ε va - muhitning nisbiy dielektrik va magnit singdiruvchanliklari.
Agar elektromagnit to‘lqin bo‘shliq (vakuum) da tarqalayotgan bo‘lsa, ε=1, =1, demak elektromagnit to‘lqinning bo‘shliqdagi tarqalish tezligi:
m/s
Elektromagnit to‘lqinning bo‘shliqdagi tarqalish tezligi yorug‘likning bo‘shliqdagi tarqalish tezligiga teng:
m/s
Agar bir jinsli muhitda elektromagnit to‘lqinning tarqalish tezligini v desak, tebranish davrini T va to‘lqin uzunligini λ desak,
(27)
bo‘ladi. Bo‘shliq uchun
(28)
To‘lqinning tezligi muhitning ε va lariga bog‘liq bo‘lgani uchun, bir muhitdan ikkinchisiga o‘tishda, v va λ o‘zgaradi, lekin chastota o‘zgarmay qoladi.
Fazoda tarqalayotgan elektromagnit to‘lqin W energiyani o‘tkazadi. Elektromagnit maydon energiyasi deganda elektr va magnit maydonlar energiyalarining yig‘indisi tushuniladi:
(29)
Shunga xos holda elektromagnit maydon energiyasining zichligi, elektr va magnit maydonlar energiyalari zichliklarining yig‘indisidan iborat bo‘ladi:
(30)
Elektromagnit to‘lqin yorug‘lik tezligi C bilan tarqalishi uchun, birlik yuzadan, birlik vaqt davomida quyidagi miqdorda energiya oqimi o‘tadi:
(31)
Maksvell nazariyasidan kelib chiqadigan quyidagi
(32)
munosabatdan foydalanib (31) formulani quyidagi ko‘rinishga keltirish mumkin:
(33)
Yo‘nalishi elektromagnit to‘lqin tarqalish yo‘nalishi bilan bir xil bo‘lgan va (33) formula bilan aniqlangan S vektori, Umov-Poyinting vektori deb ataladi. U son jihtadan elektromagnit to‘lqin birlik yuzadan birlik vaqt ichida olib o‘tadigan energiyaga teng.
P.N.Lebedev, A.A.Glagoleva-Arkadeva kabi olimlarning tadqiqotlari elektromagnit to‘lqinlarning hamma xususiyatlari yorug‘lik xususiyati bilan bir xil ekanligini ko‘rsatadi. Bundan shunday muhim xulosa kelib chiqadiki, yorug‘lik elektromagnit to‘lqindan iborat. Keyingi tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, nafaqat ko‘zga ko‘rinadigan yorug‘lik, balki infraqizil va ultrabinafsha nurlanishlar, rentgen va gamma nurlar ham elektromagnit to‘lqin tabiatiga ega ekanlar. Demak elektromagnit to‘lqinlarning chastotasi va to‘lqin uzunliklari juda keng diapozonni egallar ekan.
Barcha turdagi elektromagnit to‘lqinlar fazoda bir xil tezlik bilan tarqaladilar. Ular bir-biridan faqat to‘lqin uzunliklari bilan farq qiladilar:
Bunda C – yorug‘lik tezligi; - chastota.
Radioto‘lqinlar va ultraqisqa to‘lqinlar (UTQ) bir necha kilometrdan bir necha santimetrgacha to‘lqin uzunligiga ega. Ularni har xil konstruksiyali vibratorlar yordamida hosil qilinadi. Infraqizil nurlanish, ko‘zga ko‘rinadigan yorug‘lik va ultrabinafsha nurlarni har xil temperaturaga qizitilgan jismlar chiqaradilar. Temperatura qancha yuqori bo‘lsa, ular chiqarayotgan elektromagnit to‘lqinlarning to‘lqin uzunligi shuncha qisqa bo‘ladi. Rentgen nurlari zaryadli zarracha elektronlarning keskin tormozlanishi natijasida hosil bo‘ladi. Gamma nurlar atom yadrolarining radiokativ yemirilishi natijasida nurlanadilar.
Uzoq masofalarda signallarni uzatishda elektromagnit to‘lqinlardan foydalanish g‘oyasini birinchi bo‘lib 1889 yilda A.S.Popov ilgari surgan edi.
