Оқулық физика 9 проект башарұлы Р. т б



Pdf көрінісі
бет17/26
Дата12.03.2020
өлшемі5,74 Mb.
#60009
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   26
Байланысты:
Fiz 9KZ

§32.
 
ЕрКіН ЭЛЕКтрМАгНИттіК тЕрБЕЛіСтЕр
1. 8-сынып физикасында (§4) денелердің ішкі энергиясын өзгертудің 
бір  жолы 
сәуле  шығару  немесе  сәулені  жұту  деген  едік.  Сәулелердің 
электрмагниттік толқындық табиғатымен жоғары сыныптарда таны- 
сасыңдар дегенбіз. Енді, міне, электрмагниттік тербелістер мен толқын-
дарды  қарастырудың  кезегі  келді. 
Физикада  сәуле  деп  электр  өрісі 
мен магнит өрісінің бір-біріне кезектесе түрленіп, кеңістікте электр-
магниттік толқын түрінде таралуын айтады.
Электрмагниттік тербелістердегі электр және магнит өрістерінің бір-
біріне түрленуі механикалық тербеліс жүйелеріндегі серпімді немесе ма-
тематикалық маятниктердің потенциалдық және кинетикалық энергия-
ларының түрленулеріне ұқсас орындалады. Сондықтан электрмагниттік 
тербелістерді  түсіндіру  үшін  де  механикалық  тербелістерде  қолданған 
ұғымдар  мен  терминдерге  сүйенеміз;  өйткені 
тербелмелі жүйе, жиілік, 
период т.с.с. ұғымдар барлық тербелістерде де өзгеріссіз бірдей мағынада 
қолданылады.
Механикалық тербеліс жүйесінің неден тұратынын білетініміз сияқты 
электрмагниттік тербеліс жүйесінің де неден тұратынын білуіміз шарт. 
Электрмагниттік  тербеліс  жүйесі  өзімізге  8-сыныптан  таныс  (қара:  §21 
және  §34)  әраттас  ±
q  зарядтармен  зарядталған  астарларының  арасында 
кернеулігі 
E

 
электр  өрісін  туғызатын  сыйымдылығы  С  конденсатор-
дан  және  бойынан  I  ток  өткенде  төңірегінде  индукциясы  B

 
магнит 
өрісін туғызатын индуктивтілігі L шарғыдан тұрады (сурет 5.20).
+
   –
   а)   
        
ә)  
 
   
б)   
    
в)
q    –q
R
L
 1
K
 2
E

E

B

= 0
B

B

= 0
E

= 0
C
TOK
 

Сурет 5.20. Электрмагниттік тербелмелі жүйе (тербелмелі контур)
Сыйымдылығы С электр конденсаторы мен индуктивтілігі L шар-
ғыдан  тұратын  электрмагниттік  жүйені  тербелмелі  контур  деп 
атайды.

188
ПРОЕКТ
Халықаралық  бірліктер  жүйесінде  конденсатордың  сыйымдылығы 
фарадпен (Ф), ал шарғының индуктивтілігі генримен (Гн) өлшенетінін 
білеміз.
Электрмагниттік  тербеліс 
деп  тербелмелі  контурда  электр  және 
магнит өрістерінің периодты (немесе шамамен периодты) түрде өз-
геріп отыруын айтады.
2.  Электрмагнит  тербелістердің  периодының  аналитикалық  өрнегін 
эксперименттік және теориялық зерттеулер нәтижелерін қорытындылап, 
ағылшын физигі У. Томсон анықтады. Ол тербеліс периоды мен тербел-
мелі контурдың сыйымдылығы және индуктивтілігі арасындағы тәуелді-
лік байланысты былайша тұжырымдады. 
Электрмагниттік тербелістің периодының квадраты тербелмелі 
контур  конденсаторының  сыйымдылығы  мен  шарғысының  индук-
тивтілігіне тура пропорционал:
Т
2
 = (2)
2
.
Томсон  формуласы  деп  аталатын  бұл    өрнекті  мына  түрде  де  жаза 
аламыз:
                                  
