Les expériences de Hertz sur le message des ondes électromagnétiques. Les expériences de Hertz

Une onde électromagnétique est une perturbation Champ électromagnétique, qui est transmis dans l'espace. Sa vitesse correspond à la vitesse de la lumière

2. Décrivez l’expérience de Hertz sur la détection des ondes électromagnétiques

Dans l'expérience de Hertz, la source de perturbation électromagnétique était vibrations électromagnétiques, qui est né dans le vibrateur (un conducteur avec un entrefer au milieu). Une haute tension a été appliquée à cet espace, ce qui a provoqué décharge d'étincelle. Au bout d'un moment, une décharge d'étincelle est apparue dans le résonateur (un vibrateur similaire). L’étincelle la plus intense s’est produite dans le résonateur, situé parallèlement au vibrateur.

3. Expliquez les résultats de l’expérience de Hertz en utilisant la théorie de Maxwell. Pourquoi une onde électromagnétique est-elle transversale ?

Le courant traversant l'espace de décharge crée une induction autour de lui, Flux magnétique augmente, apparaît courant induit compensations. La tension au point 1 (Fig. 155, b du manuel) est dirigée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans le plan du dessin, au point 2 le courant est dirigé vers le haut et provoque l'induction au point 3, la tension est dirigée vers le haut. Si la tension est suffisante pour panne électrique de l'air dans l'espace, une étincelle se produit et le courant circule dans le résonateur.

Parce que les directions des vecteurs d’induction et d’intensité du champ magnétique champ électrique perpendiculaires entre eux et à la direction de l’onde.

4. Pourquoi le rayonnement des ondes électromagnétiques se produit-il avec le mouvement accéléré des charges électriques ? Comment l’intensité du champ électrique dans une onde électromagnétique émise dépend-elle de l’accélération de la particule chargée émettrice ?

La force du courant est proportionnelle à la vitesse de déplacement des particules chargées, donc une onde électromagnétique ne se produit que si la vitesse de déplacement de ces particules dépend du temps. L'intensité de l'onde électromagnétique émise est directement proportionnelle à l'accélération de la particule chargée rayonnante.

5. Comment la densité énergétique du champ électromagnétique dépend-elle de l’intensité du champ électrique ?

La densité énergétique du champ électromagnétique est directement proportionnelle au carré de l’intensité du champ électrique.

Les ondes électromagnétiques (EMW) sont un champ électromagnétique qui se propage avec à des vitesses différentes en fonction de l'environnement. La vitesse de propagation de ces ondes dans le vide est égale à la vitesse de la lumière. Les ondes électromagnétiques peuvent être réfléchies, réfractées, sujettes à la diffraction, aux interférences, à la dispersion, etc.

Ondes électromagnétiques

Une charge électrique est mise en oscillation le long d’une ligne comme pendule à ressortà une vitesse très élevée. A ce moment, le champ électrique autour de la charge commence à changer avec une périodicité égale à la périodicité des oscillations de cette charge. Un champ électrique non constant donnera naissance à un champ magnétique non constant. Il générera à terme un champ électrique variant à certaines périodes à une plus grande distance de la charge électrique. Le processus décrit se produira plus d’une fois.

En conséquence, tout un système de champs électriques et magnétiques non constants apparaît autour de la charge électrique. Ils bouclent des zones d'espace de plus en plus vastes jusqu'à certaine limite. Il s'agit d'une onde électromagnétique qui se propage à partir d'une charge dans toutes les directions. À chaque point individuel de l'espace, les deux champs changent avec des périodes de temps différentes. Les oscillations de champ atteignent rapidement un point situé à proximité de la charge. Vers un point plus éloigné - plus tard.

Une condition nécessaire à l’apparition des ondes électromagnétiques est l’accélération de la charge électrique. Sa vitesse devrait évoluer avec le temps. Plus l’accélération d’une charge en mouvement est élevée, plus les ondes électromagnétiques émises sont fortes.

Les ondes électromagnétiques sont émises transversalement - le vecteur d'intensité du champ électrique occupe une position à 90 degrés par rapport au vecteur d'induction du champ magnétique. Ces deux vecteurs vont à 90 degrés par rapport à la direction de l’onde électromagnétique.

À propos du fait de disponibilité ondes électromagnétiques Michael Faraday a écrit en 1832, mais la théorie des ondes électromagnétiques a été développée par James Maxwell en 1865. Après avoir découvert que la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques était égale à la vitesse de la lumière connue à l'époque, Maxwell a émis l'hypothèse raisonnable que la lumière n'est rien de plus qu'une onde électromagnétique.

Cependant, il n’a été possible de confirmer expérimentalement l’exactitude de la théorie de Maxwell qu’en 1888. Un physicien allemand n'a pas cru Maxwell et a décidé de réfuter sa théorie. Cependant, après études expérimentales, il a seulement confirmé leur existence et prouvé expérimentalement que les ondes électromagnétiques existent réellement. Grâce à ses travaux sur le comportement des ondes électromagnétiques, il devient célèbre dans le monde entier. Il s'appelait Heinrich Rudolf Hertz.

Les expériences de Hertz

Des oscillations à haute fréquence, qui dépassent largement la fréquence du courant dans nos prises, peuvent être produites à l'aide d'une inductance et d'un condensateur. La fréquence d'oscillation augmentera à mesure que l'inductance et la capacité du circuit diminueront.

