ELEKTROMAGNETLAINED Elektromagnetlaine on muutuvate elektri ja magnetväljade levimine lainena. Eml koosneb kahest komponendist : elektriväljast ja magnetväljast. Eml-s toimub elektri-ja magnetvälja perioodiline muutus. Muutumine on samas faasis ja toimub ajas sinusoidaalselt. Elektromagnetlained tekitavad suure sagedusega võnkuvad laetud osakesed ehk suure sagedusega vahelduvvool. Difraktsioon Nähtus, kus lained painduvad tõkete taha, see ilmneb, kui tükkemõõde on võrreldav lainepikkusega. Tekib defraktsioonpilt. Interferents Kahe laine liitumist, mille tulemusena lained tugevduvad või nõrgendavad teineteist nim. interferentsiks. Samas faasis olevad lained tugevdavad liitumisel teineteist. Lained peavad olema kolurantsed.
d) Kiiruse muutumisest 3) Maa tehiskaaslane liigub orbiidil konstantse kiirusega 25000 km/h a) Sateliidil on kiirendus, sest ta kiiruse suurus muutub b) Satelliidil ei ole kiirendust, sest ta kiiruse suurus ei muutu c) Sateliidil on kiirendus, sest ta liikumise suund muutub d) Sateliidil ei ole kiirendust, sest ta liikumise suund ei muutu 4) Sinusoidaalse ristlaine puhul a) Punktid liiguvad ruumis piki sinusoidi b) Amplituud muutub ajas ja ruumis sinusoidaalselt c) Punktid võnguvad tasakaaluasendi ümber sinusoidaalselt d) Laine sagedus muutub ajas sinusoidaalselt 5) Suur kast massiga m on liftis vannitoakaalu peal. Kaal näitab a) Rohkem kui mg, kui lift liigub kiirendusega üles b) Vähem kui mg, kui lift liigub kiirendusega üles c) Rohkem kui mg, kui lift liigub kiirendusega alla d) Nii a) kui c) 6) Kiaks uisutajat põrkuvad kokku ja hoiavad teinineteisest kinni, et mitte kukkuda. Poiss on tüdrukust mõnevõrra raskem
ja valguse lainepikkusest, siis on difraktsioon tühine valguse levimist võib pidada sirgjooneliseks.kahe laine liitumist,mille tulemusena erinevais ruumipunktides võnkumised tugevdavad või nõrgendavad teineteist, nimetatakse interferentsiks. lainete mittekoherentsus on tingitud kas lainepikkkuste erinevusest või erineva kestusega pausidest lainetes.Laser kiirgab koherentseid valguslaineid. valguslaine elektri-ja magnetväli muutuvad ajas ja ruumis sinusoidaalselt. Lainepikkus näitab kaugust valguslaine kahe samas võnkefaasis oleva punkti, nt naabermaksimumi vahel. Laineperiood T näitab aega, mis kulub E-vektoril ühe täisvõnke tegemiseks. Ühe perioodi kestel läbib laine teepikkuse, mis on võrdne teepikkusega. Laine sagedus f näitab, mitu täisvõnget teeb laine ühes ajaühikus. Laine kiirus v näitab, kui pika tee läbib laine ajaühikus. Valguse kiirust vaakumis märgitakse tähega c. (3x10astmes8 m/s)
1. Mehaaniline võnkumine on liikumine mis kordub võrtsete ajavahemike järel mööda sama teed edasi-tagasi 2. Vaba võnkumine toimub süsteemi siseste jõudude mõjul pärast keha välja viimist tasakaaluasendist. (pendel) 3. Sundvõnkumine toimub väliste jõudude mõjul. (õmblusmasin) 4. Harmooniliseks nim. Võnkumist, mille korral hälve sõltub ajast siinusfunktsiooni järgi (sinusoidaalselt) 5. Vabavõnkumine on sumbvõnkumine võnke amplituud aja jooksul väheneb. Hõõrdumise kiirus väheneb. 6. Hälve on võnkuva keha kaugus tasakaaluasendist. Tähis : x Ühik : meeter 7. Võnkeamplituud on suurim kaugus tasakaaluasendist. Tähis x0 Ühkik : meeter 8. Võnkeperiood ühe täisvõnke kestvus. Tähis : T Ühik : s Valem T=t/n 9. Võnkesagedus on sekundis tehtud täisvõngete arv. Tähis : f Ühik : Hz 10
14. -Valguslaine koosneb teineteisega risti olevast elektri- ja magnetväljast, mis on omavahel seotud ja levivad ruumis valguse kiirusega. -valguslaine on ristlaine. -valguslaine elektri- ja magnetväli muutuvad ajas ja ruumis sinusoidaalselt. -valguslaine kirjeldamisel räägitakse ainult elektrivälja muutumisest, sest valguse toime registreerimisel tekitab signaali just elektriväli -valguslaine elektri- ja magnetvälja muutused toimuvad samas faasis. -valguseks nimetatakse elektromagnetlaineid, mille lainepikkus vaakumis jääb vahemikku 380-760nm. 19. -kõiki värvusi on võimalik saada põhivärvuste abil. -põhivärvused on punane, roheline ja sinine. -valge valgus on Päikese valgus.
