Fizika2 kursi bo’yicha yakuniy nazorat savollari

Bo‘ylama to‘lqinlarda muhitning zarrachalari to‘lqin tarqalish yo‘nalishi bo‘ylab tebranadilar. Bo‘ylama to‘lqinlarning tarqalishi elastik muhitning siqilish va cho‘zilish deformatsiyalariga bog‘liqdir va barcha muhitlarda: suyuqlik, qattiq jism va gazlarda sodir bo‘ladi.
Bo‘ylama to‘lqinlarning tarqalish tezligi
(18.1)
dan iborat. Bu yerda E - Yung moduli,  - elastik muhitning zichligi.
Ko‘ndalang to‘lqinlarda muhit zarrachalari to‘lqin tarqalish yo‘nalishiga perpendikulyar yo‘nalishlarda tebranadilar. Ko‘ndalang to‘lqinning tarqalishi siljish deformatsiyasiga bog‘liq bo‘ladi va u faqat qattiq jismlarda kuzatiladi.
Ko‘ndalang to‘lqin tarqalish tezligi quyidagidan iborat:
(18.2)
Bu yerda G - siljish moduli. Yung moduli siljish modulidan katta bo‘lgani uchun (E > G), bo‘ylama to‘lqin tezligi ko‘ndalang to‘lqin tezligidan kattadir.
15. Yassi to‘lqinning siljishi va differensial tenglamasi.


Yassi to‘lqinlar, ular faqat bir xil yo‘nalishda tarqaladilar (ularning to‘lqin sirti tarqalish yo‘nalishiga perpendikulyardir
Istalgan to‘lqinning funksiyasi to‘lqin deb ataluvchi differensial tenglamaning yechimidir.
ОХyo‘nalishda tarqalayotgan yassi to‘lqin uchun to‘lqin tenglamasini topib ko‘ramiz. dan t va x bo‘yicha ikkinchi tartibli xususiy hosilalarni olamiz.
(18.6)

Ikki tenglamaning o‘ng taraflarini taqqoslasak
(18.7)
0Хo‘qi bo‘yicha tarqalayotgan yassi to‘lqinning to‘lqin tenglamasiga ega bo‘lamiz
16. To‘lqinlarni tavsiflovchi fizik kattaliklar.
17. To‘lqin energiyasi. Umov vektori.
Birlik vaqtda to‘lqin tarqalish yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan birlik sirt yuzasidan ko‘chiriladigan energiya - energiya oqimining zichligi deb ataladi. Uni shunday tasavvur etish mumkin: Kesimi dSva bo‘lgan kichik silindr bo‘ylab
to‘lqinfazaviy tezlik bilan tarqalayotgan bo‘lsin. Bu silindr hajmidagi energiya quyidagiga teng bo‘ladi.

Energiya oqimi zichligi esa
(18.12)
ga teng bo‘ladi. Buni vektor ko‘rinishda shunday ifodalash mumkin

Energiya ko‘chishi bo‘yicha yo‘nalgan bu vektor energiya oqimi zichligining vektori yoki Umov vektori deb ataladi.
18. To‘lqinlarning superpozitsiya prinsipi.
Agarda, muhitda bir vaqtda bir nechta to‘lqinlar tarqalayotgan bo‘lsa, u holda muhit zarrachalarining natijaviy tebranishi har bir to‘lqinning alohida tarqalishiga bog‘liq zarrachalar tebranishlarining geometrik yig‘indisidan iborat bo‘ladi. Shu sababli, to‘lqinlar bir-birini qo‘zg‘atmay, oddiygina bir-birining ustiga tushadi.
Tajribalardan olingan bu tasdiq to‘lqinlarning superpozitsiya prinsipi deb ataladi. Zarrachalarning natijaviy harakati tashkil etuvchi tebranishlarning chastota, amplituda va fazalariga bog‘liqdir. Bir xil yo‘nalishga ega bo‘lgan manba’dan chiqayotgan ikkita to‘lqinning qo‘shilishi alohida qiziqish tug‘diradi
19. Kogerent to‘lqinlar.
Tebranishlari o‘zgarmas fazalar farqiga ega bo‘lgan to‘lqinlar kogerent to‘lqinlar deb ataladi.
Kogerent to‘lqinlar uchun, qo‘shiladigan tebranishlar fazalar farqi faqat

