Долгионы зарчим
Долгион нь өдөр тутмын амьдралд тохиолддог үндсэн физик үзэгдэл бөгөөд физик, инженерчлэл, тэр ч байтугай хөгжим зэрэг янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Физикийн хувьд долгионыг орон зай эсвэл орчинд тархаж, энергийн дамжуулалт дагалддаг гажуудал гэж тодорхойлдог. Долгионы зан төлөвийг зохицуулдаг үндсэн зарчмууд нь долгионы үндсэн шинж чанараас эхлээд тэдгээрийн бие биетэйгээ хэрхэн харилцан үйлчлэлцдэг хүртэл олон төрлийн ойлголтыг хамардаг.
1. Долгионы үндсэн шинж чанарууд
Долгионы зарчмуудыг ойлгохын тулд бүх төрлийн долгионы нийтлэг үндсэн шинж чанарыг ойлгох нь чухал юм. Механик долгион ба цахилгаан соронзон долгион гэсэн хоёр үндсэн төрөл байдаг. Механик долгион тархахын тулд ус, агаар эсвэл утас гэх мэт орчин шаардлагатай байдаг бол гэрэл ба радио долгионы нэгэн адил цахилгаан соронзон долгион нь орчин шаарддаггүй бөгөөд вакуум орчинд тархаж чаддаг.
Долгион бүр далайц, долгионы урт, давтамж, хурд гэх мэт хэд хэдэн үндсэн шинж чанартай байдаг:
– Далайц гэдэг нь долгионы хэмжээ буюу дунд цэгээс орой хүртэлх хамгийн дээд өндрийг хэмждэг хэмжүүр юм. Далайц нь долгионы энергитэй холбоотой; далайц их байх тусам долгион илүү их энерги авч явдаг.
– Долгионы урт гэдэг нь оргилоос оргил хүртэлх эсвэл ховилоос ховил хүртэлх гэх мэт фазад байгаа дараалсан хоёр цэгийн хоорондох зай юм. Долгионы уртыг ихэвчлэн метрээр хэмждэг бөгөөд ашигладаг тэмдэг нь лямбда (λ) юм.
– Давтамж гэдэг нь нэг секундэд тохиолддог долгионы мөчлөгийн тоог хэлдэг бөгөөд герц (Гц)-ээр хэмжигддэг. Давтамж ба долгионы урт нь урвуу хамааралтай байдаг; давтамж нэмэгдэх тусам долгионы урт буурдаг бол хурд тогтмол хэвээр байна.
– Долгионы хурд гэдэг нь долгион нь орчинд тархах хурд юм. Энэ хурд нь долгионы төрөл болон түүний тархах орчноос хамаарна.
2. Суперпозицийн зарчим
Долгионы нэг чухал зарчим бол суперпозицийн зарчим бөгөөд хоёр ба түүнээс дээш долгион орон зайд уулзах үед аль ч цэгт үүссэн интерференц нь тус тусын интерференцийн алгебрийн нийлбэртэй тэнцүү гэж үздэг. Энэ нь долгионууд уулзах үедээ бие биенээ бэхжүүлж (бүтээлч) эсвэл сулруулж (хор хөнөөлтэй) болно гэсэн үг юм. Энэ үзэгдэл нь дуу чимээ болон гэрэлд ихэвчлэн ажиглагддаг. Жишээлбэл, бүтээмжтэй интерференц нь нэг байршилд дууг олшруулж, хор хөнөөлтэй интерференц нь "чимээгүй бүс" үүсгэж болно.
3. Ойлт, хугарал ба дифракци
Долгион саад бэрхшээл эсвэл шинэ орчинтой тулгарах үед хэд хэдэн үзэгдлийг мэдэрч болно:
– Ойлт: Долгион гадаргуу дээр хүрч, анхны орчиндоо эргэн ороход үүсдэг. Ойлтын хуульд тусах өнцөг нь ойлтын өнцөгтэй тэнцүү гэж заасан байдаг.