Certes, tous les circuits oscillatoires ne permettent pas l’extraction d’ondes facilement détectables. Dans les circuits oscillatoires fermés, l'énergie est échangée entre la capacité et l'inductance, et la quantité d'énergie qui entre dans environnement trop peu pour créer des ondes électromagnétiques.

Comment augmenter l’intensité des ondes électromagnétiques pour qu’il devienne possible de les détecter ? Pour ce faire, vous devez augmenter la distance entre les plaques du condensateur. Et les couvertures elles-mêmes devraient être réduites en taille. Puis augmentez-le à nouveau et diminuez-le à nouveau. Jusqu'à ce que nous arrivions à un fil droit, juste un peu inhabituel. Il a une caractéristique : courant nul aux extrémités et maximum au milieu. Ça s'appelle ouvert circuit oscillatoire.

En expérimentant, Heinrich Hertz a mis au point un circuit oscillatoire ouvert, qu’il a appelé « vibrateur ». Il s'agissait de deux boules conductrices d'un diamètre d'environ 15 centimètres, montées aux extrémités d'un fil machine coupé en deux. Au milieu, sur les deux moitiés de la canne, se trouvent également deux boules plus petites. Les deux tiges étaient connectées à une bobine d’induction qui produisait une haute tension.

C'est ainsi que fonctionne l'appareil Hertz. La bobine d'induction crée une très haute tension et délivre des charges opposées aux billes. Après un certain temps, une étincelle électrique apparaît dans l'espace entre les tiges. Il réduit la résistance de l'air entre les tiges et apparaît dans le circuit oscillations amorties haute fréquence. Et comme notre vibrateur est un circuit oscillatoire ouvert, il commence à émettre des ondes électromagnétiques.

Pour détecter les ondes, on utilise un appareil que Hertz appelle « résonateur ». C'est un anneau ou un rectangle ouvert. Deux billes ont été installées aux extrémités du résonateur. Dans ses expériences, Hertz a essayé de trouver les dimensions correctes du résonateur, sa position par rapport au vibrateur et la distance qui les séparait. Avec la taille, la position et la distance correctes entre le vibrateur et le résonateur, une résonance s'est produite. Dans ce cas, les ondes électromagnétiques émises par le circuit produisent une étincelle électrique dans le détecteur.

Grâce aux outils du bord, soit une feuille de fer et un prisme en asphalte, cet expérimentateur incroyablement ingénieux a pu calculer la longueur des ondes qui se propagent ainsi que la vitesse à laquelle elles se propagent. Il a également découvert que ces ondes se comportent exactement comme les autres ondes, ce qui signifie qu’elles peuvent être réfléchies, réfractées, diffractées et interférées.

Application

Les recherches de Hertz ont attiré l'attention des physiciens du monde entier. Des réflexions sur les domaines où les ondes électromagnétiques pourraient être utilisées ont surgi parmi les scientifiques d'ici et d'ailleurs.

La communication radio est une méthode de transmission de données en émettant des ondes électromagnétiques d'une fréquence de 3×104 à 3×1011 Hertz.

Dans notre pays, le fondateur de la transmission radio des ondes électromagnétiques était Alexandre Popov. Il a d'abord répété les expériences de Hertz, puis il a reproduit les expériences de Lodge et a construit sa propre modification du premier récepteur radio de Lodge de l'histoire. La principale différence entre le récepteur de Popov est qu'il a créé un appareil avec feedback.

Le récepteur de Lodge utilisait un tube de verre avec de la limaille de métal qui modifiait leur conductivité sous l'influence d'une onde électromagnétique. Cependant, cela n'a fonctionné qu'une seule fois et pour enregistrer un autre signal, il fallait secouer le tube.

Dans l’appareil de Popov, l’onde atteignant le tube activait un relais, qui déclenchait la cloche et mettait l’appareil en marche, frappant le tube avec un marteau. Il secouait la limaille de métal et permettait ainsi d'enregistrer un nouveau signal.

Communication radiotéléphonique– transmission de messages vocaux via ondes électromagnétiques.

En 1906, la triode est inventée et 7 ans plus tard, le premier oscillateur à tube est créé. oscillations continues. Grâce à ces inventions, il est devenu possible de transmettre des impulsions d'ondes électromagnétiques courtes et plus longues, ainsi que l'invention des télégraphes et des radiotéléphones.

Les vibrations sonores transmises au combiné téléphonique sont converties en une charge électrique de même forme via un microphone. Cependant, une onde sonore est toujours une onde basse fréquence ; pour que les ondes électromagnétiques soient émises suffisamment fortement, elle doit avoir une fréquence de vibration élevée. Les inventeurs ont résolu ce problème très simplement.

Les ondes haute fréquence produites par le générateur sont utilisées pour la transmission et les ondes sonores basse fréquence sont utilisées pour moduler les ondes haute fréquence. En d’autres termes, les ondes sonores modifient certaines caractéristiques des ondes haute fréquence.

Ce furent donc les premiers appareils conçus sur les principes un rayonnement électromagnétique.

Et c’est ici que l’on trouve actuellement les ondes électromagnétiques :

  • Communications mobiles, Wi-Fi, télévision, télécommandes, fours à micro-ondes, radars, etc.
  • Appareils de vision nocturne IR.
  • Détecteurs de fausse monnaie.
  • Appareils à rayons X, médicaments.
  • Télescopes à rayons gamma dans les observatoires spatiaux.

