სინათლის აბერაცია

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                სინათლის აბერაცია

(ლათ. aberratio, ab-დან და შეცდომიდან მოხეტიალემდე, აცილება) - სინათლის (გამოსხივების) გავრცელების მიმართულების ცვლილება ერთი საცნობარო სისტემიდან მეორეზე გადასვლისას .

ასტრონომიულ დაკვირვებებში სინათლის აბერაცია იწვევს ციურ სფეროზე ვარსკვლავების პოზიციის ცვლილებას დედამიწის სიჩქარის მიმართულების ცვლილების გამო. არსებობს წლიური, ყოველდღიური და საერო გადახრები. წლიური აბერაცია დაკავშირებულია დედამიწის მოძრაობასთან მზის გარშემო. ყოველდღიური - დედამიწის ბრუნვის გამო მისი ღერძის გარშემო. საერო აბერაცია ითვალისწინებს მზის სისტემის მოძრაობის ეფექტს გალაქტიკის ცენტრის გარშემო.

სინათლის აბერაციის ფენომენი ასევე იწვევს მოძრავი წყაროს გამოსხივების არაიზოტროპიას. თუ წყაროს დანარჩენ ჩარჩოში მისი გამოსხივება იზოტროპულია, მაშინ საცნობარო ჩარჩოში, რომლის მიმართაც ის მოძრაობს, ეს გამოსხივება იქნება არაიზოტროპული, ინტენსივობის მატებით წყაროს მოძრაობის მიმართულებით.

 ასტრონომიაში, მოცემულ მომენტში ცის სფეროზე ვარსკვლავის ხილული მდებარეობის წანაცვლება დედამიწის მოძრაობის მიმართულებით.

აბერაცია გამოწვეულია დედამიწის მოძრაობით და სინათლის სიჩქარის სასრული მნიშველობით და პროპორციულია დედამიწის ორბიტალური სიჩქარის (წლიური აბერაცია. აღმოჩენილია 1728 წელს ინგლისელი ასტრონომის ჯ. ბრედლის მიერ) ან დღეღამური ბრუნვის სიჩქარის (დღეღამური აბერაცია) ფარდობისა სინათლის სხივის სიჩქარესთან. ვიდრე ჭეშმარიტ მიმართულებაზე ${\displaystyle (��)}$ მდებარე ${\displaystyle (�)}$ წერტილიდან სინათლის სხივი მიაღწევს დამკვირვებლამდე ${\displaystyle (�)}$, დედამიწა ${\displaystyle �}$ წერტილიდან გადაადგილდება აპექსის ${\displaystyle (�)}$ მიმართულებით ც წერტილში. სიჩქარეების წესის თანახმად, სინათლის სხივის მოძრაობის გზა იქნება ${\displaystyle �1�}$ ანუ ${\displaystyle �2�}$. ამიტომ დამკვირვებლის მნათობი მოეჩვენება არა ${\displaystyle ��||��1}$, არამედ ${\displaystyle ��2||��1}$ მიმართულებით, ე. წ. დამკვირვებლისათვის მნათობი გამოჩნდება ${\displaystyle �2}$ წერტილში. მნათობმა შეიცვალა მიმართულება ${\displaystyle ���1}$ კუთხით, რომელსაც აბერაციული გადაადგილების კუთხეს ${\displaystyle (�)}$ უწოდებენ. ${\displaystyle \mathrm{\Delta }��1�}$-დან ვღებულობთ:

${\displaystyle \frac{\sin �}{��}=\frac{\sin �1��}{��1};��=��,}$

სადაც ${\displaystyle �}$ დედამიწის ორბიტალური სიჩქარეა, ${\displaystyle �}$ — ${\displaystyle ��1}$ მანძილის გავლისათვის საჭირო დრო.

${\displaystyle ��1=��}$ (${\displaystyle �}$ სინათლის სიჩქარეა), ${\displaystyle �1��=�}$ კუთხე მნათობის ხილულ მიმართულებასა და ეკლიპტიკას შორის (ეკლიპტიკური განედი).

${\displaystyle \sin �=\frac{��}{��}\sin �}$

${\displaystyle {�}^{″}=\frac{�}{�}{206265}^{″}\sin �}$ (1)

${\displaystyle \frac{�}{�}{206265}^{″}={�}^{″}}$ — ეწოდება სინათლის წლიური აბერაციის მუდმივა და ტოლია ${\displaystyle {20.5}^{″}}$-ისა. ე. ი. ${\displaystyle {�}^{″}={20.5}^{″}\sin �}$

