Magnit maydoni va uning xarakteristikalari

6. Jismlarning magnit xossalari. Dia-, para-, ferromagnetizm.

Uzun solenoid ichidagi magnit maydonining kuchlanganligi quyida-giga teng:

 In

H _ (13)



bu yerda In – ko’paytma amper-o’ramlar soni;  - solenoid uzunligi; n – solenoidning o’ramlar soni.

Agar tokli o’tkazgichni – tashqi magnit maydonda joylashtirsak (5 - rasm), u paytda bu o’tkazgichga kuch ta‘sir etadi.

N S

I



_B

5 – rasm.

Bir jinsli magnit maydondagi tokli o'tkazgichga ta‘sir qiluvchi kuch o'tkazgichdan o'tayotgan tokning kuchi, o'tkazgichning uzunligi, magnit maydonning induksiyasi bilan magnit maydon chiziqlari orasidagi burchakning sinusiga ko'paytmasiga teng, ya‘ni:

F _ I_B _ sin _ (14)

Agar o'tkazgich ixtiyoriy shaklda va magnit maydon bir jinsli bo'lmasa, u paytda (14) ifoda quyidagicha bo'ladi:

dF _ Id_B _ sin _ (15)

va Amper qonuni deb ataladi.

O’tkazgichda tokni hosil qilgan tartibda harakatlanayotgan zaryadlarga magnit maydon ta‘sir qiladi. Shuning uchun Amper qonunidan foydalanib magnit maydonda harakatlanuvchi zaryadga ta‘sir etuvchi kuchni topish mumkin. Amper qonunidagi tokning kuchi quyidagiga teng:

I _{ jS  qnvS} (16)

bu yerda j – tokning zichligi; S – o’tkazgichning ko’ndalang kesim yuzasi; q – elementar zarrachaning zaryadi; n – zarrachalarning konsentratsiyasi; v – ularning tartibli harakat tezligi. Bu ifodani (14) ga qo’ysak quyidagi hosil bo’ladi:

F _ qnvS B _ sin _{ } qvBN _ sin _ (17)

bu yerda N _ nS _ nV - tekshirilayotgan o’tkazgichning hajmidagi elektr zaryadlarning umumiy soni. Binobarin, harakatlanayotgan har bir zaryadga magnit maydonining ta‘sir kuchi – Lorens kuchi quyidagiga teng bo’ladi:

F

F _л  _{ qvB sin } (18)



N

bu yerda  - V va v vektorlar orasidagi burchak.

Lorens kuchi magnit induksiyasi va zarrachaning harakat tezligi yotgan tekislikka perpendikulyar yo’nalgan bo’ladi (6-rasm) va markazga intilma kuchdan iborat bo’ladi:

_F^_{л В}^ _В<sup>

</sup> _v^ _{ v}^ q>0 Fл q<0 6 – rasm. Binobarin, ^{mv 2} _{ qvB} (19)



R

bu yerda m – zarrachaning massasi; =90⁰.

(19) dan ko’rinadiki, magnit maydondagi zaryadli zarrachaning harakat trayektoriyasi aylanadan iborat bo’lib, uning radiusi quyidagiga teng:

m v

R _ (20)



q B

Zarrachaning aylanish radiusini bilgan holda, uning aylanish davrini aniqlash mumkin: _{T } ^2R _{ 2} ^m (21)

v qv

Umumiy holda harakatlanayotgan elektr zaryadga magnit maydondan

tashqari yana ham elektr maydon ta‘sir qiladi. U paytda zaryadga ta‘sir etuvchi natijaviy kuch quyidagiga teng bo’ladi: F _ qE _ qv, B  (22) (22) ifoda Lorens formulasi deyiladi.

Amper va Lorens kuchi texnikada keng qo’llaniladilar. Masalan, elektr dvigatellarining ishlash prinsipi Amper kuchiga asoslangan. Massa-spektrograf va siklotronning ishlash prinsipi Lorens kuchiga asoslangan.Yer atrofida fazoviy jism sifatida mavjud bo’lgan maydon Yerning magnit maydoni deyiladi.

Yer magnetizmi (geomagnetizm) – Yerning xususiyatlaridan biri bo’lib, Yer sharining atrofida magnit maydon borligi bilan bog’liq. Yer magnetizm elementlari kompas, magnit teodolit, turli mangitometrlar, magnit tarozi, magnit variometr va boshqalar yordamida o’lchanadi.Yerdan topilgan ba‘zi temir rudalari, masalan, magnit temirtosh ba‘zan magnitlangan bo’ladi. Ularning magnitlanishiga Yerning magnit maydoni sabab bo’ladi. Magnitlangan rudalar tabiiy mangitlar deb atalgan. Tabiiy doimiy magnitlarning xossalari elektr tokini ixtiro qilishdan ancha ilgari o’rganilgan edi. Anchagina keyin esa moddada magnit xossalarining namoyon bo’lishi modda va molekulalarida elektr zaryad-larning harakati bilan bog’liq ekanligi isbot qilingan.