Comme vous pouvez le constater, l’esprit brillant de Maxwell ainsi que l’ingéniosité et l’efficacité extraordinaires de Hertz ont donné naissance à toute une gamme d’appareils et d’articles ménagers qui font aujourd’hui partie intégrante de nos vies. Les ondes électromagnétiques sont divisées par gamme de fréquences, bien que de manière très arbitraire.

Dans le tableau suivant, vous pouvez voir la classification du rayonnement électromagnétique par plage de fréquences.

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Ministère de l'Enseignement supérieur et secondaire de la République d'Ouzbékistan

Université nationale de la République d'Ouzbékistan. Mirzo Oulougbek

Faculté de physique

Rapport

Discipline : "Optique"

Sur le thème : « Expériences de Heinrich Hertz »

Préparé par:

étudiant en 2ème année

Nebesny Andreï Anatolievitch

Superviseur:

Docteur en Sciences Physiques et Mathématiques prof.

Valiev Uygun Vakhidovitch

Tachkent 2015

Introduction

1. Énoncé du problème

2. Phénomène intéressant

3. Vibromasseur Hertz

4. Bobine Ruhmkorff

5. Expérimenter avec un vibromasseur

Épilogue

Littérature

Introduction

Heinrich Hertz est né en 1857 à Hambourg (Allemagne) dans la famille d'un avocat. Depuis son enfance, il possédait une excellente mémoire et d'excellentes capacités en dessin, en langues, créativité technique et a montré de l'intérêt pour sciences exactes. En 1880, à l'âge de 23 ans, il sort diplômé de l'Université de Berlin et défend avec brio son dissertation doctorale sur l'électrodynamique théorique. Superviseur scientifique Hertz était le célèbre physicien européen G. Helmholtz, pour qui Hertz travailla comme assistant pendant les trois années suivantes.

Helmholtz, qui s'est occupé de nombreux problèmes de physique, a développé sa propre version de l'électrodynamique théorique. Sa théorie était en concurrence avec les théories présentées précédemment de W. Weber et J. C. Maxwell. Telles étaient les trois principales théories de l’électromagnétisme à cette époque. Cependant, une confirmation expérimentale était nécessaire.

1. Énoncé du problème

En 1879, l'Académie des sciences de Berlin, à l'initiative de Helmholtz, propose une tâche concurrentielle : « Établir expérimentalement s'il existe un lien entre les forces électrodynamiques et polarisation diélectrique" La solution à ce problème, c'est-à-dire la confirmation expérimentale était censée répondre laquelle des théories était correcte. Helmholtz a suggéré que Hertz se charge de cette tâche. Hertz a tenté de résoudre le problème en utilisant les oscillations électriques qui se produisent lors de la décharge des condensateurs et des inductances. Cependant, il fut bientôt confronté à un problème : des oscillations à une fréquence beaucoup plus élevée étaient nécessaires à celles qu'ils pouvaient obtenir à l'époque.

Oscillations de haute fréquence, dépassant largement la fréquence courant industriel(50 Hz), peut être obtenu à l'aide d'un circuit oscillant. La fréquence d'oscillation u = 1/v(LC) sera d'autant plus grande que l'inductance et la capacité du circuit seront faibles.

Un calcul simple montre que pour créer les fréquences que Hertz a ensuite réussi à obtenir (500 MHz), il faut un condensateur d'une capacité de 2 nF et une inductance de 2 nH. Cependant, les progrès industriels de l’époque n’avaient pas encore atteint la possibilité de créer des capacités et des inductances aussi petites.

2. Phénomène intéressant

N’ayant pas réussi à résoudre ce problème, il gardait l’espoir de trouver la réponse. Depuis, tout ce qui touche aux vibrations électriques l’intéresse invariablement.

Plus tard, à l'automne 1886, lors du débogage du matériel de cours, à savoir la vérification bobines d'induction Grâce à l'éclateur entre les billes métalliques aux extrémités des enroulements finement réglé à l'aide d'une vis micrométrique, Hertz a découvert un phénomène intéressant : pour exciter une étincelle dans l'une des bobines, il n'est pas nécessaire de connecter une batterie puissante à la seconde, l'essentiel est qu'une étincelle glisse à travers l'éclateur de la bobine primaire.

Il a mené une série d'expériences pour confirmer son observation.

3. Vibromasseur Hertz

Dans ses expériences, Hertz a utilisé un appareil simple, désormais appelé vibrateur Hertz, pour produire des ondes électromagnétiques.

Cet appareil est un circuit oscillatoire ouvert (photo de droite). Le circuit oscillatoire habituel représenté sur la figure de gauche (on peut le qualifier de fermé) n'est pas adapté à l'émission d'ondes électromagnétiques. Le fait est que le champ électrique alternatif est concentré principalement dans une très petite région d’espace entre les plaques du condensateur et que le champ magnétique est concentré à l’intérieur de la bobine. Pour que le rayonnement des ondes électromagnétiques soit suffisamment intense, la zone du champ électromagnétique alternatif doit être grande et non entourée de plaques métalliques. Il y a ici une similitude avec le rayonnement les ondes sonores. Une corde oscillante ou un diapason sans boîte de résonateur n'émettent presque aucun rayonnement, car dans ce cas les vibrations de l'air sont excitées dans une très petite région de l'espace directement adjacente à la corde ou aux branches du diapason.