(1) ფორმულიდან ჩანს რომ აბერაციული გადაადგილება არაა დამოკიდებული ნათობამდე მანძილზე. წლიური აბერაციის გავლენით ვარსკვლავები ცაზე შემოწერს ელიფსებს, რომელთა დიდი ნახევარღერძები ეტოლება ${\displaystyle {�}^{″}}$-ს, მცირე კი ${\displaystyle {�}^{″}\sin �}$ და პერიოდი ერთ წელიწადს. ფარდობითობის თეორიაში აბერაციის ფორმულა მიიღება ლორენცის გარდაქმნებისაგან როგორც ბუნებრივი შედეგი. სინათლის დღეღამური აბერაციის სიდიდე უმნიშვნელოა. მისი უდიდესი ნმნიშვნელობა მოცემულ განედზე ${\displaystyle (�)}$ ტოლია ${\displaystyle {0.32}^{″}\cos �}$. არსებობს აგრეთვე საუკუნეობრივი აბერაცია, რომელიც გამოწვეულია მზის სისტემის მოძრაობით ვარსკვლავების მიმართ. ამ მოძრაობის სიჩქარე მუდმივია როგორც მიმართულებით, ასევე სიდიდით. საუკუნეობრივი აბერაცია ყველა ვარსკვლავის მდებარეობას ცვლის ერთნაირად და ამდენად მხედველობაში არ მიიღება.

იხ. ვიდეო - Что такое оптические аберрации и причем тут Пинк Флойд?

აბერაციის ახსნა ეთერული თეორიების ფარგლებში

ტ. იუნგმა 1804 წელს მისცა აბერაციის პირველი ტალღური ახსნა, რომელიც გამოწვეულია "ეთერული ქარის" მოქმედების შედეგად, რომელიც უბერავს სიდიდის თანაბარი სიჩქარით და საპირისპირო მიმართულებით დამკვირვებლის მოძრაობის მიმართულებით. 1868 წელს ჰუკმა მოაწყო ექსპერიმენტი, რომელშიც მან დააკვირდა სინათლის მიწიერ წყაროს ტელესკოპის მეშვეობით ორმეტრიანი წყლის სვეტის მეშვეობით. გამოსახულების სავარაუდო ცვლილების არარსებობა დედამიწის ყოველდღიური ბრუნვის გამო, ჰუკმა ახსნა ფრენელის თეორიის საფუძველზე. მან დაასკვნა, რომ Fresnel-ის წევის კოეფიციენტი მოქმედებს 2%-ის ფარგლებში. თავის მხრივ, კლინკერფუსმა ჩაატარა მსგავსი ექსპერიმენტი 8 დიუმიანი წყლის სვეტით და მიიღო მუდმივი აბერაციის ზრდა 7,1 "(მისი თეორიის მიხედვით, მოსალოდნელი იყო 8" მატება). ამ წინააღმდეგობის გადასაჭრელად 1871-1872 წლებში ჩატარდა ზუსტი ექსპერიმენტების სერია. ჰაეროვანი. გრინვიჩის დიდი ტელესკოპის გაფუჭების საფრთხის წინაშე აავსო იგი წყლით და გაიმეორა ბრედლის ექსპერიმენტი γ დრაკონისის ვარსკვლავზე დაკვირვებისას. მან დააკვირდა ვარსკვლავს ზენიტის მახლობლად ვერტიკალურად დამონტაჟებული ტელესკოპით 35,3 ინჩი სიმაღლით, წყლით სავსე. კლინკერფუსის თეორიის მიხედვით, ვარსკვლავის კუთხური გადაადგილება ნახევარ წელიწადში დაახლოებით 30"-ით უნდა გაზრდილიყო, მაშინ როცა ექსპერიმენტში გადაადგილების ცვლილება არ აღემატებოდა 1"-ს და იმყოფებოდა ექსპერიმენტული შეცდომების ფარგლებში . აირის ექსპერიმენტიდან მოჰყვა, რომ დედამიწის ორბიტალური მოძრაობა მთლიანად ატარებს მანათობელ გარემოს.

იხ. ვიდეო - Stellar aberration Stanford University Coursera

დ ალამბერას პრინციპი

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

             დ ალამბერას პრინციპი

Traité de dynamique by Jean Le Rond d'Alembert, 1743. In it, the French scholar enunciated the principle of the quantity of movement, also known as "D'Alembert's principle". - Traité de dynamique ავტორი Jean Le Rond d'Alembert, 1743. მასში ფრანგმა მეცნიერმა გამოთქვა მოძრაობის რაოდენობის პრინციპი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც "დ'ალმბერის პრინციპი".

(კინეტოსტატიკის პრინციპი) ან (ჰერმანის პრინციპი - ეილერი - დ'ალმბერტი) - მექანიკაში: დინამიკის ერთ-ერთი ძირითადი პრინციპი, რომლის მიხედვითაც, თუ ინერციის ძალები დაემატება მოცემულ (აქტიურ) ძალებს, რომლებიც მოქმედებს მექანიკური სისტემის წერტილები და დაწესებული ბმების რეაქციები, მაშინ მიიღებთ ძალთა დაბალანსებულ სისტემას .

მას ეწოდა ფრანგი მეცნიერის ჟან დ'ალმბერის სახელი, რომელმაც პირველად ჩამოაყალიბა ეს პრინციპი თავის ნაშრომში "დინამიკა" (1743).

დ'ალმბერის პრინციპი (განმარტება): თუ სხეულზე მოქმედ აქტიურ ძალაზე და კავშირის რეაქციაზე ვრცელდება ინერციის დამატებითი ძალა, მაშინ სხეული წონასწორობაში იქნება (სისტემაში მოქმედი ყველა ძალის ჯამი, დამატებულია. ინერციის მთავარი ვექტორით უდრის ნულს).

