალ სივრცეში, სადაც არ არის დენი და მუხტი ( ჯ=0, ქ=0) ელექტრომაგნიტური ტალღები განივია, ე.ი. ტალღის სიჩქარის ვექტორი ვექტორების პერპენდიკულარული და და ვექტორები
შექმენით მარჯვენა ხელის სამეული.

მ
ელექტრომაგნიტური ტალღის მოდელი ნაჩვენებია ფიგურაში. ეს არის სიბრტყის ხაზოვანი პოლარიზებული ტალღა. ტალღის სიგრძე
, სად თარის რხევის პერიოდი, - რხევის სიხშირე. ოპტიკასა და რადიოფიზიკაში ელექტრომაგნიტური ტალღის მოდელი გამოიხატება ვექტორებით.
. მაქსველის განტოლებიდან გამომდინარეობს
. ეს ნიშნავს, რომ მოგზაურობის ელექტრომაგნიტურ ტალღაში ვექტორების რხევები და ხდება იმავე ფაზაში და ნებისმიერ დროს ტალღის ელექტრული ენერგია მაგნიტურის ტოლია.

ელექტრომაგნიტური ტალღის სიჩქარე გარემოში
სადაც ვარის ელექტრომაგნიტური ტალღის სიჩქარე მოცემულ გარემოში,
,თანარის ელექტრომაგნიტური ტალღის სიჩქარე ვაკუუმში, სინათლის სიჩქარის ტოლი.

გამოვიტანოთ ტალღის განტოლება.

როგორც ცნობილია რხევების თეორიიდან, x ღერძის გასწვრივ გავრცელებული სიბრტყე ტალღის განტოლება
, სად
- მერყევი მნიშვნელობა (ამ შემთხვევაში E ან H), v - ტალღის სიჩქარე, ω არის ციკლური რხევის სიხშირე.

ასე რომ, ტალღის განტოლება
ჩვენ ორჯერ განვასხვავებთ მას ტდა მიერ x.
,
. აქედან ვიღებთ
. ანალოგიურად, შეგიძლიათ მიიღოთ
. ზოგად შემთხვევაში, როდესაც ტალღა ვრცელდება თვითნებური მიმართულებით, ეს განტოლებები უნდა დაიწეროს როგორც:
,
. გამოხატულება
ლაპლასის ოპერატორს უწოდებენ. Ამგვარად,

. ამ გამოთქმებს ტალღის განტოლებები ეწოდება.

რხევის წრეში ხდება კონდენსატორის ელექტრული ენერგიის პერიოდული გადაქცევა
ინდუქტორის მაგნიტურ ენერგიაში
. რხევის პერიოდი
. ამ შემთხვევაში ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოსხივება მცირეა, რადგან. ელექტრული ველი კონცენტრირებულია კონდენსატორში, ხოლო მაგნიტური ველი კონცენტრირებულია სოლენოიდის შიგნით. იმისათვის, რომ გამოსხივება შესამჩნევი იყოს, თქვენ უნდა გაზარდოთ მანძილი კონდენსატორის ფირფიტებს შორის FROMდა ხვეული ტრიალებს ლ. ამ შემთხვევაში, ველის მიერ დაკავებული მოცულობა გაიზრდება, ლდა FROM– შემცირდება, ე.ი. გაიზრდება რხევების სიხშირე.

ექსპერიმენტულად, ელექტრომაგნიტური ტალღები პირველად მიიღო ჰერცმა (1888) მის მიერ გამოგონილი ვიბრატორის გამოყენებით. პოპოვმა (1896) გამოიგონა რადიო, ე.ი. იყენებდა ელექტრომაგნიტურ ტალღებს ინფორმაციის გადასაცემად.

ელექტრომაგნიტური ტალღის მიერ გადატანილი ენერგიის დასახასიათებლად შემოღებულია ენერგიის ნაკადის სიმკვრივის ვექტორი. ის ტოლია ტალღის მიერ 1 წამში გადატანილი ენერგიის ერთეული ფართობის სიჩქარის ვექტორზე პერპენდიკულარული .
სადაც
არის მოცულობითი ენერგიის სიმკვრივე, v არის ტალღის სიჩქარე.

ნაყარი ენერგიის სიმკვრივე
შედგება ელექტრული და მაგნიტური ველის ენერგიისგან
.