La zone dans laquelle un champ électrique alternatif est créé augmente si les plaques du condensateur sont écartées. La capacité diminue. La réduction simultanée de la surface des plaques réduira encore davantage la capacité. Réduire la capacité augmentera la fréquence naturelle de ce circuit oscillatoire. Pour augmenter encore plus la fréquence, vous devez remplacer la bobine par un fil droit sans spires. L'inductance du fil droit est bien inférieure à l'inductance de la bobine. En continuant à écarter les plaques et en réduisant simultanément leurs tailles, nous arriverons à un circuit oscillatoire ouvert. C'est juste un fil droit. DANS circuit ouvert les charges ne sont pas concentrées aux extrémités, mais sont réparties dans tout le conducteur. Actuel dans ce moment le temps dans toutes les sections du conducteur est dirigé dans la même direction, mais l'intensité du courant n'est pas la même dans les différentes sections du conducteur. Aux extrémités, il est nul et au milieu, il atteint un maximum.

Pour exciter des oscillations dans un tel circuit, il faut couper le fil au milieu afin qu'il reste un petit entrefer, appelé éclateur. Grâce à cet écart, il est possible de charger les deux conducteurs à une différence de potentiel élevée.

Lorsque les balles recevaient des charges opposées suffisamment grandes, decharge electrique et en circuit électrique des vibrations électriques libres se produisent. Après chaque recharge des boules, une étincelle saute à nouveau entre elles, et le processus a été répété plusieurs fois. Ayant placé à quelque distance de ce circuit une bobine de fil avec deux billes aux extrémités - un résonateur - Hertz découvrit que lorsqu'une étincelle saute entre les billes du vibrateur, une petite étincelle apparaît également entre les billes du résonateur. Par conséquent, lors d'oscillations électriques dans un circuit électrique, un champ électromagnétique alternatif vortex apparaît dans l'espace qui l'entoure. Ce champ crée un courant électrique dans le circuit secondaire (résonateur).

En raison de la faible capacité et inductance, la fréquence d'oscillation est très élevée. Les oscillations seront bien entendu amorties pour deux raisons : d'une part, en raison de la présence d'une résistance active dans le vibrateur, particulièrement élevée dans l'éclateur ; deuxièmement, du fait que le vibrateur émet des ondes électromagnétiques et perd de l'énergie. Une fois les oscillations arrêtées, la source charge à nouveau les deux conducteurs jusqu'à ce que la rupture de l'éclateur se produise, et tout se répète. La figure ci-dessous montre un vibrateur Hertz connecté en circuit série avec batterie galvanique et une bobine Ruhmkorff.

Dans l'un des premiers vibrateurs assemblés par le scientifique, les extrémités étaient équipées d'un éclateur au milieu fil de cuivre D'une longueur de 2,6 m et d'un diamètre de 5 mm, des boules d'étain mobiles d'un diamètre de 0,3 m ont été montées en résonance. Par la suite, Hertz a retiré ces boules pour augmenter la fréquence.

4. Bobine de Ruhmkorff

La bobine de Ruhmkorff, qu'Heinrich Hertz a utilisée dans ses expériences, du nom du physicien allemand Heinrich Ruhmkorff, se compose d'une partie cylindrique avec une tige de fer centrale à l'intérieur, sur laquelle est enroulé un enroulement primaire de fil épais. Plusieurs milliers de tours d'un enroulement secondaire constitué d'un fil très fin sont enroulés au-dessus de l'enroulement primaire. L'enroulement primaire est connecté à la batterie éléments chimiques et un condensateur. Un disjoncteur (buzzer) et un interrupteur sont insérés dans le même circuit. Le but du disjoncteur est de fermer et d'ouvrir rapidement et alternativement le circuit. Il en résulte qu'à chaque court-circuit et ouverture dans le circuit primaire, de forts courants instantanés apparaissent dans l'enroulement secondaire : lorsqu'il est interrompu - direct (dans le même sens que le courant de l'enroulement primaire) et lorsqu'il est fermé - inverse. Lorsque l’enroulement primaire est fermé, un courant croissant le traverse. La bobine de Ruhmkorff stocke l'énergie dans le noyau sous forme de champ magnétique. L’énergie du champ magnétique est :

C - flux magnétique,

L - inductance d'une bobine ou d'une spire avec courant.

Lorsque le champ magnétique atteint une certaine valeur, l'armature est attirée et le circuit s'ouvre. Lorsque le circuit est ouvert, une surtension (contre-EMF) se produit dans les deux enroulements, directement proportionnelle au nombre de tours des enroulements, de grande valeur même dans l'enroulement primaire, et encore plus grande dans l'enroulement secondaire, la haute tension de qui rompt l'entrefer entre les bornes de l'enroulement secondaire (la tension de claquage de l'air est environ égale à 3 kV par 1mm). La force contre-électromotrice dans l'enroulement primaire, grâce à la faible résistance de la batterie de cellules chimiques, charge le condensateur C.

5. Expérimenter avec le vibratorhum

Expérience Heinrich Hertz

Hertz recevait des ondes électromagnétiques en excitant une série d'impulsions de courant alternatif rapide dans un vibrateur utilisant une source haute tension. Les oscillations de charges électriques dans un vibrateur créent une onde électromagnétique. Seules les oscillations du vibrateur ne sont pas produites par une particule chargée, mais un grand nombre les électrons se déplacent de concert.