Yerning magnit maydoni har doim birday turmas ekan. Unga Quyoshda ro’y beradigan ba‘zi hodisalar kuchli ta‘sir qiladi. Quyoshdagi dog’lar maksimal bo’lgan davrlarda Yerning magnit maydoni keskin o’zgaradi, bunday hodisalarni magnit bo’ronlari deyiladi. Magnit bo’roni kompas strelkasining to’lqinlanishiga sabab bo’ladi.

Yerning magnit maydoni kuchlanishining normal holatidan farq qilishi magnit anomaliyasi deyiladi. Osmon jismlarining hammasida ham magnit maydoni bo’lavermaydi. Masalan, koinotni raketalar va yo’ldoshlar yordamida tekshirish

Oyning xususiy magnit maydoni yo’q ekanligini ko’rsatadi.

Magnit maydon — harakatlanayotgan elektr zaryadlarga va magnit momenpish jismlarga taʼsir qiladigan kuch maydoni. M. Faradey birinchi marta 1845 yilda fanga kiritgan. U elektr oʻzaro taʼsirlar ham, magnit oʻzaro taʼsirlar ham yagona moddiy maydon yordamida amalga oshadi, deb hisoblagan. Elektromagnit maydonning klassik nazariyasini J. Maksvell yaratgan (1873). Oʻzgaruvchi Magnit maydon oʻzgaruvchi elektr maydon bilan uzviy bogʻlangan. Magnit maydon harakatdagi elektrlangan jismlar, elektr tokli oʻtkazgichlar va magnitlangan jismlar atrofida hosil boʻladi (rayemga q.). Elektr toki hosil qiladigan Magnit maydon Bio— Savar — Laplas qonuniga, Magnit maydon ning elektr tokiga taʼsiri esa Amper qonunita asosan aniqlanadi.

Magnit maydon mikrodunyo hodisalarida, kosmik obʼyektlarda ham kuzatiladi. Mikrodunyo hodisalaridagi Magnit maydon, asosan, barcha zarralarning magnit momentga ega boʻlishligiga, harakatlanuvchi elektr zaryadiga Magnit maydon koʻrsatadigan taʼsirga bogʻliq. Bular esa moddalardagi paramagnetizm, diamagnetizm, ferromagnetizm, antiferromagnetizm, magnit rezonans, magnitooptika hodisalari, Faradey effekti kabi hodisalarni yuzaga keltiradi.

Harakatlanuvchi elektr zaryadi Magnit maydon da tekis aylanma (vint chizigʻi boʻyicha) harakat qiladi. Magnit maydonning ayrim joylarida elektr zaryadlarning harakat yoʻnalishi qarama-qarshisiga oʻzgarishi mumkin. Magnit maydonning bunday joylari magnit koʻzgular deyiladi. Magnit maydon taʼsirida atom ichidagi elektronlar qoʻshimcha harakat qiladi. Atomning nurlanishi Magnit maydon taʼsirida oʻzgaradi (qarang Zeyeman effekti). Jismda tarqaluvchi yorugʻlikning qutblanish tekisligi Magnit maydon taʼsirida maʼlum burchakka buriladi (Faradey effekti). Yer, Quyosh singari koʻpgina moddiy sistemalar Magnit maydon ga ega. Quyosh dogʻlari kuchli Magnit maydon bilan bogʻlangan. Quyoshdagi oʻzgarishlar natijasida Yer Magnit maydonning kuchli gʻalayonlanishi — magnit boʻronlari hosil buladi. Kosmosni oʻzlashtirish, yadrolarni sintez qilish, plazma fizikasi va boshqa sohalardagi fan va texnika masalalari Magnit maydon ni oʻrganish bilan bogʻliq. Magnit maydon, asosan, kucheiz (500 Gs), oʻrtacha (500 Gs dan 40 kGs gacha), kuchli (40 kGs dan 1 MGs gacha) va oʻta kuchli (1 MGs dan yuqori) xillarga boʻlinadi. Kuchsiz va oʻrtacha Magnit maydondan elektronika, elektrotexnika radiotexnikada, shuningdek, 500 Gs dan 40 kGs gacha boʻlgan Magnit maydondan zaryadli zarralar tezlatkichlari, Vilson kamerasi, pufakli kamera, mass-spektrometr kabi kurilmalarda foydalaniladi. Kuchli va oʻta kuchli Magnit maydon, asosan, qattiqjismlar fizikasida, ferromagnetizm va antiferromagnetizm xossalarini oʻrganishda, magnitogidrodinamik generator va boshqalarda ishlatiladi. Kucheiz va oʻrtacha Magnit maydon doimiy magnitlar, elektr magnitlar, oʻta oʻtkazuvchi magnitlar, solenoidlar (elektr toki utkazgichi) yordamida, kuchli Magnit maydon yoʻnaltirilgan portlatish usulida olinadi (oxirgi usulda mis quvur ichida oldindan kuchli impulyeli Magnit maydon hosil qilinadi va u kuchli portlashning radial bosimiga duch"r qilinadi).

