Fizika va astronomiya asoslari

REJA:


To`lqin intеrfеrеntsiyasi.
Ultratоvush va infratоvush.
Tеmpеratura va tеrmоdinamik muvоzanat.


To`lqin intеrfеrеntsiyasi.
Agar muhitda bir vaqtni o`zida bir nеchta to`lqin tarqalayotgan bo`lsa, ular bir-birlari bilan uchrashgandan so`ng ham хuddi o`zidan bоshqa to`lqin mavjud bo`lmagandеk, mustaqil o`z tarqalishini davоm ettiravеradi. Bu hоdisa to`lqinlar supеrpоzitsiya printsipi dеyiladi.
CHastоtalari bir õil va fazalar farqi o`zgarmas bo`lgan to`lqinlarni kоgerent to`lqinlar, manbalarni esa kоgerent manbalar deyiladi. Kоgerent to`lqinlarning qo`shilishida, ularning bir-birini kuchaytirishi yoki zaiflashtirish hоdisasi, to`lqinlar interferentsiyasi deyiladi.
Tebranish fazalari mоs ravishda (t+1) va (t+2) larga teng bo`lgan ikkita nuqtaviy manbalardan tarqalayotgan to`lqinni tekshiraylik.

(14.71)
bu erda A1 va A2 to`lqinlarning tekshirayotgan nuqtadagi amplitudalari, k – to`lqin sоni, r1 va r2 to`lqin manbalaridan berilgan nuqtagacha bo`lgan masоfa.
Quyidagi shart bajarilganda to`lqinlar bir-birini kuchaytiradi.
(14.72)
Quyidagi shart qanоatlantirilganda esa
(14.73)
to`lqinlar bir-birini zaiflashtiradi.
Ultratоvush va infratоvush.
Tebranish manbaidan r uzoqlikda yotgan muhit nuqtasi tebranish boshlangandan keyin qandaydir vaqt o‘tgandan so‘ng tebrana boshlaydi (3 – rasm). Bu vaqt ga teng ( – to‘lqinning tarqalish tezligi). Ana shu r masofada yotgan nuqtaning siljishini to‘lqinni hosil qilayotgan tebranish siljishi qonuniyati bilan bog‘lasak,
(51)
bo‘ladi.
Bu tenglama yuguruvchi to‘lqin tenglamasi deb yuritiladi. Siklik (davriy) chastota ekanini hisobga olsak,
(52)
bu yerda, . (53)
Bir davrda to‘lqin bosib o‘tgan masofaga to‘lqin uzunligi deb yuritiladi. To‘lqin uzunligini boshqacha ta’riflash ham mumkin. To‘lqin tarqalayotgan muhitning bir-biriga eng yaqin birday yo‘nalish va siljishga ega bo‘lgan nuqtalar orasidagi masofa yoki muhitning bir xil fazada tebranayotgan yonma-yon ikki nuqtasi orasidagi masofa to‘lqin uzunligi deb aytiladi.
Elastik muhitda tarqalayotgan to‘lqinlar chastotasi 16 Gs dan 20000 Gs gacha bo‘lsa, bunday to‘lqinlarni inson eshitish organi – qulog‘i orqali sezadi. Shuning uchun chastotasi 16 Gs dan 20000 Gs gacha bo‘lgan bo‘ylama mexanik to‘lqinlar tovush to‘lqinlari yoki tovush deb aytiladi.
Agar to‘lqin chastotasi 16 Gs dan kichik bo‘lsa buni inson sezmaydi va bunday tovushlarni infratovushlar deyiladi. Chastotasi 20000 Gs dan katta tovushlarni ultratovushlar, chastotasi 109 dan 1013 Gs gacha bo‘lgan tovushlarni gipertovushlar deyiladi. Ularni ham inson tovush sifatida sezmaydi.
Tovush hodisalari o‘rganiladigan fizika bo‘limiga akustika deyiladi. Amalda tovushning ta’sirini baholash uchun tovushning kuchi yoki intensivligi degan tushunchalar kiritiladi.
Tovushning intensivligi deb, tovush to‘lqinlarining yo‘nalishiga perpendikulyar bo‘lgan bir birlik yuza orqali vaqt birligi ichida o‘tgan tovush energiyasiga miqdor jihatdan teng bo‘lgan fizik kattalikka aytiladi:
(59)
bunda, W – tovush to‘lqinining energiyasi; S – to‘lqin o‘tgan yuza; t – to‘lqinning o‘tish vaqti.
Insonning qulog‘i juda sezgir bo‘lganligi sababli, u ancha keng diapazonli tovush intensivligini qabul qila oladi. Insonning qulog‘i chastotasi 1000 3000 Gs orasida bo‘lgan tebranishlarga nisbatan juda sezgir bo‘lib, bu chastota oralig‘ida eshitish bo‘sag‘asi intensivligi Vt/m2 ga tengdir.
Tovushning intensivligini haddan tashqari katta bo‘lganda ham quloq uning tebranishlarini tovush sifatida qabul qilmaydi. Bu tebranishlar quloqda og‘riq tuyg‘usini uyg‘otadi. Tovushning bu maksimal intensivligi ga og‘riq sezish bo‘sag‘asi deb ataladi.
Tekshirishlardan ma’lum bo‘ldiki, og‘riq sezish bo‘sag‘asi hamma chastotalarda taxminan bir xil bo‘lib, u =10 Vt/m2 ga teng.