Dans une onde électromagnétique, les vecteurs E? et B? sont perpendiculaires entre eux, et le vecteur E ? se situe dans le plan passant par le vibrateur, et le vecteur B ? perpendiculaire à ce plan.

La figure montre les lignes d'intensité du champ électrique et magnétique autour du vibrateur à un instant fixe : plan horizontal Les lignes d'induction du champ magnétique sont situées et les lignes d'intensité du champ électrique sont situées sur la ligne verticale. Les ondes sont émises avec une intensité maximale dans la direction perpendiculaire à l'axe du vibrateur. Aucun rayonnement ne se produit le long de l'axe.

Hertz n’a pas pu le découvrir immédiatement. Pour ses expériences, il a assombri sa chambre. Et il se promenait avec un résonateur, parfois même à la loupe, observant où dans la pièce, par rapport au générateur, apparaissait une étincelle.

En expérimentant avec son vibrateur, le scientifique a remarqué que le schéma apparemment tout à fait naturel d'affaiblissement de l'étincelle dans le résonateur avec l'augmentation de la distance par rapport à la source de vibrations est perturbé lorsque le résonateur se trouve près des murs ou à côté d'un poêle en fer.

Après mûre réflexion, Hertz s'est rendu compte que le problème était la réflexion des ondes et que le comportement étrange de l'étincelle dans le résonateur près des murs n'était rien de plus qu'une interférence. Pour le confirmer, il a fixé au mur une tôle mise à la terre et installé un vibrateur en face. Avec le résonateur dans ses mains, il commença à se déplacer lentement dans une direction perpendiculaire au mur. Il s'est avéré que périodiquement, à intervalles réguliers, le résonateur tombait dans des zones mortes dans lesquelles il n'y avait pas d'étincelle. Il s'agissait de zones dans lesquelles l'onde directe du vibrateur rencontrait une onde réfléchie de phase opposée et s'éteignait, ce qui confirmait pleinement la présence de processus interférentiels.

Cela a provoqué un véritable plaisir pour tout le monde monde scientifique. Il démontra alors facilement la propagation linéaire du rayonnement. Lorsque le chemin du vibrateur au résonateur a été bloqué par un écran métallique, les étincelles dans le résonateur ont complètement disparu. Dans le même temps, il s’est avéré que les isolants (diélectriques) sont transparents aux ondes électromagnétiques. Une analogie complète avec les lois de la réflexion de la lumière a été tout aussi facilement démontrée - pour cela, un vibrateur et un résonateur ont été installés sur un côté d'une tôle mise à la terre, qui jouait le rôle de miroir, et l'égalité des angles d'incidence et la réflexion fut vérifiée.

L'expérience la plus démonstrative a été la démonstration de la possibilité de réfraction du rayonnement électromagnétique. Pour cela, un prisme en asphalte pesant plus d'une tonne a été utilisé. Le prisme avait la forme triangle isocèle avec un côté de 1,2 mètres et un angle au sommet de 300. En dirigeant le « faisceau électrique » vers un prisme d’asphalte, Hertz a enregistré son écart de 320, ce qui correspondait à une valeur acceptable d’indice de réfraction de 1,69.

Dans ses expériences, Hertz a non seulement prouvé expérimentalement l'existence d'ondes électromagnétiques, mais a également étudié tous les phénomènes typiques de toute onde : réflexion sur des surfaces métalliques, réfraction dans un grand prisme diélectrique, interférence d'une onde progressive avec une onde réfléchie par un métal. miroir, etc Il a également été possible de mesurer expérimentalement la vitesse des ondes électromagnétiques, ce qui s'est avéré être vitesse égale lumière dans le vide. Ces résultats fournissent l’une des preuves les plus solides de l’exactitude théorie électromagnétique Maxwell, selon lequel la lumière est une onde électromagnétique.

Épilogue

Sept ans seulement après Hertz, les ondes électromagnétiques ont trouvé des applications dans les communications sans fil. Il est significatif que l'inventeur russe de la radio, Alexandre Stepanovitch Popov, dans son premier radiogramme en 1896, ait transmis deux mots : « Heinrich Hertz ».

Llittérature

1. Bibliothèque "Quantum", n°1, 1988

2. Landsberg G.S., Optique - M. : FIZMATLIT, 2003, 848p.

3. Kaliteevsky N.I., « Wave optics », M. : Vyssh. école, 1978, 383s

4. http://www.physbook.ru/

5. https://ru.wikipedia.org

6. http://ido.tsu.ru

7. http://alexandr4784.narod.ru

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Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) est né à Hambourg, fils d'un avocat devenu plus tard sénateur. Hertz étudiait bien, aimait tous les sujets, écrivait de la poésie et était passionné par le travail dans tour. Malheureusement, Hertz a été gêné par une mauvaise santé tout au long de sa vie.