Т = 2 LC 
 
 
   (5.21)
3. Енді кедергі күштері әрекет етпейтін тұйық механикалық және 
электрмагниттік жүйелерді өзара салыстыра отырып, тербелмелі кон-
турда пайда болатын электрмагниттік тербелісті сипаттайық. Ол үшін 
тербелмелі  контурдың  конденсаторын  тұрақты  ток  көзіне  кілтпен  қо-
сып (сурет 5.20, 
а), зарядтап алайық. Сонда оның астарлары әраттас ±q 
зарядтармен зарядталады да, олардың арасында кернеулігі 
E

 
электр 
өрісі  пайда  болады  (сурет  5.20,  ә  және  5.21,  а,  1-).  Сыйымдылығы  С 
конденсатордың  электр  өрісінің  энергиясы 
W

=
 СU
2
/2  формуласымен 
анықталатыны 8-сыныптан белгілі. Мұндағы 
= (
1
  
2
) – конденсатор 
астарларының  арасындағы 
потенциалдар  айырымы  кернеу  деп  ата-
латынын  білеміз.  Тербелмелі  контурдағы  бұл  құбылыс  механикалық 
тербелістегі  серіппені  сыртқы  күштің  әрекетінен 
х  аралығына  созып 
(сурет  5.21,  1-, 
ә),  оған  W
п
  =  kx
2
/2  потенциалдық  энергия  бергенге 
ұқсайды.
Бұдан  кейін  серіппені  сыртқы  күштен  айырып,  конденсаторды  да 
ток  көзінен  ажыратып,  шарғыға  қосамыз  да,  тербелмелі  контур  мен 
серіппелі  маятникті  өз  еріктеріне  жібереміз  (сурет  5.21,  2-).  Сөйтіп, 
ешқандай  кедергі  жоқ  болса,  электрмагниттік  жүйе  де  (сурет  5.21, 
а),  механикалық  жүйеде  (сурет  5.21,  ә)  еркін  гармоникалық  тербеліс 
жасай бастайды (сурет 5.21, 
б).

189
ПРОЕКТ
2-жағдайда  электрмагниттік  тербелмелі  жүйенің  конденсаторын-
дағы  зарядтар  қарама-қарсы  қозғалып,  электр  контурында  сағат  тілі 
жүрісінің  қарсы  бағытымен 
I  ток  жүреді  де,  шарғыда  магнит  өрісі 
пайда  болады  (сурет  5.20, 
б  және  сурет  5.21,  2-,  а).  Сөйтіп,  t  =  T/4 
уақыт  өткенде  конденсатордың  электр  өрісінің  кернеулік  векторы 
бірте-бірте нөлге дейін азаяды (
E

= 0), оның есесіне шарғының магнит 
өрісінің  индукция  векторының  шамасы  максимумға  жетеді  (
B

=
B
ì
 


де,  энергиясы 
W
В 

LI
2
/2  формуласымен  анықталады.  Бұл  уақытта 
серіппеге  бекітілген  жүктің  жылдамдығы  да  (ендеше,  кинетикалық 
энергиясы да) максимум шамасына жетеді (ϑ = ϑ
м
). Осылайша серіппенің 
потенциалдық энергиясы тұтасымен дененің 
W
к 

mϑ
2
/2 кинетикалық 
энергиясына ауысады (сурет 5.21, 2-, 
ә).
3-жағдайда, яғни 
T/2 уақыт өткенде конденсатордың бұрынғы 
оң зарядталған астары енді теріс зарядпен, ал екінші астары керісінше 
оң  зарядпен  зарядталады  (сурет  5.20,   
в),  сөйтіп  олардың  қозғалысы 
бір  сәтке  тоқтайды.  Бұл  кезде  конденсатор  астарларының  арасында 
бұрынғы  өріске  қарама-қарсы  электр  өрісі  пайда  болады  (
E