იხ. ვიდეო- Принцип Даламбера

ერსტედი (ერთეული)

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                  ერსტედი (ერთეული)

SI სისტემის ერთეულებში ერსტედი განიმარტება შემდეგნაირად:^[

1000/4π (≈79.5774715) ამპერი/მეტრი

ერსტედი ახლო კავშირშია გაუსთან, რომელიც გაუსის ერთეულთა სისტემაში არის მაგნიტური ინდუქციის განზომილება. ვაკუუმში

1 გს = 1 ერს

ხოლო გარემოში რომლის გამტარებლობა არის ${\displaystyle �}$, ამ კავშირს აქვს სახე

1 გს = 1 ${\displaystyle �}$ ერს

1 ერსტედი ასევე ტოლია

(ქართული შემოკლება ერს, საერთაშორისო Oe) — მაგნიტური ველის დაძაბულობის ერთეული გაუსის ერთეულთა სისტემაში.

ისტორია

ერსტედი შემოღებული იქნა საერთაშორისო ელექტროტექნიკური კომისსიის მიერ 1930 წელს. ერთეულს სახელი ეწოდა დანიელი ფიზიკოსის ჰანს ქრისტიან ერსტედის პატივსაცემად.

მაგნიტში შენახული ენერგია, რომელსაც ეწოდება მაგნიტის მოქმედება ან მაქსიმალური ენერგიის პროდუქტი (ხშირად შემოკლებით BHmax), ჩვეულებრივ იზომება მეგაგაუს-ოერსტედების ერთეულებში (MG⋅Oe).

იხ. ვიდეო - Эксперимент Ганса Эрстеда - Hans Oersted experiment

ერსტედის ექსპერიმენტი

Oersted-ის ექსპერიმენტი არის კლასიკური ექსპერიმენტი, რომელიც ჩაატარა 1820 წელს Oersted-ის მიერ და არის პირველი ექსპერიმენტული მტკიცებულება ელექტრული დენის გავლენის მაგნიტზე.

ერსტედის ექსპერიმენტის დემონსტრირების ექსპერიმენტის გამოჩენა

ჰანს ქრისტიან ერსტედი

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                   ჰანს ქრისტიან ერსტედი

(დან. Hans Christian Ørsted) - 1777 წლის 14 აგვისტო, რუდკობინგი, ფრ. ლანგლენდი - 1851 წლის 9 მარტი, კოპენჰაგენი) - დანიელი მეცნიერი, ფიზიკოსი, ელექტრომაგნიტიზმის ფენომენების მკვლევარი.

ლონდონის სამეფო საზოგადოების უცხოელი წევრი (1821) , პარიზის მეცნიერებათა აკადემია (1842; კორესპონდენტი 1823 წლიდან) , პეტერბურგის მეცნიერებათა აკადემიის უცხოელი საპატიო წევრი (1830)

ბიოგრაფია

დანიელი ფიზიკოსი, ფილოსოფოსი და შესანიშნავი პედაგოგი ჰანს ქრისტიან ერსტედი დაიბადა 1777 წლის 14 აგვისტოს ქალაქ რუტკებინგში (დანია) აფთიაქარის ოჯახში. იგი ბევრს მუშაობდა ქიმიის ლაბორატორიაში, კითხულობდა წიგნებს ქიმიის საკითხებზე, რამაც მას საბუნებისმეტყველო დარგებისადმი ცხოველი ინტერესი გაუღვიძა. 1797 წელს ერსტედმა დაამთავრა კოპენჰაგენის უნივერსიტეტის სამედიცინო ფაკულტეტი და ფარმაცევტის დიპლომი მიიღო. ამ პერიოდიდან უკვე იგრძნო მისი მრავალმხრივი ნიჭი. ერსტედი განსაკუთრებული ყურადღებით ისმენდა ლექციებს ფიზიკასა და მათემატიკაში. ამასთან პარალელურად 1796 წელს მან დაწერა თხზულება ესთეტიკაში და სტატია მედიცინაში. 1799 წელს ერსტედს ფილოსოფიის მეცნიერებათა დოქტორის ხარისხი მიენიჭა. მიუხედავად ამისა, ერსტედმა მეგობრების დახმარებით უნივერსიტეტში ფიზიკისა და ქიმიის მასწავლებლობის უფლება ძლივს მიიღო.

1801-1804 წლებში ერსტედი მოგზაურობდა საფრანგეთსა და გერმანიაში, სადაც გაიცნო იმ დროის გამოჩენილი ფილოსოფოსები - ფიხტე, შელინგი და მეცნიერები - რიტერი, შარლი, კიევუ, ბერთოლე.

