ISSN: 3030-3931, Impact factor: 7,241
Volume 8, issue2, Iyul 2025
https://worldlyjournals.com/index.php/Yangiizlanuvchi
worldly knowledge
OAK Index bazalari :
research gate, research bib.
Qo’shimcha index bazalari:
zenodo, open aire. google scholar.
Original article
142
MAXWELL TENGLAMALARINING 19-ASRDAN HOZIRGI OPTIK TOLALI ALOQA
TEXNOLOGIYALARIGACHA BO‘LGAN TA’SIRI
Navbahor Qurbanbayeva Shermat qizi
Berdoq nomidagi Qoraqolpoq davlat universiteti
Fizika fakulteti Fizika kafedrasi
ANNOTATSIYA:
Ushbu maqolada Jeyms Klerk Maksvell tomonidan ishlab chiqilgan
elektromagnit nazariyasining — xususan, Maxwell tenglamalarining — XIX asrdan boshlab
zamonaviy optik tolali aloqa texnologiyalarigacha bo‘lgan ta’siri tahlil qilinadi. Maksvell
tenglamalari
elektromagnit
to‘lqinlarning
mavjudligini
nazariy
asosda
isbotlab,
radioto‘lqinlardan tortib, lazer nurlari va optik tolali aloqa tizimlarigacha bo‘lgan barcha
texnologik yechimlar uchun asos bo‘lib xizmat qildi. Tadqiqotda bu tenglamalarning fizik
mohiyati, ularning yorug‘lik to‘lqini bilan bog‘liqligi, hamda optik tolali aloqa muhitlarida
elektromagnit to‘lqinlarning harakatlanishiga qanday asos bo‘lishi tizimli tarzda bayon etiladi.
Maqola optik aloqa tizimlarining fizik poydevorini tushunishga qaratilgan.
KALIT SO‘ZLAR:
Maxwell tenglamalari, elektromagnit to‘lqinlar, optik tola, yorug‘lik tezligi,
dielektrik muhit, to‘lqin tenglamasi, dispersiya, modulyatsiya, optik aloqa, yorug‘lik signalining
uzatilishi
XIX asrda Jeyms Klerk Maksvell tomonidan yaratilgan elektromagnit nazariya ilm-fan tarixidagi
eng muhim nazariyalardan biridir. Maxwell tenglamalari elektromagnit hodisalarni yagona
matematik tizimga birlashtirib, elektr va magnit maydonlarning o‘zaro bog‘liqligini isbotladi.
Aynan ushbu tenglamalardan elektromagnit to‘lqinlarning mavjudligi, ularning bo‘shliq orqali
harakatlanishi va yorug‘likning tabiatiga oid chuqur tushunchalar kelib chiqqan.
Bu nazariya nafaqat ilmiy asos sifatida, balki muhandislik va texnologiya sohalarida ham
inqilobiy o‘zgarishlarga sabab bo‘ldi. XX asrda radioaloqa, radar tizimlari va
telekommunikatsiya texnologiyalari aynan Maksvell nazariyasi asosida rivojlandi. XXI asrga
kelib esa bu nazariya
optik tolali aloqa texnologiyasi
— ya’ni, yorug‘lik impulslarini tolalar
orqali katta tezlikda va katta masofaga uzatish — asosida yangi bosqichga ko‘tarildi.
Ushbu maqolada Maksvell tenglamalarining nazariy mohiyati, ularning to‘lqin tenglamasi hosil
qilishi, va bu nazariyaning optik tolali aloqa texnologiyalaridagi amaliy ifodasi tahlil qilinadi.
Maqsad — zamonaviy optik uzatish tizimlarining fizik poydevorini Maksvell nazariyasi orqali
yoritishdir.
Tadqiqotda quyidagi metodologik yondashuvlar qo‘llanildi:
1.
Nazariy-fizik
tahlil
Maxwell tenglamalari — Gauss qonuni (elektr va magnit uchun), Faradey induksiya qonuni va
Amper-Maxwell qonuni — matematik shaklda tahlil qilinib, ular orqali elektromagnit to‘lqinlar
uchun to‘lqin tenglamasi hosil qilindi. Ushbu tenglama yorug‘likning vakuumdagi tezligi
c=1μ0ε0c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0 \varepsilon_0}}c=μ0 ε0 1 formulasi orqali ifodalandi.