Magnit induksiya (magnit induksiya vektori) — magnit maydonning asosiy tavsifi boʻlgan vektor (v)’, uning kattaligi va yoʻnalishi magnit maydonning unda joylashtirilgan tokli oʻtkazgichga taʼsiri bilan anikdanadi. Magnit induksiya alohida elektronlar va boshqa elementar zarralar hosil qilgan mikroskopik magnit maydonlar yigʻindi kuchlanganligining oʻrtacha qiymatini ifodalovchi magnit maydonning asosiy tavsifi. Magnit maydonning Magnit induksiya vektorini magnit maydon kuchlanganligi N vektori va magnitlanganlik vektori J orqali ifodalash mumkin. SGS birliklar tizimida Magnitlanganlik hajm birligining magnit momentksh ifodalaydi.

Lorents kuchi — magnit maydonda harakatlanayotgan zaryadli zarraga taʼsir etuvchi kuch. Bu kuchni X. A. Lorents 1884 yilda Xoll efektiii taxlil etish jarayonida aniqlagan. Lorents kuchi hamma vaqt zaryadli zarraning harakat tezligiga tik yoʻnalganligi sababli, hech qanday ish bajarmaydi va markazga intilma kuch vazifasini oʻtaydi.

Amper qonuni – bir-biridan muayyan masofada joylashgan o‘tkazgichlarning kichik bir qismidan oqayotgan ikki tokning o‘zaro mexanik ta’siri haqidagi qonun. Amper qonunidan shunday xulosa chiqadi: bir tomonga oqayotgan tok-li parallel o‘tkazgichlar o‘zaro tortisha-di, qarama-qarshi tomonga oqayotgan tok-li o‘tkazgichlar o‘zaro itarishadi. Amper sharafiga shunday atalgan. Magnit may-donining tokli kichik bir o‘tkazgichga ko‘rsatadigan ta’sir kuchini ifodalovchi qonun ham Amper qonuni deb ataladi.

Magnit moment - tok oqayotgan berk konturning , jismlar va modda zarralarining magnit xossalarini ifodalaydigan vektor kattalik. Elementar zarralar, atom yadrosi, molekula va atomlarning elektron qobiqlari Magnit momentga ega. Atom va yadro fizikasida Magnit momentining oʻlchov birligi qilib magneton olingan. Makroskopik sistemaning Magnit moment uning atom (molekula) lari yigʻindisiga teng . Makroskopik jismning magnit holati magnitlanganlikni ifodalaydi. Magnit moment tushunchasi magnit maydondagi moddalarda sodir boʻluvchi turli fizik hodisalarni tushuntirishda juda muhimdir.

Radiotexnika fan va texnikaning keng sohasi bo‘lib, uning

asosiy vazifasi elektromagnit to‘lqinlar yordamida ma’lumotni

uzoq masofaga uzatish va uni qabul qilishdan iborat.

Hozirgi vaqtda radiotexnikaning turli tarmoqlari mavjud.

Ular uzatilayotgan ma’lumot turi bilan farq qiladilar. Masalan,

radiotelegrafi yada ma’lumotni uzatishda shartli telegraf signallari

ko‘rinishida, radiotelegrafi ya va radioeshi􀄴 irishlarda tovush

signallari ko‘rinishida, televideniyeda – harakatlanuvchi

tasvirdan, radiolokatsiyada obyektlar koordinatalariga to‘g‘ri

keladi.

Ma’lumot deganda xabarlarning biron-bir jarayondagi majmuasi,

predmetning (obyektning) holati, uning fazodagi joylashishi

tushuniladi. Xabar uzluksiz yoki uzlukli (diskret) bo‘-

lishi mumkin. Ular tovush tebranishlari, telegraf kodi, harakatsiz

yoki harakatlanuvchi tasvir, obyekt koordinatalari haqidagi

xarakterga ega bo‘lishi mumkin.

Ma’lumotni elektr usulida uzatish uchun:

a) uzatuvchi punktda xabarni elektr signalga o‘zgartirish kerak

(elektr signalni qisqacha signal deb ataymiz);

b) hosil qilingan signalni uzatish uchun uzatuvchi va uni

qabul qiluvchi punkt orasida aloqa liniyasi bo‘lishi kerak;

d) qabul qiluvchi punktda signalni xabarga aylantirish kerak.

Barcha o‘zgarishlar shunday amalga oshirilishi kerakki, bunda

signal va xabar iloji boricha bir-biriga to‘g‘ri kelishi lozim.

Shunda ma’lumot to‘g‘ri aks e􀄴 iriladi.

Elektr signallarning xarakteri kuchlanish, tok, elektr kuchlanganlik

va magnit maydonining vaqt bo‘yicha o‘zgarishi bilan

aniqlanadi. Bu o‘zgarishlar uzatilayotgan xabarni qaysidir belgi

bo‘yicha ifodalashi kerak.

Signallar xabar bilan bir vaqtda ka􀄴 a bo‘lmagan elektromagnit

energiyasini ham olib o‘tadi. Ammo signallar ka􀄴 a quvvatdagi

elektr manbalarini boshqarish imkonini beradi va bunda

ularning energetik ta’siri nisbatan yuqori bo‘ladi.