ჰანს ქრისტიან ერსტედის შრომები

დანიაში დაბრუნებისთანავე მან მოაწყო კერძო ლექციების კითხვა ფიზიკასა და ქიმიაში. ამ ლექციებმა დიდი გამოხმაურება პოვა, რამაც დააჩქარა ერსტედის დანიშვნა კოპენჰაგენის უნივერსიტეტის ფიზიკისა და ქიმიის ექსტრაორდინალური პროფესორად 1806 წელს. 1817 წლიდან, იგი უკვე კოპენჰაგენის უნივერსიტეტის ორდინალური პროფესორი იყო, ხოლო 1829 წლიდან პარალელურად კოპენჰაგენის პოლიტიკური სკოლის დირექტორად მუშაობდა. 1815 წლიდან სიცოცხლის უკანასკნელ დღეებამდე, ერსტედი დანიის სამეფო სამეცნიერო საზოგადოების მდივნად ირიცხებოდა.

ერდტედი იყო ბრწყინვალე მეცნიერი და შესანიშნავი პედაგოგი; მისი უშუალო მონაწილეობით დანიის სასწავლებელშიც მოხდა ფიზიკის სწავლების ძირფესვიანი ცვლილება. ერსტედის ინიციატივით დაარსდა ფიზიკური სკოლა კოპენჰაგენში ; მისი ავტორობით გამოქვეყნდა სახელმძღვანელო „მეცნიერება ბუნების კანონების შესახებ". დანიაში ამ წიგნით ასწავლიდნენ 50 წლის განმავლობაში. ერსტედი დიდ მნიშვნელობას ანიჭებდა მეცნიერების ისტორიის შესწავლის საკითხსაც. მეცნიერული კვლევა ერსტედმა XIX საუკუნის პირველსავე წლებიდან დაიწყო. მისი შემოქმედება მეტად ფართო და მრავალმხრივი იყო. იგი ეძებდა კავშირს ელექტრულ და სითბურ მოვლენებს შორის. მან რიტერთან ერთად გერმანიაში ბევრი ცდა ჩაატარა და გამოააშკარავა, რომ ერთი ნივთიერების მეორე ნივთიერებაზე ქიმიური მოქმედება ემსგავსება იმავე ნივთიერებაზე სინათლის სხივების მოქმედებას.

ქიმიაში მისი შრომები ეხებოდა აგრეთვე ქლოროვანი და მეტალური ალუმინის მიღების მეთოდიკას. 1807 წელს, ერსტედმა ბგერითი რხევების დროს აღმოაჩინა ელექტროსტატიკური მოვლენები. მას შემდეგ, რაც ვოლტამ შექმნა პირველი გალვანური ბატარეა, ერსტედი მთელი ინტერესით შეუდგა კვლევა- ძიებას, რათა დაედგინა, არსებობდა თუ არა ელექტრულ და მაგნიტურ მოვლენებს შორის კავშირი და, მართლაც,1820 წლის გაზაფხულზე მივიდა შესანიშნავ აღმოჩენამდე - მან შენიშნა დენიანი გამტარის მაგნიტურ ისარზე მოქმედება, კერძოდ, გამტართან ისრის მიახლოებისას ისარი ერთ გარკვეულ მიმართულებას იღებდა. იგი გამტარის მიმართ თითქმის მართობულ მდგომარეობაში იმყოფებოდა.

1820 წლის ივლისში ერსტედმა გამოაქვეყნა სტატია: „ცდები იმის შესახებ, თუ როგორ მოქმედებს ელექტრული კონფლიქტი მაგნიტურ ისარზე“. 1820 წლის შემდეგ ერსტედი აგრძელებდა თავის ექსპერიმენტულ კვლევას სითხეებისა და აირების კუმშვადობის შესახებ, ხოლო თავის უკანასკნელ შრომებში 1894 წ. პარა- და დიამაგნიტური სხეულების თვისებებს. ეს უკანასკნელი შრომები ისეთი დიდმნიშვნელოვანი არ იყო, როგორც მისი 1820 წლის აღმოჩენები.

ერსტედი სიცოცხლის უკანასკნელ დღემდე მოღვაწეობდა. 1851 წლის 9 მარტს იგი მოულოდნელად გარდაიცვალა.

იხ. ვიდეო -  What Oersted Discovered with his Compass

აღმოჩენის ისტორია

ორსტედის მთავარი აღმოჩენა არის პირველი ექსპერიმენტულად დადგენილი კავშირი ელექტრულ და მაგნიტურ მოვლენებს შორის. ამ აღმოჩენის ისტორია, რომელიც გაკეთდა 1819-1820 სასწავლო წლის ზამთარში - 15 თებერვალი, ზოგიერთში - ჯერ კიდევ დეკემბერში) მოიცავს მოვლენების ორ ვერსიას:

Hans Christian Ørsted, Der Geist in der Natur, 1854

ერსტედმა, უნივერსიტეტში ლექციაზე, აჩვენა მავთულის გათბობა ელექტროენერგიით ვოლტაური სვეტიდან, რისთვისაც მან შეადგინა ელექტრული, ან, როგორც მაშინ ამბობდნენ, გალვანური წრე. სხვა საკითხებთან ერთად, სადემონსტრაციო მაგიდაზე იყო საზღვაო კომპასი, რომლის შუშის საფარის თავზე ერთ-ერთი მავთული გადიოდა. უეცრად, ერთ-ერთმა სტუდენტმა (აქ მოწმეთა ჩვენებები განსხვავდება - ამბობენ [ვინ?], ეს იყო მაგისტრანტი, ან თუნდაც უნივერსიტეტის პორტერი) შემთხვევით შენიშნა, რომ როდესაც ოერსტედმა წრე დახურა, კომპასის მაგნიტური ნემსი გადაიხარა. მხარე. თუმცა, არსებობს მოსაზრება, რომ ერსტედმა ისრის გადახრა თავად შენიშნა.