1. Iseloomusta valguslainet. Koosnev teineteisega risti olevast elektri- ja magnetväljast (need muutuvad ajas sinusoidaalselt, muutused toimuvad ühes faasis), mis levivad ruumis. Valguseks nim. inimsilmale nähtavaid elektromagnetlaineid(levivad silmas kiirusega 300 000km/s), mis jäävad vahemikku 380 kuni 760 nm ning levivad valguse kiirusega ja sirgjooneliselt. Valguslaine koosneb valgusosakeste voost. 2. Millised on valguslainet iseloomustavad suurused? v = f x A = A/ / T f=c/A v/c = laine kiirus (m/s) f = laine sagedus (Hz) A = lainepikkus (nm)
nurgakraadides. Perioodiliselt muutuvaks suuruseks on voolutugevuse väärtus antud ajahetkel ehk hetkväärtus. i= Im cos t i=Im sin t e= Em cos t u=Um cos e= Em cos t Generaator on seade, mis muundab mingit teist energiat vahelduva elektromagnetvälja energiaks. Kaks põhiosa on paigalseisev osa ehk staator ja pöörlev osa ehk rootor. Generaatoris pöörleb elektromanget ja juhtmed suubuvad staatori uuretesse. Mehaanilise igas keerus tekib sinusoidaalselt muutuv elektromotoorjõud. e= Em cos t amplituudväärtus Em= BS B-magnetinduktsioon generaatoris S-mähisekeeru pindala - rootori pöörlemise nurksagedus Soojuselektrijaam on soojusest elektrienergiat tootev ettevõte.Plussid: erinevad kütused, saab ehitada igale poole, ehitus on odav ja lihtne. Miinused: jääkained, loodusressursside raiskamine. Hüdroelektrijaam on voolava vee mehaanilisest energiast elektrienergiat tootev ettevõte.
käiguvahe ekraanil. Ekraanil punktis A tekib max., kui =k ja min. kui =(k+½) kus k=0+-1+-2+-... k saab väärtusi om. Joon. Põhjal tan=b/a sin=/d. Väikeste nurkade korral /d=b/a. kui punktis A on max. siis =k ja tähtsaim valem lainete pikkuseid kiirgustel väljendab =db/ka Kaksikpilu ja polükromaatne valgus (difraktsioonispektrid joonisel, nagu katseski) Valguslaine on ristlaine. Valguslaine elektri- ja magnetväli muutuvad ajas ja ruumis sinusoidaalselt. Valguse difraktsioon: valguse sattumine varju piirkonda. Sõrmede vahelt valgust vaadates saab näha kitsast pilust difraktsiooni. Varju piirkond on see koht, kuhu valgus, mis sirgjooneliselt levib, ei satu. Difraktsioonipilt ja Huygensi-Fresneli printsiibist: Samas faasis olevad lained tugevdavad liitumisel üksteist. Vastasfaasis olevad lained nõrgendavad või kustutavad üksteist liitumisel. Difraktsioon on tühine siis, kui avade mõõtmed on
.. 10.Milles seisneb valguse dispersiooni nähtus? Dispersioon on aine murdumisnäitaja sõltuvus valguse lainepikkusest (või sagedusest). Väiksema lainepikkusega valguslained murduvad enam läbiminekul klaasprismast. Tekib värviline valgusspekter. 11.Milles seisneb valguse polarisatsiooni nähtus? Millisel kahel juhul toimub valguse polariseerumine? Polariseerida saab ainult ristlaineid, seega ka valgust. Valguslaines muutuvad sinusoidaalselt nii elektri kui magnetväli. Nende võnkumised toimuvad teineteisega ristsuundades ja kanduvad ruumis edasi, moodustades valguslaine. 1.) Valguse polariseerumine toimub valguse peegeldumisel. 2.) Valguse polariseerumine toimub ainetes läbi minekul.