2.
Optik
muhitdagi
tarqalish
Elektromagnit to‘lqinlarning optik tolalarda qanday tarqalishi dielektrik muhit parametrlari
ISSN: 3030-3931, Impact factor: 7,241
Volume 8, issue2, Iyul 2025
https://worldlyjournals.com/index.php/Yangiizlanuvchi
worldly knowledge
OAK Index bazalari :
research gate, research bib.
Qo’shimcha index bazalari:
zenodo, open aire. google scholar.
Original article
143
(bryuslov indeks, dispersiya, attenuation) asosida modellashtirildi. To‘lqin yo‘naltiruvchi sifatida
tolalarning strukturaviy xususiyatlari (ko‘p qatlamlilik, reflektivlik, kritik burchak) ham tahlil
qilindi.
3.
Tarixiy-komparativ
yondashuv
Maxwell nazariyasining ilk ilmiy qarashlardan boshlab, bugungi optik aloqa tizimlarigacha
bo‘lgan bosqichma-bosqich evolyutsiyasi tarixiy va texnologik nuqtai nazardan o‘rganildi. Hertz
tajribalari, Marconi aloqa tizimlari, va 1970-yillardagi optik tola yaratilishiga oid manbalar
o‘rganildi.
4.
Amaliy
tahlil
Zamonaviy optik aloqa tizimlarida (DWDM, FTTH, GPON) elektromagnit to‘lqinlarning qanday
modulyatsiya qilinishi, qanday uzatilishi va qabul qilinishi fizikaviy misollar orqali tahlil qilindi.
Yoritish uchun MATLAB/Python orqali modellashtirish grafiklari yaratildi.
5.
Ilmiy-adabiy
manba
tahlili
Maxwellning asarlari, XIX–XX asr elektromagnit nazariyasi bo‘yicha klassik ishlar, shuningdek
zamonaviy optik aloqa texnologiyalari bo‘yicha xalqaro maqolalar va kitoblar o‘rganildi.
Tadqiqot natijalariga ko‘ra quyidagilar aniqlangan:
Maxwell tenglamalari elektromagnit to‘lqinlarning nazariy asosini tashkil qiladi. Ushbu
tenglamalardan kelib chiqadigan to‘lqin tenglamasi yorug‘likning vakuumda harakatlanishini
matematik tarzda tasdiqlaydi va yorug‘lik tezligi (c) ning tabiatdagi doimiy kattalik ekanligini
isbotlaydi.
Elektromagnit to‘lqinlar to‘g‘ridan-to‘g‘ri optik tolalarda uzatiluvchi yorug‘lik impulslarining
nazariy asosi hisoblanadi. Yorug‘likning tola muhitida tarqalishi Maxwell tenglamalariga
bo‘ysunadi, ayniqsa dielektrik muhitda refraksiya va dispersiya xususiyatlari muhim ahamiyatga
ega.
Optik tolalar to‘lqin yo‘naltiruvchi sifatida ishlaydi va ularning ishlash printsipi — ya’ni ichki
to‘liq refleksiya, kritik burchak, yadro va qobiq (core–cladding) indeksi farqi — Maxwell
nazariyasidan kelib chiqadi.
Modulyatsiya (signalga ma’lumot yuklash) va demodulyatsiya (signalni qabul qilish)
jarayonlarida ham elektromagnit to‘lqinlarning fizik xossalari hisobga olinadi. Ayniqsa yuqori
chastotali (teragertsli) signal uzatishda dispersiya va susayish koeffitsiyentlarini hisoblash
bevosita Maxwell tenglamalariga tayanadi.
Zamonaviy texnologiyalarda, xususan FTTH (Fiber To The Home), GPON, va DWDM
tizimlarida, yorug‘lik impulslarining uzatilishi, ajratilishi va ko‘paytirilishi bevosita
elektromagnit nazariyasining amaliy ko‘rinishidir.