=
E
ì
 


W


СU
2
/2),  ал  шарғының  магнит  өрісі  нөлге  теңеледі  (
B

= 0; 
W
В
  

LI
2
/2 = 0). Сол сияқты серіппеге бекітілген жүк те бір сәтке тоқтап 
(ϑ  =  0),  кинетикалық  энергиясы  толығымен  серіппенің 
W
п
  =  kx
2
/2 
потенциалдық энергиясына ауысады (сурет 5.21, 3-, 
ә).
4-жағдайда, яғни 
= 3T/4 уақыт өткенде 2-жағдайда сипатталған 
 
      а)  
     
ә)   
 
      
б)
1 -
2 -
3 -
4 -
5 -
q
q
q
I
I
x
x
v
v
x
1
4
T
1
2
T
3
4
T
T
0
qx
J, v
t
t
1
4
T
1
2
T
3
4
T T
Сурет 5.21. Электрмагниттік және механикалық тербелістер жүйелері

190
ПРОЕКТ
құбылыс кері бағытта қайталанады. Зарядтардың орын ауыстырулары 
кезінде тербелмелі контурда 
I электр тогы бұрынғы бағытына қарама-
қарсы  бағытта  жүріп  (сурет  5.21,  4-, 
а),  конденсатордағы  электр  өрі-
сінің кернеулік векторы нөлге теңеледі (
Е = 0; W


СU
2
/2 = 0), оның 
есесіне  шарғыдағы  магнит  өрісінің  индукция  векторының  шамасы 
максимум  өседі  (
В  =  –В
м

W
В 

LI
2
/2).  Осыған  ұқсас  құбылыс  меха-
никалық жүйеде де орын алады: серіппенің потенциалдық энергиясы 
кері бағытта қозғалған дененің 
W
к 

mϑ
2
/2 кинетикалық энергиясына 
толығымен ауысады (сурет 5.21, 4-, 
ә).
5-жағдайда, яғни бір периодқа тең уақыт өткенде (
T) 3-жағдайда 
сипатталған  құбылыс  кері  бағытта  қайталанады  да,  электрмагниттік 
тербелмелі жүйе мен механикалық тербелмелі жүйе ең алғашқы күй-
леріне қайта оралады. Міне, осылайша тербеліс екі жүйеде де периодты 
қайталанып, жалғаса береді. Мұндай периодты қайталанып отыратын 
тербелістердің  графиктері  синусоидалық  қисықтармен  бейнеленеді 
(сурет 5.21, 
б).
Сонымен,  еркін  электрмагниттік  тербеліс 
деп  сыртқы  ортамен 
энергия алмаспайтын тұйық тербелмелі электр контурында  пайда 
болатын тербелісті айтады.
4.  Біз  жоғарыда  электрмагниттік  және  механикалық  жүйелердегі 
тербелістерді сипаттағанда оларға әрекет ететін кедергі күштерін ескер-
медік. Алайда абсолют тұйық жүйе өмірде де, табиғи ортада да кездеспей-
ді.  Сондықтан  механикалық  тербеліс  жүйелерінде  олардың  механика-
лық  энергиялары  үйкеліс  күштерін  жеңу  жұмыстарына  шығындалады 
да, тербеліс бірте-бірте өшетін болады (сурет 5.17).
Сол  сияқты  тербелмелі  контурда  да  тізбекке  жалғанған  әртүрлі 
өткізгіштер мен құралдардың 
R электр кедергілерін (сурет 5.20, а) жоқ-
қа  шығара  алмаймыз.  Мұндай  шынайы  жағдайда  тербелмелі  контурда 
алма-кезек пайда болатын электр өрісі мен магнит өрісінің энергиялары 
да тізбектегі кедергіде бөлінетін Джоуль–Ленц жылуына шығындалады. 
Сөйтіп,  сырттан  энергия  толықтырылып  отырмаса,  тербелмелі  контур-
дағы электрмагниттік тербеліс те өшетін болады.
1. Тербелмелі контур деп нені айтады және ол қандай физикалық шама-
лармен сипатталады?
2.  Электрмагниттік тербеліс деп қандай тербелісті айтады?
3.  Электрмагниттік тербелістің  периоды қандай формуламен анықталады?
Сұрақтар
?

