jп j cos
Демек, төмендегіні жазуға болады
Ф jпS (10.12)
Сонымен S шағын ауданша арқылы өтетін энергия ағыны тығыздығы векторының нормаль құраушысы S ауданшаға көбейткенге тең.
Қалауымызша алынған S беттің кез келген нүктесіндегі j шамасын біле отырып, осы бет арқылы өтетін Ф энергия ағынын есептеп шығаруға болады. Осы мақсатпен бетті S элементар учаскелерге бөлеміз: бұл учаскелердің кішкентайлығы соншалық, оларды жазық деп, ал әрбір S шегінде j вектрын шама жағынан да бағыт жағынан да тұрақты деп санауға болады. Онда әрбір S учаскесі арқылы Ф элементар ағынын (10.12) формуласы бойынша есептеуге болады, әрбір S үшін, S ауданша оранласқан жердегі j вектрының шамасына және осы ауданшаның j вектрымен салыстырғанда бағдарлануына байланысты болатын, j шамасының мәні алынады.
S бет арқылы өтетін толық элементар ағындардың қосындысына тең болады:
ФФ jпS (10.13)
Біз алған өрнек жуықтап алынған өрнек болып табылады. Ф – ның дәл мәнін алу үшін барлық S – ті нольге ұмтылдыу керек. Бұл жағдайда (10.13) қосындысы барлық S бет бойынша алынған интегралға айналады:
(10.14)
(10.15) формула беттің әр түрлі нүктелеріндегі энергия ағынының тығыздығы мен осы бет арқылы өтетін энергия ағыны арасындағы байланысты береді.
Сфералық толқынның толқындық беті арқылы өтетін энергия ағынын есептейік. Толқындық беттің барлық нүктесіндегі энергия ағыны тығыздығы векторының нормаль құраушысы бірдей және оның орташа мәні мынадай болады:
(аr – толқын көзінен r қашықтықтағы толқын амплитудасы).
(10.14) формуладағы jп – дің тұрақты мәнін интеграл таңбасының сыртына шығарсақ мынаны аламыз:
Егер толқын энергиясы ортада жұтылмаса, радиусы кез келген сфера арқылы өтетін орташа энергия ағынының мәні бірдей болады:
Осыдан сфералық толқынныңы аr амплитудасы толқын көзінен қашықтыққа кері пропорционал болатындығы көрінеді (4.9) теңдеуіне қараңыз.
4 – параграфта біз, толқын энергиясы ортада жұтылмаған жағдайда ғана, жазық толқынының амплитудасы тұрақты болғандықтан атап кеттік. Олай болмаған жағдайда толқынның интенсивтілігі толқын көзінен алыстаған сайын біртіндеп кемиді – толқынның өлшеуі байқалады. Тәжірибе көрсеткендей, мұндай өшу экспоненциялдық заң бойынша өтеді. Мұның өзі толқын амплитудасы х қашықтыққа байланысты a = a0 e-x заңы бойынша кемиді
(10.15)
шамасы толқының өшу кооэфициенті (немесе жұтылу кооэфициенті) деп аталады. Оның өлшемділігі ұзындықтың өлшемділігіне кері болады. - ға кері шама толқын амплитудасы е есе кемитін қашықтыққа тең екендігіне оңай көз жеткізуге болады.
(10.10) бойынша (10.15) толқын интенсивтілігі х қашықтығына байланысты төмендегі заң бойынша кемиді:
(10.16)
Жұтатын ортада таралатын сфералық толқынның теңдеуі былай жазылады:
(10.17)
Достарыңызбен бөлісу: |