Maxwell tenglamalari — bu elektromagnit nazariyaning universal qonunlari bo‘lib, ular XIX
asrda yaratilganiga qaramay, bugungi kundagi eng ilg‘or texnologiyalar poydevoridir. Ularning
zamonaviy optik aloqa sohasidagi ta’siri bir necha jihatdan tahlil qilinadi:
Falsafiy jihatdan
, bu tenglamalar tabiatda turli hodisalarni yagona nazariya orqali izohlash
mumkinligini ko‘rsatadi. Bu, o‘z navbatida, fizikadagi unifikatsiya harakatlariga asos bo‘lgan.
ISSN: 3030-3931, Impact factor: 7,241
Volume 8, issue2, Iyul 2025
https://worldlyjournals.com/index.php/Yangiizlanuvchi
worldly knowledge
OAK Index bazalari :
research gate, research bib.
Qo’shimcha index bazalari:
zenodo, open aire. google scholar.
Original article
144
Amaliy jihatdan
, optik tola orqali yuqori tezlikda ma’lumot uzatish (terabit/s miqyosida) aynan
elektromagnit to‘lqinlarning tarqalish qonuniyatlariga bog‘liq. Har qanday signal (raqamli yoki
analog) optik impulsga aylantirilganida, u Maxwell tenglamalariga bo‘ysunuvchi to‘lqinga
aylanadi.
Muhandislik nuqtai nazaridan
, optik tizimlarni loyihalashda, tola materialini tanlash, signal
chastotasini belgilash, modulyatsiya turini tanlash kabi qarorlar bevosita elektromagnit nazariya
orqali asoslanadi.
Tadqiqotda ko‘rsatildiki
, zamonaviy aloqa tizimlarida yuzaga keladigan asosiy muammo —
dispersiya, susayish va to‘lqin shaklining buzilishi — Maxwell tenglamalari asosida matematik
modellashtirish orqali oldindan prognoz qilinadi va bartaraf etiladi.
Maxwell tenglamalari o‘z davrining ilmiy inqilobi bo‘lgan bo‘lsa, bugungi kunda ular
zamonaviy aloqa tizimlarining asosiy fizik poydevoriga aylangan. Xulosa sifatida quyidagilarni
ajratish mumkin:
Maxwell nazariyasi
elektromagnit to‘lqinlarning mavjudligini nazariy jihatdan isbotlab,
yorug‘likning to‘lqin tabiati va optik signal uzatish imkoniyatini ochib bergan.
Optik tola orqali ma’lumot uzatish
Maxwell tenglamalarida ifodalangan elektromagnit
maydonlar harakati qonuniyatlariga asoslanadi. Bu aloqa texnologiyalarida yuqori aniqlik, tezlik
va ishonchlilikni ta’minlaydi.
Zamonaviy texnologiyalar, ayniqsa internet va telekommunikatsiya tarmoqlari
,
elektromagnit nazariyaning real hayotdagi muvaffaqiyatli amaliy ifodasidir.
Kelajakda kvant optikasi, fotonika, va 6G/7G texnologiyalari ham o‘z poydevorini
Maxwell tenglamalaridan oladi. Bu esa ushbu nazariyaning abadiy dolzarbligini tasdiqlaydi.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR
1.
Maxwell, J. C. (1873).
A Treatise on Electricity and Magnetism
. Clarendon Press.
2.
Hecht, E. (2001).
Optics
. 4th ed. Addison Wesley.
3.
Saleh, B. E. A., & Teich, M. C. (2007).
Fundamentals of Photonics
. Wiley-Interscience.
4.
Agrawal, G. P. (2010).
Fiber-Optic Communication Systems
. Wiley.
5.
Griffiths, D. J. (2017).
Introduction to Electrodynamics
. Pearson.
6.
Born, M., & Wolf, E. (1999).
Principles of Optics
. Cambridge University Press.
7.
Svelto, O. (2010).
Principles of Lasers
. Springer.
8.
Yariv, A. (1991).
Optical Electronics
. Saunders College.
9.
Kitchin, C. R., & Ewens, L. (1998).
Optical Fiber Communications: Principles and
Practice
. Prentice Hall.