191
ПРОЕКТ
4. Еркін электрмагниттік тербеліс деп қандай тербелісті айтады және ол 
қалай алынады?
5. Не себептен электрмагниттік тербеліс өшетін тербеліске айналады?
6. Төмендегі мысалда келтірілген есептің шығару жолдарын түсіндіріңдер.
Есеп шығару мысалы
1-есеп. Сыйымдылық 2 мкФ болған кезде 1000 Гц жиілік алу үшін 
тербелмелі контурға қандай индуктивтілік қосу керек?
Берілгені
 ХБЖ
бойынша
С = 2 мкФ
ν = 1000 Гц
L – ?
С
 
=
 
2 · 6
–6
 Ф
Есеп мазмұнын талдау
Контурдағы  электрмагниттік  тербелістер 
периоды Томсон формуласы анықталады:
                    T = 2π LC .                       (1)
Тербеліс жиілігі
 
  
ν =
1
T
.  
            
               (2) 
болғандықтан, (1) мен (2) өрнектерден: 
1
2
ν
π
=
LC;  бұдан
                                          
ν
π
=
1
2
LC

 
                        (3)
Осы (3) теңдеудің екі бөлігін де квадраттап, контурдың индуктивті-
лігін анықтаймыз: 
ν
π
2
2
1
4
=
LC
; Бұдан  
L
C
=
1
4
2 2
π ν
.
Шешуі:
L
=
(
) (
)
=
=


1
4 3 14
1000
2 10
12 66 10
12 66
2
2
6
3
· ,
·
· ·
,
·
,
Ãö
Ô
Ãí
ìÃí .
Жауабы:  12,66 мГн.
1.  Тербелмелі контур сыйымдылығы 50 мкФ конденсатордан және индук-
тивтілігі 50 Гн шарғыдан тұрады. Контур тербелісінің периоды қандай?
2.  Тербелмелі  контур  сыйымдылығы  2  пФ  конденсатордан  және  индук-
тивтілігі 10 мкГн шарғыдан тұрады. Контурдың еркін тербелісінің жиі-
лігі қандай?
3.  Сыйымдылығы 50 пФ конденсаторы бар тербелмелі контур 10 МГц жиі-
лікте тербеліс жасайды. Оның шарғысының индуктивтілігі қандай?
Жаттығу 5.6