En 1875, après avoir obtenu son diplôme d'études secondaires, Hertz entre à l'université de Dresde et, un an plus tard, à l'université de Munich. Ecole technique, mais après la deuxième année d'études, il se rend compte qu'il s'est trompé en choisissant un métier. Sa vocation n'est pas l'ingénierie, mais la science. Il entre à l'Université de Berlin, où ses mentors sont les physiciens Helmholtz (1821-1894) et Kirchhoff (1824-1887). En 1880, Hertz obtint son diplôme universitaire et obtint un doctorat. Depuis 1885, il est professeur physique expérimentale Institut Polytechniqueà Karlsruhe, où furent réalisées ses célèbres expériences.

  • En 1932 en URSS, et en 1933 lors d'une réunion de la Commission électrotechnique internationale, l'unité de fréquence d'un processus périodique « hertz » fut adoptée, qui fut ensuite incluse dans système international Les unités SI. 1 hertz équivaut à une oscillation complète en une seconde.
  • Selon le physicien J. Thomson (1856-1940), contemporain de Hertz, le travail de Hertz représente un triomphe étonnant de compétence expérimentale, d'ingéniosité et en même temps un exemple de prudence dans la conclusion.
  • Un jour, lorsque la mère de Hertz dit au maître qui avait appris au garçon Hertz à se tourner, qu'Heinrich était devenu professeur, il fut très contrarié et dit :

Oh quel dommage. Il ferait un excellent tourneur.

Les expériences de Hertz

Maxwell a soutenu que les ondes électromagnétiques ont les propriétés de réflexion, de réfraction, de diffraction, etc. Mais toute théorie n’est prouvée qu’après avoir été confirmée par la pratique. Mais à cette époque, ni Maxwell lui-même ni personne d’autre ne savait comment obtenir expérimentalement des ondes électromagnétiques. Cela ne s'est produit qu'après 1888, lorsque G. Hertz a découvert expérimentalement les ondes électromagnétiques et publié les résultats de ses travaux.

Vibromasseur Hertz. Circuit oscillatoire ouvert.
Idée de vibrateur Hertz. Circuit oscillatoire ouvert.

D'après la théorie de Maxwell, on sait

    Seule une charge en mouvement accéléré peut émettre une onde électromagnétique,

    que l'énergie d'une onde électromagnétique est proportionnelle à la puissance quatrième de sa fréquence.

Il est clair que les charges se déplacent à un rythme accéléré dans un circuit oscillatoire, le moyen le plus simple consiste donc à les utiliser pour émettre des ondes électromagnétiques. Mais il faut veiller à ce que la fréquence d'oscillation des charges devienne la plus élevée possible. De la formule de Thomson pour la fréquence cyclique des oscillations dans un circuit, il s'ensuit que pour augmenter la fréquence, il est nécessaire de réduire la capacité et l'inductance du circuit.

L'essence des phénomènes se produisant dans le vibrateur est brièvement la suivante. L'inducteur de Ruhmkorff crée une très haute tension, de l'ordre de plusieurs dizaines de kilovolts, aux extrémités de son enroulement secondaire, qui charge les sphères avec des charges de signes opposés. À un certain moment, une étincelle électrique apparaît dans l'éclateur du vibrateur, rendant la résistance de son entrefer si petite que des oscillations amorties à haute fréquence apparaissent dans le vibrateur, qui durent aussi longtemps que l'étincelle existe. Le vibrateur étant un circuit oscillatoire ouvert, des ondes électromagnétiques sont émises.

L'anneau de réception était appelé « résonateur » par Hertz. Des expériences ont montré qu'en modifiant la géométrie du résonateur - taille, position relative et distance par rapport au vibrateur - il est possible d'obtenir une « harmonie » ou une « syntonie » (résonance) entre la source d'ondes électromagnétiques et le récepteur. La présence d'une résonance s'exprimait par l'apparition d'étincelles dans l'éclateur du résonateur en réponse à une étincelle apparaissant dans le vibrateur.

«Je travaille comme un ouvrier d'usine tant par le temps que par le caractère, je répète mille fois chaque lever de bras», écrivait le professeur dans une lettre à ses parents en 1877. La difficulté des expériences avec des ondes encore suffisamment longues pour être étudiées à l'intérieur (par rapport aux ondes lumineuses) peut être vue depuis exemples suivants. Pour pouvoir focaliser les ondes électromagnétiques, un miroir parabolique a été courbé à partir d'une feuille de fer galvanisé mesurant 2x1,5 m. Lorsque le vibrateur était placé au foyer du miroir, un flux parallèle de rayons était créé. Pour prouver la réfraction de ces rayons, un prisme a été réalisé en asphalte en forme de triangle isocèle avec une face latérale de 1,2 m, une hauteur de 1,5 m et une masse de 1 200 kg.

Résultats des expériences de Hertz

Après une vaste série d'expériences laborieuses et extrêmement intelligemment mises en scène, utilisant les moyens disponibles les plus simples, pour ainsi dire, l'expérimentateur a atteint son objectif. Il a été possible de mesurer les longueurs d'onde et de calculer la vitesse de leur propagation. ont été prouvés

    présence de réflexion,

    réfraction,

    diffraction,

    interférence et polarisation des ondes.

    vitesse des ondes électromagnétiques mesurée

Après son rapport du 13 décembre 1888 à l'Université de Berlin et ses publications en 1877 - 78. Hertz est devenu l’un des scientifiques les plus populaires et les ondes électromagnétiques ont commencé à être communément appelées « rayons de Hertz ».