– Хугарал: Энэ нь долгион өөр хурдтай орчинд орох үед түүний чиглэлийн өөрчлөлт юм. Энэ нь гэрэл агаараас шил рүү дамжин хугарал болон чиглэлийн өөрчлөлтийг үүсгэх үед ажиглагддаг.
– Дифракци: Долгион нь нүхээр эсвэл саадыг тойрон өнгөрч, тархах үйл явц юм. Дифракци нь долгионыг сүүдэртэй хэсэгт тархах боломжийг олгодог.
4. Хөдөлгөөнгүй долгион
Ижил давтамж ба далайцтай хоёр долгион эсрэг чиглэлд тархаж, хөндлөнгөөс оролцох үед зогсонги долгион үүсдэг. Энэ нь зангилаа (тогтмол цэгүүд) болон антипод (хамгийн их оргил ба хөндий) бүхий тогтмол хэв маягийг үүсгэдэг. Энэ үзэгдэл нь гитарын утас эсвэл эрхтэний хоолой дахь агаарын долгион гэх мэт хөгжмийн зэмсэгт ихэвчлэн байдаг.
5. Допплерийн эффект
Допплерийн эффект гэдэг нь эх үүсвэр болон хүлээн авагчийн харьцангуй хөдөлгөөнөөс шалтгаалан ажиглагчийн хүлээн авдаг дуу чимээ эсвэл гэрлийн давтамжийн өөрчлөлт юм. Өдөр тутмын жишээ бол түргэн тусламжийн сирены дуу ойртож, холдох үед түүний дууны өнгө өөрчлөгдөх явдал юм. Энэ эффектийг хурдыг тодорхойлдог радар болон одон орны навигацийн системд мөн ашигладаг.
6. Туйлшрал
Туйлшрал гэдэг нь долгионы чичиргээний чиглэлийг хэлдэг бөгөөд ихэвчлэн гэрлийн долгионы хүрээнд тайлбарлагддаг. Туйлшралтай гэрэлд чичиргээ нь зөвхөн нэг чиглэлд явагддаг. Энэ нь хэвтээ туйлшралтай гэрлийг хааж хурц гэрлийг бууруулдаг LCD дэлгэц болон туйлшралтай нарны шил зэрэг янз бүрийн технологид чухал ач холбогдолтой юм.
7. Резонанс
Резонанс нь систем өөрийн байгалийн давтамжаараа чичирч, улмаар далайц мэдэгдэхүйц нэмэгдэхэд үүсдэг. Үүнийг хөгжмийн зэмсэг дэх акустик резонанс эсвэл механик резонанс гэх мэт үзэгдлүүдээс харж болно, жишээлбэл, чичиргээт гүүр тодорхой давтамж дээр нурж унах үед. Энэ үзэгдлийг анагаах ухаанд соронзон резонансын дүрслэл (MRI) зэрэг олон технологид ашигладаг.
Хаах
Долгионы зарчмууд нь физикийн олон ойлголтын үндэс суурь болоод зогсохгүй олон тооны практик хэрэглээнд нөлөөлдөг. Эдгээр зарчмуудыг сайн ойлгох нь бидэнд шинэ технологи боловсруулж, одоо байгаа технологиудыг сайжруулах боломжийг олгодог. Гар утас, утасгүй сүлжээ зэрэг харилцаа холбооны технологийн хөгжил, түүнчлэн янз бүрийн эмнэлгийн дүрслэл, оношилгооны хэрэгслүүд нь долгион хэрхэн ажилладаг, бидний эргэн тойрон дахь ертөнцтэй хэрхэн харьцдагийг гүнзгий ойлгохоос ихээхэн хамаардаг. Тэдгээрийг өргөн хүрээнд судалснаар бид байгалийн үзэгдлийг илүү сайн ойлгоод зогсохгүй хүн төрөлхтөнд үзүүлэх ашиг тусыг нь дээшлүүлдэг.