192
ПРОЕКТ
4.  Тербелмелі контур сыйымдылығы 250 пФ конденсатордан және индук-
тивтілігі  10  мкГн  шарғыдан  тұрады.  Еркін  тербелістің  жиілігі  мен 
периодын анықтаңдар.
5.    Индуктивтілігі  1,3  мГн  шарғыны  пайдаланып,  жиілігі  3  мГц  болатын 
тербелмелі  контурды  жинау  үшін  конденсатордың  сыйымдылығы 
қандай болуы керек?
1.  Толқындық  қозғалыс.  Өткен  тарауда  біз  жеке  тербелмелі  жүйе-
лердегі тербелістерді қарастырдық. Алайда дене тербелетін ортада қан-
дай  құбылыс  орын  алатыны  қарастырылмады.  Әрине,  ортаның  да  дене 
тербелісінен тыс қалмайтыны анық.
Мысалы, суға лақтырылған тастың түскен жерінде ойыс пайда болып, 
оның төңірегінде ығысқан су дөңгелек 
сақина  пішінді  өркеш  түзеді  (сурет 
5.22).  Бұл  өркеш  сол  мезетте-ақ  жан-
жағына қарай кеңейе отырып, тастың 
түскен  жерінен  алыстай  бастайды. 
Біріншіден  кейін  екінші,  содан  соң 
үшінші т.с.с. өркештер пайда болады. 
Өркештер бір-бірінен ойыстармен бөлі-
неді. Су бетінде байқалған бұл процесс 
толқындық  қозғалыс  болып  табыла- 
ды. Мұндағы ең маңызды ерекшелік – 
су толқынмен бірге ығыспайды. Расын-
да  да,  суда  қалқып  жүретін  кез  келген  дене  толқынның  өркештеріне 
келгенде  көтеріліп,  ойыстарына  келгенде  төмен  түсіп,  тербеліп  қана 
тұратынын байқауға болады.
2.  Серпімді  ортадағы  толқындардың  таралуы.  Егер  серпімді  орта-
ның  қандай  да  бір  жерінде  оның  бөлшектерінің  тербелісін  тудырса, 
онда тербеліс осы ортада 
v жылдамдықпен тарала бастайды. Тербелістің 
серпімді  ортада  таралуына  бір  ұшы  вертикаль  тірекке  бекітілген  ұзын 
жіп  мысал  бола  алады  (сурет  5.23, 
а).  Жіптің  екінші  ұшы  серіппеге 
ілінген  жүкке  жалғанып,  оның  көмегімен  тербелмелі  қозғалысқа  кел- 
тіріледі.  Бұл  кезде  жіп  бойымен  тербелістер  тарай  бастайды,  яғни 
толқындық қозғалыс туындайды.
Сурет 5.22.
Су бетіндегі толқын
§33.
 
тОЛҚЫНдЫҚ ҚОЗҒАЛЫС

193
ПРОЕКТ
 
      а)  
 
   
ә)
б)
Сурет 5.23
Тірек
Серіппенің  тербелісі  кезінде  жіптің  бірінші  бөлшегі  (түсінуге  оңай 
болу үшін оны біреу деп есептейік) тепе-теңдік күйінен шығып, серіппеге 
ілінген  жүк  сияқты  онымен  ілесе  жоғары-төмен  тербеле  бастайды 
(сурет  5.23, 
ә).  Жіптің  осылай  деформациялануы  кезінде  туындайтын 
серпімділік  күші  әрекетінен  бірінші  бөлшектен  кейін  кезекпен  жіптің 
келесі бөлшектері де тербеледі (сурет 5.23, 
б). Олардың әрқайсысы бір-
бірінен  кешеуілдеп  жоғары-төмен  ауытқып,  өзінің  тепе-теңдік  күйінің 
айналасында тербеліс жасайды. Бөлшектердің кешігуі олардың арасында 
серпімділік  күштерінің  пайда  болуына  белгілі  бір  уақыттың  қажет  бо-
луынан туындайды. Сондықтан жіптің келесі бөлшектері алдыңғылары-
на қарағанда кешігіп тербеледі.
Тербелістердің серпімді ортаның бір бөлшегінен келесі бөлшегіне 
таралу процесі механикалық толқын деп аталады.
3. Ортаның бөлшегі тербеліс жасауы үшін оған энергия берілуі қажет. 
Бұл  энергия  толқын  көзінен  немесе  тербелмелі  қозғалыс  жасап  тұрған 
көршілес бөлшектерден беріледі. Толқынмен бірге бір бөлшектен екінші 
көршілес бөлшекке тербелмелі қозғалыс күйі және оның энергиясы ғана 
беріледі. Сондықтан барлық толқындардың маңызды қасиетіне олардың 
табиғатына тәуелсіз бөлшектерді емес, энергияны тасымалдауы жатады.
Сонымен, толқын тек энергияны ғана тасымалдайды.
4.  Көлденең  толқындар.  Біз  қарастырған  мысалдардағы  толқындар 
көлденең толқындар деп аталады, өйткені орта бөлшектері толқынның 
таралу бағытына перпендикуляр бағытта тербеледі (сурет 5.23, 
ә және б).
Көлденең толқын 
деп бөлшектерінің тербелісі толқынның таралу 
бағытына перпендикуляр болатын толқынды айтады.
Көлденең толқындар серпімділік күштері әрекетінен ғана туындайды. 
Мұндай  қасиет  тек  қатты  денелерге  ғана  тән.  Сұйықтар  мен  газдарда 
олардың  аққыштығы  салдарынан  қабаттардың  ығысуы  кезінде  серпім-
ділік күштері пайда болмайды.