: Allemagne - Allez-y. Source: vol. VIIIa (1893) : Allemagne - Allez, p. 559-563 ( · indice) Autres sources:MESBE :


Expériences Hertz.- Théorie de l'électricité et phénomènes magnétiques, créé par les travaux des meilleurs mathématiciens de la première moitié de ce siècle et accepté jusqu'à récemment par presque tous les scientifiques, supposait essentiellement l'existence de fluides électriques et magnétiques spéciaux en apesanteur qui ont la propriété d'agir à distance. Le principe de la doctrine de Newton gravité universelle- "actio in distans" - est resté leader dans l'enseignement de l'électricité et du magnétisme. Mais déjà dans les années 30 le génie Faraday, laissant sans considération la question de essence l'électricité et le magnétisme, concernant actions extérieures ils exprimaient des pensées complètement différentes. L'attraction et la répulsion des corps électrisés, l'électrification par influence, l'interaction des aimants et des courants et, enfin, les phénomènes d'induction de Faraday ne représentent pas des manifestations directement à distance des propriétés inhérentes aux fluides électriques et magnétiques, mais ne sont que des conséquences de changements particuliers dans l'état du milieu dans lequel ils se trouvent, s'influençant apparemment directement les uns les autres charges électriques, aimants ou conducteurs avec courants. Puisque toutes ces actions sont également observées dans le vide, ainsi que dans l'espace rempli d'air ou d'autre matière, alors dans les changements produits par les processus d'électrification et de magnétisation à l'antenne, Faraday a vu la raison de ces phénomènes. Ainsi, tout comme par l'émergence de vibrations particulières de l'éther et la transmission de ces vibrations de particule en particule, une source lumineuse éclaire tout objet éloigné d'elle, et en dans ce cas Ce n'est que grâce à des perturbations particulières dans le milieu du même éther et à la transmission de ces perturbations de couche en couche que tous les phénomènes électriques, magnétiques et actions électromagnétiques. Une idée similaire était le principe directeur de toutes les recherches de Faraday ; elle est le plus important et l'a amené à tous ses découvertes célèbres. Mais il n’a pas été rapide ni facile que les enseignements de Faraday se soient renforcés dans le domaine scientifique. Pendant des décennies, au cours desquelles les phénomènes découverts par lui ont pu faire l’objet de l’étude la plus approfondie et la plus détaillée, les idées fondamentales de Faraday ont été soit ignorées, soit directement considérées comme peu convaincantes et non prouvées. Ce n’est que dans la seconde moitié des années soixante qu’apparut le talentueux disciple de Faraday, décédé si tôt, Clerk Maxwell, qui interpréta et développa la théorie de Faraday, en lui donnant un caractère strictement mathématique. Maxwell a prouvé la nécessité de l'existence vitesse finale, avec lequel le transfert des actions se produit à travers le milieu intermédiaire courant électrique ou un aimant. Cette vitesse, selon Maxwell, devrait être égale à la vitesse à laquelle la lumière se propage dans le milieu considéré. L'environnement impliqué dans le transport de l'électricité et actions magnétiques, ne peut être autre que le même éther, ce qui est admis dans la théorie de la lumière et de la chaleur rayonnante. Le processus de propagation des actions électriques et magnétiques dans l'espace doit être qualitativement le même que le processus de propagation des rayons lumineux. Toutes les lois relatives aux rayons lumineux sont pleinement applicables à rayons électriques. Selon Maxwell, le phénomène lumineux lui-même est un phénomène électrique. Un rayon lumineux est une série de perturbations électriques, de très petits courants électriques, excités successivement dans l'éther du milieu. On ne sait toujours pas en quoi consiste le changement de l'environnement sous l'influence de l'électrification d'un corps, de la magnétisation du fer ou de la formation d'un courant dans une bobine. La théorie de Maxwell ne permet pas encore d'imaginer clairement la nature même des déformations qu'elle suppose. Ce qui est sûr c'est que tout changement la déformation du milieu qui s'y produit sous l'influence de l'électrification des corps s'accompagne de l'émergence de phénomènes magnétiques dans ce milieu et, à l'inverse, tout changement dans un environnement de déformations qui l'entraînent sous l'influence d'un processus magnétique, elle s'accompagne de l'excitation d'actions électriques. Si en un point quelconque du milieu, déformé par l'électrification d'un corps, on observe une force électrique selon direction connue, c'est-à-dire dans cette direction celui placé dans le cet endroit très petite boule électrifiée, puis avec toute augmentation ou diminution de la déformation du milieu, accompagnée d'une augmentation ou d'une diminution de la force électrique en un point donné, une force magnétique y apparaîtra dans une direction perpendiculaire à la force électrique - placée ici pôle magnétique recevra une poussée dans une direction perpendiculaire à la force électrique. C'est la conséquence qui découle de la théorie de l'électricité de Maxwell. Malgré l’énorme intérêt suscité par la doctrine Faraday-Maxwell, beaucoup la mettaient en doute. Des généralisations trop audacieuses découlaient de cette théorie ! Les expériences de G. (Heinrich Hertz), réalisées en 1888, confirmèrent finalement l'exactitude de la théorie de Maxwell. G. a réussi, pour ainsi dire, à mettre en œuvre formules mathématiques Maxwell, il était en fait possible de prouver la possibilité de l'existence de rayons électriques ou, plus exactement, électromagnétiques. Comme déjà noté, selon la théorie de Maxwell, la propagation d'un faisceau lumineux est essentiellement la propagation de perturbations électriques successivement formées dans l'éther, changeant rapidement de direction. La direction dans laquelle de telles perturbations, telles que les déformations, sont excitées, selon Maxwell, est perpendiculaire au faisceau de lumière. De là, il est évident que l'excitation directe dans n'importe quel corps de courants électriques changeant très rapidement de direction, c'est-à-dire l'excitation dans un conducteur de courants électriques de sens alternatif et de très courte durée devrait provoquer rapidement des perturbations électriques correspondantes dans l'éther entourant ce conducteur. changeant dans leur direction, c'est-à-dire qu'il devrait provoquer un phénomène qualitativement assez similaire à ce que représente un rayon de lumière. Mais on sait depuis longtemps que lorsqu'un corps électrifié ou une jarre de Leyde est déchargé, toute une série de courants électriques se forment dans le conducteur à travers lequel se produit la décharge, alternativement dans un sens ou dans l'autre. Un corps en décharge ne perd pas immédiatement son électricité ; au contraire, lors de la décharge il se recharge plusieurs fois avec l'une ou l'autre électricité selon le signe. Les charges successives apparaissant sur le corps ne diminuent que peu à peu en ampleur. De telles catégories sont appelées oscillatoire. La durée d'existence dans un conducteur de deux flux successifs d'électricité lors d'une telle décharge, c'est-à-dire la durée vibrations électriques, ou autrement, l'intervalle de temps entre deux instants au cours desquels un corps en décharge reçoit les charges les plus importantes apparaissant successivement sur lui, peut être calculé à partir de la forme et de la taille du corps en décharge et du conducteur à travers lequel une telle décharge se produit. Selon la théorie, cette durée des oscillations électriques (T) exprimé par la formule :