5. Piiritingimused ideaalse elektrijuhi pinnal IRM0110_07_piiri.pdf 6. Maxwell'i võrrandid komplekskujul. Väga tähtsad paljudes praktilistes rakendustes (nt. telekommunikatsioonis) on sinusoidaalsed ehk Maxwelli võrrandite ajalis-harmoonilised lahendid. Lisaks saab kõiki perioodilisi välju (ka mitte- sinusoidaalseid) kirjeldada kasutades ajalis-harmooniliste väljade kombinatsioone. Ajalis- harmoonilised E ja H väljad genereeritakse, kui laengute ja voolude tihedused varieeruvad ajas sinusoidaalselt. Reaalaega sisaldavad väljad Maxwelli võrrandites sõltuvad ruumi koordinaatidest ja ajast (nt. ristkülikujulistes koordinaatides E E (x, y, z, t)). Maxwelli võrrandites esitatud suhete lineaarsus garanteerib, et ajas sinusoidaalselt muutuvad laengud ja vooluallikad tekitavad E ja H väljad, mis on ka püsiolukorras sinusoidaalsed. Sel juhul võib ruumi ja aja funktsioonid asendada kompleksse ruumi funktsiooniga korrutatud kompleksteguriga eit. Näiteks:
Valguse dualism seisneb valgusnähtuste kaheses seletamises Mõningaid nähtusi saab seletada ainult valguse laineteooriaga, teisi ainult valguse kvantteooriaga, kolmandaid aga nii üht- kui teistviisi. Iga peatüki STOP märgiga laused. Lk 13. Valguslaine koosneb teineteisega risti olevast elektri- ja magnetväljast, mis on omavahel seotud ja levivad ruumis valguse kiirusega. Valguslaine on ristlaine. Valguslaine elektri- ja magnetväli muutuvad ajas ja ruumis sinusoidaalselt. Valguslaine kirjeldamisel räägitakse ainult elektrivälja muutumisest, sest valguse toime registreerimisel tekitab signaali just elektriväli Valguslaine elektri- ja magnetvälja muutused toimuvad samas faasis. Valguseks nimetatakse elektromagnetlaineid, mille lainepikkus vaakumis jääb vahemikku 380- 760nm. Lk 18. Kõiki värvusi on võimalik saada põhivärvuste abil. Põhivärvused on punane, roheline ja sinine.