Radioaloqa – bu elektromagnit to‘lqinlar yordamida informatsiyani masofaga uzatishdir. Radioaloqaning ko‘rinishlari radioeshittirish (so‘z va musiqani uzatish) va teleko‘rsatuv (tasvirni uzatish) dir.
Hozirgi zamon radiouzatgich va radio qabul qilgichning funksional sxemasi 6-rasmda ko‘rsatilgan.
4 5
1
3
8
7
2
dinamik
9
mikrofon
6-rasm.
6
So‘nmas (1) tebranishlar generatori yuqori chastotali tebranishlar hosil qiladi. Tovush tebranishlari mikrofon yordamida elektr tebranishlariga aylantiriladi. (1) generatordan tebranishlar va tovush tebranishlar modulyator deb ataluvchi (2) qurilmaga tushadi. Bu qurilmada tovush tebranishlari ta’sirida generator ishlab chiqqan tebranishlarning amplitudasi (amplitudali moldulyatsiya) yoki chastotasi (chastotali modulyatsiya) o‘zgaradi. Amplitudavay modulyatsiyaning misoli 7-rasmda ko‘rsatilgan.
v
t a)
v
t b)
v
t v)
7-rasm.
7a-rasmda generatorning signali, 7b-rasmda modulyatorda mikrofondan tushuvchi signal, 7v-rasmda modulyatsiyalangan signal ko‘rsatilgan. So‘z va musiqani uzatish uchun modulyatsiya tovush chastotasida (1013)103 Gs amalga oshiriladi.
(3) kuchaytirgichda kuchaytirilgandan keyin modullangan tebranishlar (4) uzatuvchi antennaga o‘tadilar. Bu antenna ochiq tebranish konturi bo‘lib, efirda elektromagnit to‘lqinlar tarqatadi.
Radiouzatgichdan ma’lum masofada radio qabul qilgich joylashgan. Elektromagnit to‘lqinlar radio qabul qilgichning (5) antennasiga kelib, (5b) konturda elektromagnit tebranishlar hosil qiladilar. (5b) konturda sig‘imi o‘zgaradigan kondensator ulangan. Kondensator sig‘imini o‘zgartirib, konturning xususiy tebranishlar chastotasini o‘zgartirish mumkin. Shunday yo‘l bilan qabul qiluvchi konturni qabul qilinadigan elektromagnit to‘lqinlar chastotasi bilan rezonansga keltiriladi. Qabul qilinayotgan yuqori chastotali tebranishlar (7) – kuchaytirgichga o‘tadi va undan esa detektorga tushadi. Detektorda yuqori chastotali modullangan tebranishlarni past chastotali tebranishlarga aylanish jarayoni sodir bo‘ladi. Keyinchalik past chastotali tebranishlar (9) kuchaytirgich yordamida kuchaytiriladi va dinamikka uzatiladi. Mikrofonga kelib tushayotgan informatsiya dinamik yordamida qayta tiklanadi.
Radioeshittirish uchun radioto‘lqinlarning hamma diapazonlari ishlatiladi.
Televideniye sxemasi radioeshittirish sxemasi bilan deyarli bir xil. Farqi shundaki, uzatkichda tebranishlar nafaqat tovush signallari, balki tasvir signallari ham modulyatsiya qilinadi. Uzatish telekamerasida tasvir elektron nur trubkasi yordamida qayta tiklanadi. Uzatilayotgan va qabul qilinayotgan signallar shunday sinxronlashtirilganki, televizor trubkasidagi elektron nurining harakati uzatuvchi telekamera nurining harakatini takrorlaydi.
Hozirgi paytda elektromagnit to‘lqinlar yordamida qo‘zg‘almas va harakatlanuvchi ob’ektlar tasvirini uzatish (fototelegrafiya, televideniye), samolyot va kemalarni boshqarish (radionavigatsiya), Yer ostida masofani aniq o‘lchash (radiogeodeziya) mumkin. Radioantenna va radioteleskoplar yordamida koinotning juda uzoq nuqtalarida joylashgan ob’ektlarni radiozond qilish va ulardan kelayotgan to‘lqinlarni qabul qilish imkoniyati ochildi.