გარე დამკვირვებლის სასარგებლოდ არის ის ფაქტი, რომ თავად ოერსტედი მავთულხლართების გრეხილით მანიპულირებით იყო დაკავებული, უფრო მეტიც, იგი ძნელად თუ არაერთხელ ჩაატარა ასეთი ექსპერიმენტი, დაინტერესებულიყო მისი მიმდინარეობით.

თუმცა, ოერსტედის წინა კვლევები  და შელინგის კონცეფციით მისი მოხიბლვა სხვაგვარად მეტყველებს. კი მიუთითებს, რომ ოერსტედს თითქოს ყველგან თან ატარებდა მაგნიტი, რათა გამუდმებით ეფიქრა მაგნიტიზმსა და ელექტროენერგიას შორის კავშირზე. შესაძლოა, ეს არის ფიქცია, რომელიც შექმნილია ოერსტედის, როგორც აღმომჩენის პოზიციის გასაძლიერებლად. მართლაც, თუ ოერსტედი ასე იყო დაკავებული ამ პრობლემით, რატომ არ ცდილობდა ადრე მიზანმიმართულად ექსპერიმენტი გაეკეთებინა ელექტრო წრედსა და კომპასზე? ყოველივე ამის შემდეგ, კომპასი არის მაგნიტის ერთ-ერთი ყველაზე აშკარა პრაქტიკული გამოყენება. მიუხედავად ამისა, არ შეიძლება უარვყოთ, რომ იგი ფიქრობდა ელექტროენერგიისა და მაგნიტიზმის კავშირის პრობლემაზე, ისევე როგორც სხვა ფენომენების შეერთების პრობლემებზე, რომელთა შორის კავშირი არ იყო (შეგახსენებთ, რომ ის იყო მიმდევარი. შელინგის კონცეფციის).

დასაწყისისთვის, ორსტედმა გაიმეორა თავისი სალექციო გამოცდილების პირობები და შემდეგ დაიწყო მათი შეცვლა. და აღმოაჩინა შემდეგი: „თუ მანძილი მავთულიდან ისრამდე არ აღემატება

{\frac {3}{4}} დუიმი, გადაადგილება არის 45°. თუ მანძილი გაიზარდა, მაშინ კუთხე პროპორციულად მცირდება. გადახრის აბსოლუტური მნიშვნელობა იცვლება აპარატის სიმძლავრის მიხედვით“ [წყარო არ არის მითითებული 876 დღე]. (ამ მოხსენების გამოყენებით, A. M. Ampère მალე შესთავაზებს მაგნიტოელექტრო გალვანომეტრს თავისი პრინციპის საფუძველზე, რომლის როლი ელექტრო მეცნიერების განვითარებაში ძნელად შეიძლება გადაჭარბებული იყოს.)

ამის შემდეგ ოერსტედმა მოახერხა კიდევ ერთი აღმოჩენის გაკეთება. ექსპერიმენტატორი გადაწყვეტს შეამოწმოს სხვადასხვა ლითონის გამტარების ეფექტი ნემსზე. ამისთვის მავთულები აღებულია პლატინისგან, ოქროსგან, ვერცხლისგან, სპილენძისგან, ტყვიისგან, რკინისგან. შედეგად, ის აღმოაჩენს, რომ ლითონები, რომლებიც არასოდეს აჩვენებდნენ მაგნიტურ თვისებებს, იძენენ მათ, როდესაც მათში ელექტრული დენი გადიოდა.

ოერსტედმა მავთულისგან ისრის დაცვა მინით, ხის, ფისით, ჭურჭლის თიხით, ქვებით და ელექტროფორის დისკით დაიწყო. სკრინინგი არ შედგა. ისარი ჯიუტად მოექცა. უარყოფილია წყლის ჭურჭელში მოთავსების შემთხვევაშიც კი. დასკვნა მოჰყვა: „მოქმედების ასეთი გადაცემა სხვადასხვა ნივთიერებით არ დაფიქსირებულა ჩვეულებრივ ელექტროენერგიასა და ვოლტაურ ელექტროენერგიაში“ .

როდესაც ოერსტედმა დამაკავშირებელი მავთული ვერტიკალურად მოათავსა, მაგნიტური ნემსი საერთოდ არ მიუთითებდა მასზე, არამედ მდებარეობდა, თითქოს, მავთულის ღერძზე ორიენტირებულ წრეზე ტანგენციურად. მკვლევარმა შესთავაზა მავთულის მოქმედება დენით მორევად განხილულიყო, რადგან ეს არის მორევები, რომლებიც მიდრეკილნი არიან იმოქმედონ საპირისპირო მიმართულებით ერთი და იგივე დიამეტრის ორ ბოლოში.