korrutame murru nimetaja ja lugeja d -ga saame , c = dx/dt =dx × d /dt× d , ehk : c= d [R(1-cos t)] / d × (d/dt) = R sin t. Asendades = t ,saame c= R sin . kus =2n /60 = n/30 [1/s]. Seega kolvi kiirus vastavalt väntvõlli pöördenurgale: =0, siis c= 0 = 90 , 0 c= R, 23 = 1800 , c=0, = 270 ,0 c = R, = 360 ,0 c=0 Seega kolvi kiirus muutub sinusoidaalselt ,kusjuures väntvõlli ühe täispöörde jooksul kaks kord suureneb maksimuni ja kaks korda läheneb nullile. Arvestades reaalset pumpa , kus pumba keps ei ole lõpmata pikk , siis kiiruse maksimum saabub mitte 90 ja 2700 juures vaid enne 900 ja peale 2700. Kuna pumba kolb liigub pidevalt muutuva kiirusega ,siis ka vastavalt kiirusele muutub pumba tootlikkus . Tootlikkus pumba kolvi kiiruse kaudu avalduna Q = Fc , kus F- on kolvi põhja pindala (määrab pumba mõõtmed)
Olgu kaks liikumatut kontuuri. Kontuuri 1 vool I1, põhjustab magnetvoo 21 kontuuri 2 asukohas. Kui I1 muutub, siis kontuuris 2 indutseeritakse Ei2. Sama olukord on ka kontuuri 2 puhul, kui vool I2 muutub, siis kontuuris 1 indutseeritakse Ei1. Seda nimetatakse vastastikuseks induktsiooniks. Sümmeetria kaalutlustel: 58. Kasutades transformaatori skeemi, tuletage allolevad seosed. Transformaatori töö aluseks on vastastikuse induktsiooni nähtus. E1 on sinusoidaalselt muutuv ja tekitab sinusoidaalse voolu I1. Magnetvoog transformaatori südamikus samuti sinusoidaalne. Tulemuseks on omainduktsiooni elektromotoorjõud primaarmähises ja vastastikuse induktsiooni elektromotoorjõud sekundaarmähises. Primaarmähises: Sekundaarmähises: 59. Lähtudes allolevast seosest, tuletage solenoidi magnetvälja energia avaldis. Vooluga juhe on alati ümbritsetud magnetväljaga. Seega osa elektrivoolu energiast läheb magnetvälja tekitamiseks
Olgu kaks liikumatut kontuuri. Kontuuri 1 vool I1, põhjustab magnetvoo 21 kontuuri 2 asukohas. Kui I1 muutub, siis kontuuris 2 indutseeritakse Ei2. Sama olukord on ka kontuuri 2 puhul, kui vool I2 muutub, siis kontuuris 1 indutseeritakse Ei1. Seda nimetatakse vastastikuseks induktsiooniks. Sümmeetria kaalutlustel: 58. Kasutades transformaatori skeemi, tuletage allolevad seosed. Transformaatori töö aluseks on vastastikuse induktsiooni nähtus. E1 on sinusoidaalselt muutuv ja tekitab sinusoidaalse voolu I1. Magnetvoog transformaatori südamikus samuti sinusoidaalne. Tulemuseks on omainduktsiooni elektromotoorjõud primaarmähises ja vastastikuse induktsiooni elektromotoorjõud sekundaarmähises. Primaarmähises: Sekundaarmähises: 59. Lähtudes allolevast seosest, tuletage solenoidi magnetvälja energia avaldis. Vooluga juhe on alati ümbritsetud magnetväljaga. Seega osa elektrivoolu energiast läheb magnetvälja tekitamiseks
ja lugeja d -ga saame , 11 c = dx/dt =dx × d /dt× d , ehk : c= d [R(1-cos t)] / d × (d/dt) = R sin t. Asendades = t ,saame c= R sin . kus =2n /60 = n/30 [1/s]. Kolvi kiirus vastavalt väntvõlli pöördenurgale: =0, siis c= 0 = 90 , 0 c= R, = 180 ,0 c=0, = 270 ,0 c = R, = 3600 , c=0 Seega kolvi kiirus muutub sinusoidaalselt , kusjuures väntvõlli ühe täispöörde jooksul kaks kord suureneb maksimuni ja kaks korda läheneb nullile. Arvestades reaalset pumpa , kus pumba keps ei ole lõpmata pikk , siis kiiruse maksimum saabub mitte 90 ja 2700 juures vaid enne 900 ja peale 2700. Kuna pumba kolb liigub pidevalt muutuva kiirusega , siis ka vastavalt kiirusele muutub pumba tootlikkus . Tootlikkus pumba kolvi kiiruse kaudu avalduna Q = Fc , kus F- on kolvi põhja pindala (määrab pumba mõõtmed)