194
ПРОЕКТ
Алайда біз жоғарыда сұйық бетінде де көлденең толқындар пайда бо-
луы мүмкін екенін қарастырдық. Бірақ олар серпімділік күші әрекетінен 
емес, ауырлық және беттік керілу күштері әрекетінен туындайды, сон-
дықтан да оларды кейде 
гравитациялық толқындар деп те атайды.
5.  Бойлық  толқындар.  Егер  толқын  тарайтын  ортаның  бөлшектері 
толқынның  таралу  бағыты  бойымен  тербелсе,  онда 
бойлық  толқындар 
пайда  болады.  Бойлық  толқындардың  пайда  болуын  бір  ұшы  тірекке 
бекітілген серіппенің көмегімен бақылайық (сурет 5.24). Егер серіппенің 
бос  ұшы  жағынан  горизонталь  бағытта  соққы  жасасақ  (сурет  5.24, 
а), 
онда  серіппе  бойымен 
сиреулер  мен  шоғырланулардан  тұратын  толқын 
жүгіріп өтеді. Ал вертикаль бағытта соққы жасасақ (сурет 5.24, 
ә), онда 
көлденең толқын пайда болады.
а)
ә)
Сурет 5.24. 
а) бойлық, ә) көлденең толқындар
сиреу
тірек
шоғыр
Бөлшектерінің  тербелісі  толқынның  таралу  бағытында  жүзеге 
асатын толқынды бойлық толқын деп атайды.
Бойлық  толқындарды 
қума  толқындар  деп  те  атай  береді.  Бойлық 
толқындарда  бөлшектер  бір-біріне  жақын  келген  жерінде  қысым  біраз 
артады, бұл бөлік 
шоғырлар деп аталады (сурет 5.25, а). Бөлшектердің 
ауытқуы кезінде бірбірінен алыстайтын бөліктер 
сиреулер деп аталады, 
бұл  бөлікте  қысым  біраз  кемиді.  Әрбір  көршілес  шоғырланулардың 
арақашықтығы көршілес сиреулердің арақашықтығындай болады және 
бұл қашықтық  толқын ұзындығына тең (сурет 5.25).
Толқын  жылдамдығын  жиілікпен  және  толқын  ұзындығымен  бай-
ланыстыратын  көлденең  толқынға  қатысты  формула  бойлық  толқын 
үшін де жарамды. Бойлық толқын кез келген газ тәрізді, сұйық, қатты 
орталарда  пайда  болып,  таралады.  Өйткені  осы  орталардың  бәрінде 
сығылу  немесе  созылу  кезінде  көршілес  қабаттардың  арасында  әрекет 
ететін серпімділік күші пайда болады.
6.  Толқын  ұзындығы.  Қарапайым  гармоникалық  немесе  синусоида-