იმის გათვალისწინებით
, შეიძლება დაიწეროს
. აქედან გამომდინარეობს ენერგიის ნაკადის სიმკვრივე. Იმიტომ რომ
, ვიღებთ
. ეს არის Umov-Poynting ვექტორი.

ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბი არის ელექტრომაგნიტური ტალღების დიაპაზონის განლაგება, მათი ტალღის სიგრძე λ და შესაბამისი თვისებების მიხედვით.

1) რადიოტალღები. ტალღის სიგრძე λ არის ასობით კილომეტრიდან სანტიმეტრამდე. რადიოტექნიკა გამოიყენება გენერირებისთვის და რეგისტრაციისთვის.

2) მიკროტალღური რეგიონი λ 10 სმ-დან 0,1 სმ-მდე ეს არის რადარის დიაპაზონი ან მიკროტალღური (სუპერ მაღალი სიხშირის) დიაპაზონი. ამ ტალღების გენერირებისთვის და რეგისტრაციისთვის არის სპეციალური მიკროტალღური მოწყობილობა.

3) ინფრაწითელი (IR) რეგიონი λ~1მმ 800ნმ. რადიაციის წყაროები გაცხელებული სხეულებია. მიმღები - თერმული ფოტოცელები, თერმოელემენტები, ბოლომეტრები.

4) ადამიანის თვალით აღქმული ხილული სინათლე. λ~0,76 0,4 მკმ.

5) ულტრაიისფერი (UV) რეგიონი λ~400 10 ნმ. წყაროები - გაზის გამონადენი. ინდიკატორები - ფოტოგრაფიული ფირფიტები.

6) რენტგენის გამოსხივება λ~10ნმ 10 -3 ნმ. წყაროები - რენტგენის მილები. ინდიკატორები - ფოტოგრაფიული ფირფიტები.

7) γ-სხივები λ<10пм. Источники – радиоактивные превращения. Индикаторы – специальные счетчики.

მხოლოდ ჩვენი ეპოქის ბოლოს მიაღწია კაცობრიობამ ელექტროენერგიის აღმოჩენასა და განვითარებას და მივიდა დასკვნამდე ელექტრომაგნიტური ტალღების არსებობის შესახებ. ასეთი ტალღების არსებობის პირველი თეორიული დასაბუთება იყო დიდი ჰერცი. და პირველი, ვინც აღმოაჩინა ეს ტალღები (ელვისებური გამონადენით გამოსხივებული) ჩვენი თანამემამულე პოპოვი იყო. მან გამოიგონა მოწყობილობა - ელვისებური დეტექტორი, რომელიც აფიქსირებდა ძლიერ ელექტრომაგნიტურ ვიბრაციას, რომელიც გამოიყოფა ელვის გამონადენით.

ცოტა მოგვიანებით და თითქმის ერთდროულად იტალიელ მარკონისთან ერთად, მან გააცნობიერა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოყენება შესაძლებელია შორ მანძილზე სასარგებლო ინფორმაციის გადასაცემად. პოპოვის ექსპერიმენტების დროს A.S. ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოყენებით ინფორმაციის გადაცემას უნიკალური ხასიათი ჰქონდა, მეწარმე მარკოიმ მოაწყო მთელი ინდუსტრია, რომელმაც პირველად დაიწყო ელექტრო საკომუნიკაციო აღჭურვილობის წარმოება ელექტრომაგნიტური ტალღების გადაცემასა და მიღებაზე.

მხოლოდ ელექტრომაგნიტური ტალღების აღმოჩენა ამართლებს მეცნიერების ღირებულებას კაცობრიობის არსებობის მთელი პერიოდისთვის! ეს უნდა ახსოვდეს რუსეთის ამჟამინდელ რეფორმატორებს, რომლებმაც ჩვენი მეცნიერება და განათლება შიმშილის რაციონზე დააყენეს.

ელექტრომაგნიტური ტალღა არის სივრცეში ელექტრული და მაგნიტური ველების ცვლის მოძრაობა სინათლის სიჩქარით. ელექტრომაგნიტური რხევების თეორიის პირველი შემქმნელები ცდილობდნენ ანალოგიების აგება ელექტრომაგნიტურ რხევებსა და მექანიკურ და აკუსტიკურ რხევებს შორის. მათ სჯეროდათ, რომ სივრცე ივსება რაღაც ნივთიერებით - ეთერით. მოგვიანებით ლინმა გააცნობიერა, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღების გასავრცელებლად შუამავალი არ არის საჭირო.