Kui liikumise kiiruse valemis c = dx/dt ja üheaegselt jagame ja korrutame murru nimetaja ja lugeja d -ga saame , c = dx/dt =dx × d /dt× d , ehk : c= d [R(1-cos t)] / d × (d/dt) = R sin t. Asendades = t ,saame c= R sin . kus =2n /60 = n/30 [1/s]. Kolvi kiirus vastavalt väntvõlli pöördenurgale: =0, siis c= 0 = 90 , 0 c= R, = 180 ,0 c=0, = 270 ,0 c = R, = 360 ,0 c=0 Seega kolvi kiirus muutub sinusoidaalselt ,kusjuures väntvõlli ühe täispöörde jooksul kaks kord suureneb maksimuni ja kaks korda läheneb nullile. Arvestades reaalset pumpa , kus pumba keps ei ole lõpmata pikk , siis kiiruse maksimum saabub mitte 90 ja 2700 juures vaid enne 900 ja peale 2700. Kuna pumba kolb liigub pidevalt muutuva kiirusega ,siis ka vastavalt kiirusele muutub pumba tootlikkus . Tootlikkus pumba kolvi kiiruse kaudu avalduna Q = Fc , kus F- on kolvi põhja pindala (määrab pumba mõõtmed)
Ei 65. Mis on lainepikkus? lainepikkus kaugus kahe samas faasis võnkuva punkti vahel 66. Mis on laine sagedus? Võngete arv sekundis(ajaühikus) 67. Mis on laine periood? T on võnkumise periood (aeg), mille jooksul võnkumise vaadeldav faas on liikunud edasi lainepikkuse võrra 68. Mis on lainearv? 2 Suurus k = on lainearv 69. Mis muutub sinusoidaalse laine puhul sinusoidaalselt? Laine kaugus x-teljest (hälve) 70. Mis jääb sinusoidaalse laine puhul konstantseks? Aeg, ning amplituud, kui on tegemist sumbumatu võnkumisega 71. Kuidas liiguvad punktid sinusoidaalse ristlaine korral? võnkumised toimuvad laine levimise suunaga ristuvas sihis (risti) 72. Kuidas liiguvad punktid sinusoidaalse pikilaine korral? Pikki lainet, ehk laine levimise sihis 73. Kuidas saab arvutada laine levimise kiirust, kui on teada lainepikkus ja sagedus?
abil homogeenses (ühtlases, ühetaolises) magnetväljas. Keeru pöörlemisel ühtlase kiirusega indutseerub ta otstes muutliku suuruse ning suunaga pinge, mille suurus on võrdeline keerdude (keeru) pinda läbiva magnetvoo muutuse kiirusega. Magnetvoog on magnetilise induktsiooni ja tema vektoriga risti oleva pinna korrutis. = BS ,kus (Wb veeber) magnetvoog, B (T) magnetiline induktsioon, S (m2) antud pind magnetväljas. Jääva nurkkiirusega pöörlemisel tekib sinusoidaalselt muutuv pinge ja vool, millel on võrdne pöörlemissagedusega R XL XC ~ ~ ~ Erinevalt alalisvoolust, kus on üht liiki elektriline takistus, on vahelduvvoolu puhul tegemist kolme liiki elektrilise takistusega. Takistust, milles vahelduvvoolu ahelas elektrienergia muutub täielikult
Joonis 2 Elektromagnetlaine kujutav joonis. Elektriväli muutub mööda z-telge, kuid magnetväli mööda y-telge. (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/35/Onde_electromagnetique.svg) Valguse kui elektromagnetlaine elektriväli ja magnetväli on omavahel risti ja risti ka laine levimissuunaga ruumis. Seega on elektromagnetlaine ristlaine, mille elektri- ja magnetväli muutuvad ajas ja ruumis sinusoidaalselt ja ühes faasis. Seda kirjeldavad järgmised laine matemaatilised võrrandid: elektromagnetlaine elektrilist komponenti kirjeldab võrrand E=E0cos(wt- kx+α0) ja magnetilist komponenti H=H0cos(wt-kx+α0), kus w on laine ringsagedus, k on lainearv, t on laine periood ja x ruumikoordinaat. Vastavalt kvantelektrodünaamika seadustele ei ole elektromagnetlaine ( näiteks valguslaine ) tegelikult pidev, vaid see liigub ruumis “portsjonite” 86
annaabi.ee 