195
ПРОЕКТ
лық толқындар практикалық жағынан маңызды болып табылады. Олар 
бөлшектер тербелісінің 
Т периодымен, 
ν жиілігімен және λ толқын ұзын-
дығымен  сипатталады.  Толқынның  маңызды  сипаттамаларының  біріне 
толқын ұзындығы жатады.
Толқын ұзындығы 
деп бір периодқа тең уақыт аралығындағы тол-
қынның тараған арақашықтығын айтады.
Төмендегі көріністе көршілес екі өркештің (немесе ойыстың) арақа-
шықтығы  толқын ұзындығымен сәйкес келеді (сурет 5.25).
Сурет 5.25: 
а) көлденең, ә) бойлық толқындардың таралуы
а)
ә)
λ
λ
7. Толқынның таралу жылдамдығы. Механикалық толқын серпімді 
ортада таралатындықтан, оның таралу жылдамдығы ортаның қасиетіне 
байланысты. Толқынның бір ортадан екінші бір ортаға өтуі кезінде оның 
жылдамдығы өзгереді, ал біртекті ортада белгілі бір тұрақты 
v жылдам-
дықпен тарайды.
Толқын жылдамдығы 
деп толқын ұзындығының периодқа қатына-
сын айтады.
                                             v = /T                                       (5.22)
Ал 
Т тербеліс периоды ν тербеліс жиілігімен  T
=
1
ν
 қатынасы арқы-
лы байланысқан, ендеше толқын жылдамдығы мына өрнекпен де анық-
талады: 
v = .
8.  Сейсмикалық  толқындар.  Үлкен  ауқымдағы  қатты  денелердегі 
толқындық қозғалысқа жер сілкінісі кезіндегі тербелістердің таралуы 
жатады.
Жер сілкіну ошағынан немесе қандай да бір күшті жарылыстар-
дан кейін Жер астында таралатын толқындар сейсмикалық толқын-
дар 
деп аталады.
Жер негізінен қатты болғандықтан, онда толқындардың екі түрі – 
көлденең және қума толқындар бір мезгілде тарала алады. Бұл толқын- 
дар  әртүрлі  жылдамдықпен  таралады.  Мысалы,  500  км  тереңдікте 

196
ПРОЕКТ
сейсмикалық  көлденең  толқындардың  жылдамдығы  ≈5км/с,  ал  қума 
толқындардың  жылдамдығы  ≈10  км/с.  Жер  сілкіну  ошағынан  алыс 
орналасқан байқау стансысы алдымен бойлық, ал кейінірек көлденең 
толқындарды қабылдайды.
Жер сілкіну ошағынан келген тербелістерді тіркейтін 
сейфсмограф 
деп аталатын құралдардың көмегімен жер сілкіну ошағына дейінгі қа-
шықтық және тербеліс қарқындылығы анықталады.
Қазақстанның оңтүстік-шығыс аймақтары жоғары сейсмикалық ай-
мақтарға жатады. Соңғы жүз жыл аралығында бұл аймақта екі рет күші 
(Рихтер шкаласы бойынша) 9–10 балдық, екі рет 7–8 балдық, жүзден 
астам 6 балл шамасындағы жер сілкінісі болды. 6–7 балдық жер сілкі-
нісінің өзі көптеген шығындарға ұшыратады. Қазіргі кезде Қазақстан-
да 41 сейсмикалық стансы Жер сілкіністерін үзбей бақылайды.
1. Толқын немесе толқындық қозғалыс дегеніміз не? Оның қандай ерекше-
лігі бар?
2. Көлденең толқын қандай ортада қалай пайда болады? Бойлық толқын ше?
3. Су бетінде не себептен көлденең толқындар пайда болады? Сұйықтарда 
негізінен бойлық толқындар туындайды деген қағида сұйықтың қандай 
қасиетіне негізделген?
4. Толқын ұзындығы дегеніміз не?
5. Сейсмикалық толқын деп қандай толқындарды айтады?
6. Төмендегі мысалда келтірілген есептің шығару жолдарын түсіндіріңдер.
Есеп шығару мысалы
Есеп 1. Балықшы су айдынындағы толқынды бақылай отырып, қалт-
қысының жанынан 10 с ішінде толқындардың 3 өркеші өткенін байқады. 
Толқынның  ұзындығы  мен  оның  тербеліс  жиілігі  қандай?  Толқынның 
таралу жылдамдығын 2 м/с-қа тең деп есептеңдер.
Сұрақтар
?
Берілгені
= 10 c
N = 3 өркеш
= 2 м/с
 – ? ν – ?
Есеп мазмұнын талдау
Толқын ұзындығы
                               
λ
ν
=
=
vT
v
                               (1)
формуласымен  анықталады,  мұндағы 
v  –  толқын  жыл-
дамдығы,  ν =  1/Т  –  тербеліс  жиілігі  және 
Т  –  тербеліс 
периоды.