kattalikka bog‘liq bo‘ladi va bu yo‘lning geometrik farqi deb ataladi.(2) - ifodadan kogerent to‘lqinlar uchun bo‘lgannuqtalardaamplitudamaksimalqiymatgaerishadi: . qiymati quyidagi hollarda birga teng bo‘ladi: ,bu yerda m = 0, 1, 2, … , hamma nuqtalar uchun, yo‘l farqi kattaligi to‘lqin uzunligining butun sonlariga teng bo‘lganda bajariladi
(19.3)
Bu shart, to‘lqinlar qo‘shilishida tebranishlar kuchayishi sharti deb ataladi.
20. To‘lqinlar interferensiyasi va difraksiyasi.
kogerent to‘lqinlarning bir-birining ustiga tushishi fazaning ayrim nuqtalarida muhit zarrachalari tebranishlarining turg‘un kuchayishiga va boshqa nuqtalarida tebranishning susayishiga olib keladi. Bu hodisa tebranishlarning interferensiyasi deb ataladi.
(3)- va (4) tengliklardagi mkattalik interferensiya maksimumi yoki minimumining tartibi deb ataladi.
Agarda to‘lqinlar chegaralanmagan fazoda tarqalsalar, ular o‘zlarining to‘g‘ri chiziqli yo‘nalishini saqlab qoladilar. O‘z yo‘lida to‘siqlarga duch kelsa, uni o‘rab o‘tishga intilishadi. Bu hodisa difraksiya hodisasi deb ataladi.
21. Guruhli tezlik. Turg‘un to‘lqinlar.
Bir xil amplitudali ikkita qarama-qarshi yo‘nalgan to‘lqinlarni qo‘shilishida juda muhim bo‘lgan interferensiya xodisasi kuzatiladi. Natijada paydo bo‘lgan tebranma jarayon turg‘un to‘lqin deb ataladi. Amalda turg‘un to‘lqinlar to‘lqinlarni to‘siqlardan qaytishida hosil bo‘ladi. x - o‘qi bo‘ylab, qarama - qarshi yo‘nalishlarda tarqalayotgan, amplituda va chastotalari bir xil bo‘lgan ikkita yassi to‘lqinning tenglamasini yozamiz.

22. Tovush to’lqinlar, ularning balandligi, bosimi va energiyasi.

23. Elektromagnit to‘lqinlarning diffirensial tenglamasi.

Dielektrik uchun Maksvellning (1) - va (2) - tenglamalaridan quyidagi fikr kelib chiqadi, ya’ni elektr va magnit maydonlarning o’zaro bog’liqligi, bu maydonlardan birining o’zgarishi qo’shni nuqtalarda boshqasining paydo bo’lishini eslatadi. Bu esa fazoda elektromagnit to’lqinlarni paydo bo’lishi va tarqalishiga olib keladi.
qandaydir nuqtada paydo bo’lgan elektr (yoki magnit) maydoni barcha yo’nalishlarda bir vaqtda tarqaladigan elektr va magnit to’lqinlarning manbai bo’lib qoladi. Elektr va magnit to’lqinlarining majmuasi elektromagnit to’lqin deb ataladi.
Bu elektr va magnit to’lqinlarining mos ravishda to’lqin tenglamalaridir. Bu tenglamalarni to’lqinning differentsial tenglamasi

bilan solishtirsak, elektr va magnit to’lqinlarning fazali tezliklari bir xil ekanligi ko’rinib turibdi

,

yani faqat to’lqin tarqaladigan muhitning dielektrik va magnit singdiruvchangliklariga bog’liq ekan.