იხ. ვიდეო - УЧЕНЫЕ МУЖИ БОЖЬИ. Ганс Христиан Эрстед

დიელექტრიკი

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                            დიელექტრიკი

კონდენსატორის დიაგრამა დიელექტრიკის პარალელური ფირფიტებით. ორი ფირფიტა ფართობით   დისტანციაზე არიან . rროცა მუხტი  ფირფიტებზე მდებარე, ელექტრული ველი წარმოიქმნება ფირფიტებს შორის უფსკრული . დიელექტრიკი პოლარიზდება მის მოლეკულებსა და ატომებში მუხტების გადაადგილების გამო, ამცირებს მთლიან შიდა ველს და ზრდის კონდენსატორის ელექტრული ტევადობას.

დიელექტრიკი (იზოლატორი) — მასალა, რომელიც ცუდად ატარებს ან საერთოდ არ ატარებს ელექტრო დენს. ელექტრული მუხტის თავისუფალი მატარებლების კონცენტრაცია დიელექტრიკებში არ აღემატება 10⁸ სმ⁻³. დიელექტრიკის ძირითადი თვისება მდგომარეობს იმაში რომ მას შეუძლია პოლარიზება გარე ელექტრულ ველში. მყარი სხეულის ზონური თეორიის მიხედვით დიელექტრიკი — არის ნივთიერება 3 ელექტრონ-ვოლტზე მეტი აკრძალული ზონით სიფართით.

ფიზიკური თვისებები

პირობითად გამტარებს მიაკუთვნებენ მასალებს კუთრი ელექტრული წინაღობით ρ < 10⁻⁵ ომი·მ, ხოლო დიელექტრიკებს — მასალებს, რომლებსაც ρ > 10⁸ ომი·მ. ამასთან აღსანიშნავია, რომ კუთრი ელექტრული წინაღობა კარგი გამტარებისათვის შეიძლება შეადგენდეს მხოლოდ 10⁻⁸ ომი·მ, ხოლო კარგი დიელექტრიკებისათვის აღემატება 10¹⁶ ომს·მ. ნახევარგამტარების კუთრი წინაღობა მასალების აღნაგობისა და შემადგენლობის მიხედვით, ასევე მათი ექსპლუატაციის პირობების მიხედვით შეიძლება იცვლებოდეს 10⁻⁵—10⁸ ომი·მ. საზღვრებში. ელექტრული დენის კარგი გამტარები არიან ლითონები. 105 ქიმიური ელემენტიდან მხოლოდ ოცდახუთი არის არალითონი, ამასთან ოცი მათგანი ავლენს ნახევარგამტარის თვისებებს. მაგრამ ელემენტარული ნივთიერებების გარდა არსებობენ ათასობით ქიმიური ნაერთები, შენადნობები ან კომპოზიციები გამტარების, ნახევარგამტარების და დიელექტრიკების თვისებებით. სხვადასხვა კლასის მასალებისათვის კუთრი წინაღობის ზუსტი საზღვარის გავლება ძალიან ძნელია. მაგალითად, ბევრი ნახევარგამტარი დაბალი ტემპერატურისას იქცევიან როგორც დიელექტრიკები. ამასთან დიელექტრიკებმა გაცხელებისას შეიძლება ნახევარგამტარების თვისებები გამოავლინონ. ხარისხობრივი განსხვავება მდგომარეობს იმაში, რომ ლითონებისათვის გამტარობის მდგომარეობა არის ძირითადი, ხოლო ნახევარგამტარებისთვის და დიელექტრიკებისთვის აღზნებულ მდგომარეობა.

რადიოტექნიკის განვითარებამ მოითხოვა ისეთი მასალების შექმნა, რომლებშიც სპეციფიკური მაღალსიხშირული თვისებები შეეხამება საჭირო ფიზიკო-მექანიკურ პარამეტრებს. ასეთ მასალებს უწოდებენ მაღალსიხშირიანს. მასალის ელექტრული, მგნიტური და მექანიკური თვისებების გასაგებად, ასევე დაბერების მიზეზებისა საჭიროა მათი ქიმიური და ფაზური შემადგენლობისა, ატომური სტრუქტურისა და სტრუქტურული დეფექტების ცოდნა.

დეიონიზირებული წყლის კუთრი წინაღობა (იხ. ასევე ბიდისტილატი) — 10-20 მომი·სმ.

პარამეტრები

ფიზიკურ პარამეტრად, რომელიც ახასიათებს დიელექტრიკს, წარმოადგენს დიელექტრიკული შეღწევადობა. დიელექტრიკული შეღწევადობას შეიძლება ჰქონდეს დისპერსია.

მაგალითები

დიელექტრიკებს მიეკუთვნება 

ჰაერი და სხვა აირები, მინა, სხვადასხვა ფისები, პლასტმასები, რეზინის ბევრი სახეობა.

მთელი რიგი დიელექტრიკებისა ავლენენ საინტრესო ფიზიკურ თვისებებს. მათ მიეკუთვნებიან ელექტრეტები, პიეზოელექტრიკები, პიროელექტრიკები, სეგნეტოელასტიკები, სეგნეტოელექტრიკები, სეგნეტოელექტრული რელაქსორები და სეგნეტომაგნეტიკები.

გამოყენება

დიელექტრიკების გამოყენებისას — ელექტროტექნიკური მასალების ერთ-ერთ ფართო კლასისა - საკმაოდ მკვეთრად განისაზღვრა ამ მასალების როგორც პასიური ისე აქტიური თვისებების გამოყენების საჭიროება.

დიელექტრიკები გამოიყენებენ არა მარტო იზოლაციური მასალები.

დიელექტრიკების პასიური თვისებები

დიელექტრიკული მასალების პასიური თვისებები გამოიყენება,როდესაც მათ გამოიყენებენ როგორც ელექტროიზოლაციურ მასალებს და ჩვეულებრივი ტიპის კონდენსატორების დიელექტრიკებად. ელექტროიზოლაციურ მასალებს უწოდებენ დიელექტრიკებს, რომლებიც არ უშვებენ ელექტრული მუხტების გაჟონვა გატარებას, ანუ მათი საშუალებით ანცალკევებენ ერთმანეთისგან ელექტრულ წრედებს ან დანადგარის, აპარატის ან ხელსაწყოს დენის გამტარ ნაწილებს, იმ ნაწილებისაგან სადაც დენი არ გადის მაგრამ დენს ატარებს (მაგალითად: კორპუსი, მიწა და ა.შ.). ამ შემთხვევაში მასალის დიელეტრიკული შეღწევადობა არ თამაშობს განსაკუთრებულ როლს ან ის უნდა იყოს რაც შეიძლება ნაკლები, რათა სქემებში არ შეიტანის პარაზიტული მოცულობები. თუ მასალა გამოიყენება როგორც გარკვეული მოცულობის კონდენსატორის დიელექტრიკი და უმცირესი ზომების, მაშინ სხვა ერთნაირ პირობებში სასურველია, რომ ეს მასალა ფლობდეს დიდ დიელექტრიკულ შეღწევადობას.

დიელექტრიკების აქტიური თვისებები

აქტიურ (მართვად) დიელექტრიკებს წარმოადგენენ სეგნეტოელექტრიკები, პიეზოელექტრიკები, პიროელექტრიკები, ელექტროლუმინოფორები, ლაზერულ ტექნიკაში გამომსხივებლების და ჩამკეტების მასალები, ელექტრეტები და ა.შ.

იხ. ვიდეო - ელექტრული ველი დიელექტრიკებში, ორგვარი დიელექტრიკი-ინგა შამუგია

დიელექტრიკული რეზონატორი

მთავარი სტატია: დიელექტრიკული რეზონატორი

დიელექტრიკული რეზონატორის ოსცილატორი (DRO) არის ელექტრონული კომპონენტი, რომელიც ავლენს პოლარიზაციის პასუხის რეზონანსს სიხშირეების ვიწრო დიაპაზონში, ზოგადად მიკროტალღურ ზოლში. იგი შედგება კერამიკის "პუკისგან", რომელსაც აქვს დიდი დიელექტრიკული მუდმივი და დაბალი გაფრქვევის ფაქტორი. ასეთი რეზონატორები ხშირად გამოიყენება ოსცილატორის წრეში სიხშირის მითითების უზრუნველსაყოფად. დაუცველი დიელექტრიკული რეზონატორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დიელექტრიკული რეზონატორის ანტენა (DRA).

BST თხელი ფილმები

2002 წლიდან 2004 წლამდე შეერთებული შტატების არმიის კვლევითი ლაბორატორია (ARL) აწარმოებდა კვლევას თხელი ფირის ტექნოლოგიაზე. ბარიუმის სტრონციუმის ტიტანატი (BST), ფეროელექტრული თხელი ფილმი, შესწავლილი იყო რადიოსიხშირული და მიკროტალღური კომპონენტების წარმოებისთვის, როგორიცაა ძაბვით კონტროლირებადი ოსცილატორები, რეგულირებადი ფილტრები და ფაზის გადამრთველები.

კვლევა იყო ძალისხმევის ნაწილი, მიეწოდებინა არმიას მაღალი რეგულირებადი, მიკროტალღური თავსებადი მასალები ფართოზოლოვანი ელექტრული ველის რეგულირებადი მოწყობილობებისთვის, რომლებიც მუდმივად მუშაობენ ექსტრემალურ ტემპერატურაზე. ამ ნამუშევარმა გააუმჯობესა ბარიუმის სტრონციუმის ტიტანატის მოცულობითი რეგულირება, რომელიც არის თხელი ფირის გამაძლიერებელი ელექტრონიკის კომპონენტებისთვის.

2004 წლის კვლევით ნაშრომში, აშშ-ის ARL-ის მკვლევარებმა გამოიკვლიეს, თუ როგორ შეუძლია მიმღებ დოპანტების მცირე კონცენტრაციამ მკვეთრად შეცვალოს ფეროელექტრული მასალების თვისებები, როგორიცაა BST.

მკვლევარებმა BST თხელი ფენები მაგნიუმით "დოპინგეს", შედეგის "სტრუქტურის, მიკროსტრუქტურის, ზედაპირის მორფოლოგიის და ფილმის/სუბსტრატის შემადგენლობის ხარისხის" ანალიზის შედეგად. Mg დოპირებული BST ფილმებმა აჩვენეს "გაუმჯობესებული დიელექტრიკული თვისებები, დაბალი გაჟონვის დენი და კარგი რეგულირება", რაც იმსახურებს მიკროტალღურ რეგულირებად მოწყობილობებში გამოყენების პოტენციალს.

რამდენიმე პრაქტიკული დიელექტრიკა

დიელექტრიკული მასალები შეიძლება იყოს მყარი, სითხე ან აირი. (მაღალი ვაკუუმი ასევე შეიძლება იყოს სასარგებლო,  თითქმის უდანაკარგო დიელექტრიკი, მიუხედავად იმისა, რომ მისი ფარდობითი დიელექტრიკული მუდმივი მხოლოდ ერთიანობაა.)

მყარი დიელექტრიკები, ალბათ, ყველაზე ხშირად გამოყენებული დიელექტრიკებია ელექტროტექნიკაში და ბევრი მყარი ძალიან კარგი იზოლატორია. ზოგიერთი მაგალითი მოიცავს ფაიფურს, მინას და პლასტმასის უმეტესობას. ჰაერი, აზოტი და გოგირდის ჰექსაფტორიდი არის სამი ყველაზე ხშირად გამოყენებული აირისებრი დიელექტრიკა.

სამრეწველო საიზოლაციო მასალები, როგორიცაა Parylene, უზრუნველყოფს დიელექტრიკულ ბარიერს სუბსტრატსა და მის გარემოს შორის.

მინერალური ზეთი ფართოდ გამოიყენება ელექტრული ტრანსფორმატორების შიგნით, როგორც თხევადი დიელექტრიკი და გაგრილების დასახმარებლად. დიელექტრიკული სითხეები უფრო მაღალი დიელექტრიკული მუდმივებით, როგორიცაა ელექტრო კლასის აბუსალათინის ზეთი, ხშირად გამოიყენება მაღალი ძაბვის კონდენსატორებში, რათა თავიდან აიცილონ კორონას გამონადენი და გაზარდონ ტევადობა.

იმის გამო, რომ დიელექტრიკები ეწინააღმდეგებიან ელექტროენერგიის ნაკადს, დიელექტრიკის ზედაპირმა შეიძლება შეინარჩუნოს ჭარბი ელექტრული მუხტი. ეს შეიძლება მოხდეს შემთხვევით დიელექტრიკის გახეხვისას (ტრიბოელექტრული ეფექტი). ეს შეიძლება იყოს სასარგებლო, როგორც ვან დე გრაფის გენერატორში ან ელექტროფორში, ან შეიძლება იყოს პოტენციურად დესტრუქციული, როგორც ელექტროსტატიკური გამონადენის შემთხვევაში.

სპეციალურად დამუშავებულ დიელექტრიკებს, რომლებსაც ელექტრიტები ეწოდებათ (რომელიც არ უნდა აგვერიოს ფეროელექტრიკებთან), შეიძლება შეინარჩუნონ ზედმეტი შიდა მუხტი ან "გაყინული" პოლარიზაცია. ელექტროტებს აქვთ ნახევრად მუდმივი ელექტრული ველი და არის მაგნიტების ელექტროსტატიკური ექვივალენტი. ელექტრებს აქვს მრავალი პრაქტიკული გამოყენება სახლში და ინდუსტრიაში.

ზოგიერთ დიელექტრიკს შეუძლია წარმოქმნას პოტენციური განსხვავება, როდესაც ექვემდებარება მექანიკურ სტრესს, ან (ექვივალენტურად) შეცვალოს ფიზიკური ფორმა, თუ გარე ძაბვა გამოიყენება მასალაზე. ამ თვისებას პიეზოელექტრობა ეწოდება. პიეზოელექტრული მასალები ძალიან სასარგებლო დიელექტრიკების კიდევ ერთი კლასია.

ზოგიერთი იონური კრისტალები და პოლიმერული დიელექტრიკები ავლენენ სპონტანურ დიპოლურ მომენტს, რომელიც შეიძლება შეიცვალოს გარედან გამოყენებული ელექტრული ველით. ამ ქცევას ფეროელექტრული ეფექტი ეწოდება. ეს მასალები ანალოგიურია ფერომაგნიტური მასალების ქცევის გარედან დაყენებულ მაგნიტურ ველში. ფეროელექტრო მასალებს ხშირად აქვთ ძალიან მაღალი დიელექტრიკული მუდმივები, რაც მათ საკმაოდ გამოსადეგს ხდის კონდენსატორებისთვის.

იხ.ვიდეო - Dielectrics in capacitors | Circuits | Physics | Khan Academy