მიუხედავად ამისა, იღბლიანი სიტყვა „ეთერი“ ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაში დარჩა. თუმცა, ახლა ის თავისთავად ახასიათებს ელექტრომაგნიტური ტალღებით სავსე სივრცის არსებობას, რომლებიც წარმოიქმნება მრავალფეროვანი წყაროებით - პირველ რიგში რადიოსადგურებით, რომლებიც გადასცემენ მეტყველებას, მუსიკას, სატელევიზიო სურათებს, დროის სიგნალებს და ა.

ელექტრომაგნიტური რხევები წარმოიქმნება ელექტრული სიგნალებით. ნებისმიერი გამტარი, რომელსაც მიეწოდება მაღალი სიხშირის ელექტრული სიგნალი, ხდება ანტენა, რომელიც ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს სივრცეში (ეთერი). ეს არის რადიო გადამცემების მუშაობის საფუძველი.

იგივე გამტარი, რომელიც მდებარეობს ელექტრომაგნიტური ტალღების სივრცეში, ხდება რადიო მიმღების ანტენა - მასზე EMF ინდუცირებულია ალტერნატიული დენის სიგნალების ნაკრების სახით. თუ მიმღების ანტენა მდებარეობს გადამცემის ანტენის მახლობლად (ეს ზოგჯერ ხდება), მაშინ ინდუცირებული EMF შეიძლება მიაღწიოს ათეულ ვოლტს. მაგრამ როდესაც რადიოსადგური მდებარეობს მიმღებიდან ასობით და ათასობით კილომეტრში, ის მცირეა - ის რამდენიმე მიკროვოლტიდან ათეულ მილივოლტამდეა. მიმღების ამოცანაა სხვადასხვა რადიოსადგურებისა და ჩარევის წყაროების სიგნალების მასიდან შეარჩიოს ის სიგნალები, რომლებიც გჭირდებათ, გააძლიეროს ისინი და გადააქციოს ისინი ხმის ვიბრაციებში, რომლებიც გამოშვებულია დინამიკის ან ყურსასმენის მიერ.

ჩვენ ვიცით, რომ ელექტრომაგნიტური ტალღების სიგრძე ძალიან განსხვავებულია. ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბებს ვუყურებთ სხვადასხვა გამოსხივების ტალღის სიგრძისა და სიხშირის მითითებით, გამოვყოფთ 7 დიაპაზონს: დაბალი სიხშირის გამოსხივება, რადიო გამოსხივება, ინფრაწითელი სხივები, ხილული შუქი, ულტრაიისფერი სხივები, რენტგენის სხივები და გამა სხივები.

• დაბალი სიხშირის ტალღები. გამოსხივების წყაროები: მაღალი სიხშირის დენები, გენერატორი, ელექტრო მანქანები. ისინი გამოიყენება ლითონების დნობისა და გამკვრივებისთვის, მუდმივი მაგნიტების დასამზადებლად, ელექტრო ინდუსტრიაში.
• რადიოტალღები ჩნდება რადიო და სატელევიზიო სადგურების ანტენებში, მობილურ ტელეფონებში, რადარებში და ა.შ. ისინი გამოიყენება რადიოკომუნიკაციებში, ტელევიზიაში და რადარებში.
• ინფრაწითელი ტალღები ასხივებს ყველა გაცხელებულ სხეულს. გამოყენება: დნობა, ჭრა, ცეცხლგამძლე ლითონების ლაზერული შედუღება, ფოტოგრაფია ნისლში და სიბნელეში, ხის, ხილისა და კენკრის გაშრობა, ღამის ხედვის მოწყობილობები.
• ხილული გამოსხივება. წყაროები - მზე, ელექტრო და ფლუორესცენტური ნათურა, ელექტრული რკალი, ლაზერი. აპლიკაციები: განათება, ფოტოელექტრული ეფექტი, ჰოლოგრაფია.
• ულტრაიისფერი გამოსხივება. წყაროები: მზე, სივრცე, ელექტრო ნათურა, ლაზერი. მას შეუძლია მოკლას პათოგენური ბაქტერიები. გამოიყენება ცოცხალი ორგანიზმების გასამაგრებლად.
• რენტგენის გამოსხივება.