24. To‘lqin energiyasi va uning zichligi.
Birlik vaqtda to‘lqin tarqalish yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan birlik sirt yuzasidan ko‘chiriladigan energiya - energiya oqimining zichligi deb ataladi. Uni shunday tasavvur etish mumkin: Kesimi dSva bo‘lgan kichik silindr bo‘ylab
to‘lqinfazaviy tezlik bilan tarqalayotgan bo‘lsin. Bu silindr hajmidagi energiya quyidagiga teng bo‘ladi.

25. Umov-Poyting vektori. Siljish toki.
Elektromagnit to’lqin energiyasi oqimi zichligi vektori quyidagiga tengdir:


, (60.10)


va vektorlar o’zaro bir - biriga perpendikulyar va to’lqin tarqalishi yo’nalishi bilan o’ng burama tizimini tashkil etadi. Shu sababli, vektor yo’nalishi energiyaning ko’chishi yo’nalishiga mos keladi.
Elektromagnit to’lqin energiyasi oqimi zichligi vektorini va vektorlarning ko’paytmasi sifatida tasavvur qilish mumkin


, (60.11)

va bu - vektor Umov - Poynting vektori deb ataladi.

26. Optikaning asosiy qonunlari.
Optika (yunoncha: optike — koʻrish haqidagi fan) — fizikaning yorugʻlikning tabiatini, yorugʻlik hodisalari qonuniyatlarini, yorugʻlik bilan moddalarning oʻzaro taʼsirini oʻrganadigan boʻlimi. Yorugʻlikning toʻgʻri chiziq boʻylab tarqalishi qadimda Mesopotamiya va qad. Misrda maʼlum boʻlgan hamda undan qurilish ishlarida foydalanishgan. Tasvirning koʻzguda hosil boʻlishi bilan miloddan avvalgi 3-asrda Aristotel, Platon, Yevklidlar shugʻullanishgan. O.ning rivojlanishi I. Nyuton, R. Guk, F. Grimaldi, X. Gyuygens va boshqalarning ishlari bilan bogʻliq. 11-asrda arab olimi Ibn al-Xaysam (Algazen) O. toʻgʻrisida risola yozgan boʻlsada, yorugʻlikning sinishi qonunini ifodalay olmagan. Faqat 1620-yillarda bu qonunni tajriba yoʻli bilan golland olimi V. Snellius va R. Dekart isbotladi. 17-asrdan yorugʻlik haqida korpuskulyar va toʻlqin nazariyalar paydo boʻla boshladi. Yorugʻlik korpuskulyar (zarra) nazariyasining targʻibotchisi X. Gyuygens edi.
Yorugʻlikning toʻlqin tabiati haqidagi tasavvurlar M. Lomonosov va L. Eyler tomonidan rivojlantirildi. 19-asr boshlarida ingliz olimi T. Yung va O. Frenel ishlari yorugʻlik toʻlqin nazariyasining uzil-kesil gʻalabasiga olib keldi. O. Frenel kristallooptika hodisalariga toʻlqin nazariyasini qoʻlladi. T. Yung yorugʻlik interferensiyasi hodisasini kuzatdi. Bu hodisa yorugʻlik toʻlqin tabiatiga ega ekanligini koʻrsatdi. O. Frenel yorugʻlik interferensiyasi asosida yorugʻlikning toʻgʻri chiziq boʻylab tarqalishini, turli difraksiya xrdisalarini va boshqalarni tushuntirdi. Yorugʻlikning sinishi va qaytishida yorugʻlikning qutblanishini fransuz olimi E. Malyus kuzatdi (1808) va fanga "yorugʻlikning qutblanishi" terminini kiritdi. M. Faradey yorugʻlik qutblanish tekisligining magnit maydonda burilishini kashf qildi (1846) va elektromagnetizm bilan O. orasidagi bogʻlanishni, tok kuchi elektromagnit birligining elektro-statik birligiga nisbati yorugʻlik tezligiga tengligini (3-10°sm/s) topdi.

27. Yorug‘lik nurining elektromagnit to’lqin nazariyasi.