197
ПРОЕКТ
5.26-суреттен  3  өркешке  2  толқын 
ұзындығы  сәйкес  келетінін  байқаймыз, 
яғни толық тербелістер саны да 2-ге тең: 
n

=  2.  Олай  болса,  тербеліс  периоды 
T
t
n
=
2
, өрнегімен анықталады.
Шешуі: 
ν
ν
= =
=
=
=
=
=
1
2
10
0 2
1
0 2
2
0 2
10
2
T
n
t
c
c
;
,
,
;
,
.
Ãö
ì/ñ
Ãö
ì

Жауабы: 10 м; 0,2 Гц.
1. Су айдынына тас тастағанда толқындар пайда болды. Су бетінде қалқып 
жүрген кішкене дене 15 с ішінде 6 рет жоғары көтеріліп, төмен түсті. 
Егер толқын өркештерінің арақашықтығы бір-бірінен 40 см қашықтық-
та болса, онда су айдынында тарайтын толқын жылдамдығы неге тең 
болады?
2. Теңіз бетіндегі қатар екі толқынның арақашықтығы 4 м. Толқында тер-
белген қайық тербелісінің периоды 1,5 с. Толқын жылдамдығы неге тең?
3.  Серпімді  жіпті  бойлай  20  м/с  жылдамдықпен  көлденең  толқындар 
таралады. Тербеліс периоды 0,5 с. Толқын ұзындығы қандай?
№4 зертханалық жұмыс
Беттік толқындардың таралу жылдамдығын анықтау
Жұмыстың  мақсаты:  судағы  беттік  толқындардың  таралу  жылдамдығын 
анықтау.
Құрал-жабдықтар: зертханалық жұмыстарға арналған ұзын-дығы 0,5–1 м 
болатын  кең  ыдыс,  қалтқы,  пластилин,  секундтық  бөліктері  бар  сағат  немесе 
секундомер, сызғыш. 
Жұмысты орындау.
1. Ыдысты үстел үстіне қойып, оның ішіне су құйыңдар.
2. Ыдыс ернеуінің бір шетіне қалтқы салыңдар, ал оның қарсы шетінен су 
бетіне кішірек тасты тастап жіберіңдер.                           
3. Осы кезде пайда болатын толқулардың қалтқыға дейін та-ралу уақытын 
өлшеңдер.
4.  Мұндай  тәжірибені  бірнеше  рет  қайталап,  толқынның 
l  қа-шықтыққа 
тарайтын уақытының орташа мәнін анықтаңдар.
5. Толқынның таралу жылдамдығын есептеңдер.
6. Алынған нәтижелерді кестеге жазыңдар.
Сурет 5.26
Жаттығу 5.7

198
ПРОЕКТ
Тәжірибе
реті
Уақыт
tc
Уақытттың 
орташа мәні
t
орт.

с
Қашықтық,
lм
Толқын
жылдамдығы,
v, м/с
1.
2.
3.
4.
5.
7. Өлшеу дәлдігін бағалаңдар.
1.  Тербеліс  жиілігі  16  Гц-тен  20  000  Гц-ке  дейінгі  механикалық 
толқындар адамда дыбыс әсерін тудырады. Сондықтан мұндай толқын-
дарды  дыбыс  толқындары  немесе  акустикалық  толқындар  (грек.  akus-
tikos – дыбыс) деп атайды.
Сурет 5.27. Дыбыс көзі – Құрманғазы атындағы халық аспаптар оркестрі
Жиілігі 20 000 Гц-тен жоғары толқындар 
ультрадыбыс-тар, 16 Гц-
тен төменгі 
инфрадыбыстар деп аталады. Бұл дыбыстарды адам құлағы 
қабылдамайды.  Кейбір  тіршілік  иелері  20–30  мың  Гц-ке  (мысалы, 


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   13   14   15   16   17   18   19   20   ...   26




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет