جب بات آتی ہے۔اینٹینا, وہ سوال جس کے بارے میں لوگ سب سے زیادہ فکر مند ہیں وہ یہ ہے کہ "تابکاری دراصل کیسے حاصل کی جاتی ہے؟" سگنل کے ذریعہ سے پیدا ہونے والا برقی مقناطیسی میدان ٹرانسمیشن لائن کے ذریعے اور اینٹینا کے اندر کیسے پھیلتا ہے، اور آخر میں اینٹینا سے "علیحدہ" ہو کر خالی جگہ کی لہر بناتا ہے۔
1. سنگل تار کی تابکاری
آئیے فرض کریں کہ چارج کثافت، جس کا اظہار qv (Coulomb/m3) کے طور پر کیا جاتا ہے، یکساں طور پر ایک سرکلر تار میں a کے کراس سیکشنل ایریا اور V کے حجم کے ساتھ تقسیم کیا جاتا ہے، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر 1
حجم V میں کل چارج Q ایک یکساں رفتار Vz (m/s) سے z سمت میں حرکت کرتا ہے۔ یہ ثابت کیا جا سکتا ہے کہ تار کے کراس سیکشن پر موجودہ کثافت Jz ہے:
Jz = qv vz （1）
اگر تار ایک مثالی کنڈکٹر سے بنا ہے، تو تار کی سطح پر موجودہ کثافت Js ہے:
Js = qs vz （2）
جہاں qs سطحی چارج کی کثافت ہے۔ اگر تار بہت پتلی ہے (مثالی طور پر، رداس 0 ہے)، تار میں کرنٹ کو اس طرح ظاہر کیا جا سکتا ہے:
Iz = ql vz (3)
جہاں ql (کولمب/میٹر) فی یونٹ لمبائی چارج ہے۔
ہم بنیادی طور پر پتلی تاروں سے متعلق ہیں، اور نتائج کا اطلاق مندرجہ بالا تین صورتوں پر ہوتا ہے۔ اگر کرنٹ وقت کے لحاظ سے مختلف ہوتا ہے، تو وقت کے حوالے سے فارمولہ (3) کا مشتق درج ذیل ہے:
(4)
az چارج ایکسلریشن ہے۔ اگر تار کی لمبائی l ہے، تو (4) کو اس طرح لکھا جا سکتا ہے:
(5)
مساوات (5) کرنٹ اور چارج کے درمیان بنیادی تعلق ہے، اور برقی مقناطیسی تابکاری کا بھی بنیادی تعلق ہے۔ سیدھے الفاظ میں، تابکاری پیدا کرنے کے لیے، چارج کا وقت کے لحاظ سے مختلف کرنٹ یا ایکسلریشن (یا کمی) ہونا ضروری ہے۔ ہم عام طور پر ٹائم ہارمونک ایپلی کیشنز میں کرنٹ کا ذکر کرتے ہیں، اور چارج کا ذکر اکثر عارضی ایپلی کیشنز میں ہوتا ہے۔ چارج ایکسلریشن (یا سست روی) پیدا کرنے کے لیے، تار کو جھکا، جوڑا اور منقطع ہونا چاہیے۔ جب چارج ٹائم ہارمونک حرکت میں ڈھلتا ہے، تو یہ متواتر چارج ایکسلریشن (یا کمی) یا وقت سے مختلف کرنٹ بھی پیدا کرے گا۔ لہذا:
1) اگر چارج حرکت نہیں کرتا ہے، تو کوئی کرنٹ نہیں ہوگا اور کوئی تابکاری نہیں ہوگی۔
2) اگر چارج مستقل رفتار سے چلتا ہے:
a اگر تار سیدھا اور لمبائی میں لامحدود ہے، تو کوئی تابکاری نہیں ہوتی۔
ب اگر تار جھکا ہوا ہے، جوڑا ہوا ہے، یا منقطع ہے، جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے، تو تابکاری ہوتی ہے۔
3) اگر چارج وقت کے ساتھ ساتھ ہلتا رہتا ہے، تو تار سیدھا ہونے کے باوجود چارج پھیل جائے گا۔
تصویر 2
تابکاری کے طریقہ کار کی کوالٹیٹو تفہیم ایک کھلے تار سے جڑے ہوئے ایک پلسڈ سورس کو دیکھ کر حاصل کی جا سکتی ہے جسے اس کے کھلے سرے پر بوجھ کے ذریعے گراؤنڈ کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ شکل 2(d) میں دکھایا گیا ہے۔ جب تار کو ابتدائی طور پر توانائی دی جاتی ہے، تو تار میں چارجز (مفت الیکٹران) ماخذ سے پیدا ہونے والی برقی فیلڈ لائنوں کے ذریعے حرکت میں آتے ہیں۔ چونکہ چارجز تار کے منبع سرے پر تیز ہوتے ہیں اور کم ہوتے ہیں (اصل حرکت کے نسبت منفی سرعت) جب اس کے سرے پر منعکس ہوتے ہیں تو اس کے سروں پر اور باقی تار کے ساتھ ایک تابکاری کا میدان پیدا ہوتا ہے۔ چارجز کی سرعت طاقت کے ایک بیرونی ذریعہ سے مکمل ہوتی ہے جو چارجز کو حرکت میں لاتا ہے اور متعلقہ ریڈی ایشن فیلڈ پیدا کرتا ہے۔ تار کے سروں پر چارجز کی کمی induced فیلڈ سے وابستہ اندرونی قوتوں سے ہوتی ہے، جو تار کے سروں پر مرتکز چارجز کے جمع ہونے کی وجہ سے ہوتی ہے۔ اندرونی قوتیں چارج کے جمع ہونے سے توانائی حاصل کرتی ہیں کیونکہ اس کی رفتار تار کے سروں پر صفر تک کم ہو جاتی ہے۔ لہٰذا، برقی میدان کے جوش و خروش کی وجہ سے چارجز کی سرعت اور تار کی رکاوٹ کے ہموار منحنی خطوط کی وجہ سے چارجز کی کمی برقی مقناطیسی تابکاری کی تخلیق کا طریقہ کار ہیں۔ اگرچہ موجودہ کثافت (Jc) اور چارج کثافت (qv) دونوں میکسویل کی مساوات میں ماخذ کی اصطلاحات ہیں، چارج کو زیادہ بنیادی مقدار سمجھا جاتا ہے، خاص طور پر عارضی فیلڈز کے لیے۔ اگرچہ تابکاری کی یہ وضاحت بنیادی طور پر عارضی حالتوں کے لیے استعمال ہوتی ہے، لیکن اسے مستحکم حالت کی تابکاری کی وضاحت کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
کئی بہترین تجویز کریں۔اینٹینا مصنوعاتکی طرف سے تیارآر ایف ایم آئی ایس او:
RM-TCR406.4
RM-BCA082-4 (0.8-2GHz)
RM-SWA910-22(9-10GHz)
2. دو تار کی تابکاری
وولٹیج کے ذریعہ کو اینٹینا سے منسلک دو کنڈکٹر ٹرانسمیشن لائن سے جوڑیں، جیسا کہ شکل 3(a) میں دکھایا گیا ہے۔ دو تاروں والی لائن پر وولٹیج لگانے سے کنڈکٹرز کے درمیان برقی میدان پیدا ہوتا ہے۔ برقی فیلڈ لائنز ہر موصل سے جڑے آزاد الیکٹران (آسانی سے ایٹموں سے الگ) پر کام کرتی ہیں اور انہیں حرکت کرنے پر مجبور کرتی ہیں۔ چارجز کی حرکت کرنٹ پیدا کرتی ہے، جس کے نتیجے میں ایک مقناطیسی میدان پیدا ہوتا ہے۔
تصویر 3
ہم نے قبول کیا ہے کہ الیکٹرک فیلڈ لائنیں مثبت چارجز سے شروع ہوتی ہیں اور منفی چارجز پر ختم ہوتی ہیں۔ بلاشبہ، وہ مثبت چارجز کے ساتھ بھی شروع ہو سکتے ہیں اور لامحدودیت پر ختم ہو سکتے ہیں۔ یا انفینٹی سے شروع کریں اور منفی چارجز کے ساتھ ختم کریں۔ یا بند لوپس بنائیں جو نہ تو شروع ہوتے ہیں اور نہ ہی کسی چارجز کے ساتھ ختم ہوتے ہیں۔ مقناطیسی فیلڈ لائنیں ہمیشہ کرنٹ لے جانے والے کنڈکٹرز کے گرد بند لوپ بناتی ہیں کیونکہ فزکس میں کوئی مقناطیسی چارجز نہیں ہوتے ہیں۔ کچھ ریاضیاتی فارمولوں میں، مساوی مقناطیسی چارجز اور مقناطیسی کرنٹ متعارف کرائے جاتے ہیں تاکہ طاقت اور مقناطیسی ذرائع پر مشتمل حل کے درمیان دوہرے پن کو ظاہر کیا جا سکے۔
دو کنڈکٹرز کے درمیان کھینچی گئی برقی فیلڈ لائنیں چارج کی تقسیم کو ظاہر کرنے میں مدد کرتی ہیں۔ اگر ہم فرض کریں کہ وولٹیج کا منبع سائنوسائیڈل ہے، تو ہم توقع کرتے ہیں کہ کنڈکٹرز کے درمیان برقی فیلڈ بھی ماخذ کے برابر مدت کے ساتھ سائنوسائیڈل ہو گی۔ برقی فیلڈ کی طاقت کی نسبتہ شدت کو برقی فیلڈ لائنوں کی کثافت سے ظاہر کیا جاتا ہے، اور تیر رشتہ دار سمت (مثبت یا منفی) کی نشاندہی کرتے ہیں۔ کنڈکٹرز کے درمیان وقت کے لحاظ سے مختلف برقی اور مقناطیسی شعبوں کی نسل ایک برقی مقناطیسی لہر بناتی ہے جو ٹرانسمیشن لائن کے ساتھ ساتھ پھیلتی ہے، جیسا کہ شکل 3(a) میں دکھایا گیا ہے۔ برقی مقناطیسی لہر انٹینا میں چارج اور متعلقہ کرنٹ کے ساتھ داخل ہوتی ہے۔ اگر ہم اینٹینا کے ڈھانچے کے کچھ حصے کو ہٹاتے ہیں، جیسا کہ شکل 3(b) میں دکھایا گیا ہے، ایک خالی جگہ کی لہر برقی فیلڈ لائنوں کے کھلے سروں کو "جوڑنے" سے بن سکتی ہے (بندیدار لائنوں کے ذریعہ دکھایا گیا ہے)۔ خالی جگہ کی لہر بھی متواتر ہوتی ہے، لیکن مستقل مرحلے کا نقطہ P0 روشنی کی رفتار سے باہر کی طرف بڑھتا ہے اور آدھے وقفے میں λ/2 (P1 سے) کا فاصلہ طے کرتا ہے۔ اینٹینا کے قریب، مستقل مرحلے کا نقطہ P0 روشنی کی رفتار سے زیادہ تیزی سے حرکت کرتا ہے اور اینٹینا سے دور پوائنٹس پر روشنی کی رفتار تک پہنچتا ہے۔ شکل 4 t = 0، t/8، t/4، اور 3T/8 پر λ∕2 اینٹینا کی خالی جگہ پر برقی میدان کی تقسیم کو دکھاتا ہے۔
شکل 4 t = 0، t/8، t/4 اور 3T/8 پر λ∕2 اینٹینا کی مفت جگہ برقی میدان کی تقسیم
یہ معلوم نہیں ہے کہ گائیڈڈ لہریں اینٹینا سے کیسے الگ ہوتی ہیں اور آخر کار خالی جگہ میں پھیلنے کے لیے بنتی ہیں۔ ہم گائیڈڈ اور خالی جگہ کی لہروں کا پانی کی لہروں سے موازنہ کر سکتے ہیں، جو پانی کے پرسکون جسم میں یا دوسرے طریقوں سے گرے ہوئے پتھر کی وجہ سے ہو سکتی ہے۔ ایک بار جب پانی میں خلل شروع ہو جاتا ہے تو پانی کی لہریں پیدا ہوتی ہیں اور باہر کی طرف پھیلنا شروع ہو جاتی ہیں۔ خلل تھم بھی جائے تو لہریں نہیں رکتیں بلکہ آگے بڑھتی رہتی ہیں۔ اگر خلل برقرار رہتا ہے تو، نئی لہریں مسلسل پیدا ہوتی ہیں، اور ان لہروں کا پھیلاؤ دوسری لہروں سے پیچھے رہ جاتا ہے۔
برقی رکاوٹوں سے پیدا ہونے والی برقی مقناطیسی لہروں کا بھی یہی حال ہے۔ اگر منبع سے ابتدائی برقی خلل مختصر مدت کا ہے، تو پیدا ہونے والی برقی مقناطیسی لہریں ٹرانسمیشن لائن کے اندر پھیلتی ہیں، پھر اینٹینا میں داخل ہوتی ہیں، اور آخر میں خالی جگہ کی لہروں کے طور پر پھیلتی ہیں، حالانکہ جوش اب موجود نہیں ہوتا ہے (جیسے پانی کی لہروں کی طرح۔ اور انہوں نے جو خلل پیدا کیا ہے)۔ اگر برقی خلل مسلسل ہوتا ہے تو برقی مقناطیسی لہریں مسلسل موجود رہتی ہیں اور پھیلاؤ کے دوران ان کے پیچھے قریب سے چلتی ہیں، جیسا کہ شکل 5 میں دکھائے گئے بائیکونیکل اینٹینا میں دکھایا گیا ہے۔ جب برقی مقناطیسی لہریں ٹرانسمیشن لائنوں اور اینٹینا کے اندر ہوتی ہیں، تو ان کا وجود برقی کے وجود سے ہوتا ہے۔ کنڈکٹر کے اندر چارج. تاہم، جب لہریں شعاع کرتی ہیں، تو وہ ایک بند لوپ بناتی ہیں اور اپنے وجود کو برقرار رکھنے کے لیے کوئی چارج نہیں ہوتا ہے۔ یہ ہمیں اس نتیجے پر پہنچاتا ہے کہ:
فیلڈ کی حوصلہ افزائی کے لیے چارج کی سرعت اور کمی کی ضرورت ہوتی ہے، لیکن فیلڈ کی دیکھ بھال کے لیے چارج کی سرعت اور کمی کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔
تصویر 5
3. ڈوپول ریڈی ایشن
ہم اس طریقہ کار کی وضاحت کرنے کی کوشش کرتے ہیں جس کے ذریعے برقی میدان کی لکیریں اینٹینا سے الگ ہوجاتی ہیں اور خالی جگہ کی لہریں بنتی ہیں، اور ایک مثال کے طور پر ڈوپول اینٹینا لیتے ہیں۔ اگرچہ یہ ایک آسان وضاحت ہے، لیکن یہ لوگوں کو خالی جگہ کی لہروں کی نسل کو بدیہی طور پر دیکھنے کے قابل بھی بناتا ہے۔ شکل 6(a) ڈائی پول کے دونوں بازوؤں کے درمیان پیدا ہونے والی برقی فیلڈ لائنوں کو دکھاتا ہے جب سائیکل کی پہلی سہ ماہی میں الیکٹرک فیلڈ لائنیں λ∕4 کے ذریعے باہر کی طرف بڑھ جاتی ہیں۔ اس مثال کے لیے، آئیے فرض کریں کہ بننے والی برقی فیلڈ لائنوں کی تعداد 3 ہے۔ سائیکل کی اگلی سہ ماہی میں، اصل تین برقی فیلڈ لائنیں ایک اور λ∕4 ( نقطہ آغاز سے کل λ∕2) منتقل ہوتی ہیں، اور کنڈکٹر پر چارج کی کثافت کم ہونا شروع ہو جاتی ہے۔ اسے مخالف چارجز کے تعارف سے تشکیل دیا جا سکتا ہے، جو سائیکل کے پہلے نصف کے اختتام پر کنڈکٹر پر چارجز کو منسوخ کر دیتا ہے۔ مخالف چارجز سے پیدا ہونے والی برقی فیلڈ لائنیں 3 ہیں اور λ∕4 کا فاصلہ طے کرتی ہیں، جسے شکل 6(b) میں نقطے والی لکیروں سے ظاہر کیا گیا ہے۔
حتمی نتیجہ یہ ہے کہ پہلے λ∕4 فاصلے میں تین نیچے کی طرف برقی فیلڈ لائنیں ہیں اور دوسری λ∕4 فاصلے میں اوپر کی طرف برقی فیلڈ لائنوں کی اتنی ہی تعداد ہے۔ چونکہ اینٹینا پر کوئی خالص چارج نہیں ہے، اس لیے الیکٹرک فیلڈ لائنوں کو کنڈکٹر سے الگ ہونے اور ایک بند لوپ بنانے کے لیے آپس میں جوڑنے پر مجبور ہونا چاہیے۔ یہ شکل 6(c) میں دکھایا گیا ہے۔ دوسرے نصف میں، اسی جسمانی عمل کی پیروی کی جاتی ہے، لیکن نوٹ کریں کہ سمت مخالف ہے. اس کے بعد، یہ عمل دہرایا جاتا ہے اور غیر معینہ مدت تک جاری رہتا ہے، تصویر 4 کی طرح ایک برقی میدان کی تقسیم بناتا ہے۔
تصویر 6
اینٹینا کے بارے میں مزید جاننے کے لیے، براہ کرم ملاحظہ کریں:
پوسٹ ٹائم: جون-20-2024