T = 2 π L C .


(\displaystyle T=2\pi (\sqrt (LC)).) Ici AVEC représente capacité électrique corps de déchargement et - L coefficient d'auto-induction conducteur à travers lequel la décharge se produit (voir). Les deux grandeurs sont exprimées selon le même système d’unités absolues. Lors de l'utilisation d'un pot de Leyde ordinaire, déchargé via un fil reliant ses deux plaques, la durée des oscillations électriques, c'est-à-dire T, déterminé en 100 et même 10 millièmes de seconde. Dans ses premières expériences, G. électrifiait différemment deux boules métalliques (30 cm de diamètre) et les laissait se décharger à travers une tige de cuivre courte et assez épaisse, coupée au milieu, où se formait une étincelle électrique entre les deux boules, qui étaient montées face à face les extrémités des deux moitiés de la tige. Figue. 1 montre un schéma des expériences de G. (diamètre de la tige 0,5 cm, diamètre de la boule b Et 3 cm, l'écart entre ces boules est d'environ 0,75 cm et la distance entre les centres des boules S V S'équivaut à 1 m). Par la suite, au lieu de balles, G. a utilisé des tôles carrées (40 cm de chaque côté), qu'il a placées dans un seul plan. Le chargement de ces billes ou feuilles a été effectué à l'aide d'une bobine Ruhmkorff fonctionnelle. Les billes ou les feuilles étaient chargées plusieurs fois par seconde à partir de la bobine, puis déchargées à travers une tige de cuivre située entre elles, créant une étincelle électrique dans l'espace entre les deux billes. déterminé en 100 et même 10 millièmes de seconde. Dans ses premières expériences, G. électrifiait différemment deux boules métalliques (30 cm de diamètre) et les laissait se décharger à travers une tige de cuivre courte et assez épaisse, coupée au milieu, où se formait une étincelle électrique entre les deux boules, qui étaient montées face à face les extrémités des deux moitiés de la tige. Figue. 1 montre un schéma des expériences de G. (diamètre de la tige 0,5 cm, diamètre de la boule b Et. La durée des oscillations électriques excitées dans la tige de cuivre dépassait un peu le cent millième de seconde. Dans ses expériences ultérieures, utilisant, au lieu de feuilles auxquelles étaient attachées des moitiés de tige de cuivre, des cylindres courts et épais avec des extrémités sphériques, entre lesquels sautait une étincelle, G. reçut des vibrations électriques, dont la durée n'était qu'environ un millième de millionième. d'une seconde. Une telle paire de billes, feuilles ou cylindres, telle vibreur, comme l'appelle G., du point de vue de la théorie maxwellienne, c'est un centre qui propage des rayons électromagnétiques dans l'espace, c'est-à-dire qu'il excite des ondes électromagnétiques dans l'éther, tout comme toute source lumineuse qui excite des ondes lumineuses autour d'elle. Mais ces rayons électromagnétiques ou ondes électromagnétiques ne peuvent pas avoir d’effet sur l’œil humain. Seulement dans le cas où la durée de chaque train électrique. l'oscillation n'atteindrait qu'un 392 milliardième de seconde, l'œil de l'observateur serait impressionné par ces oscillations et l'observateur verrait un faisceau électromagnétique. Mais pour obtenir une telle rapidité d’oscillations électriques, il faut vibreur, taille appropriée particules physiques. Ainsi, pour détecter les rayons électromagnétiques, des moyens spéciaux sont nécessaires, expression appropriée W. Thomson (maintenant Lord Kelvin), un « œil électrique » spécial. Un tel « œil électrique » a été aménagé par G de la manière la plus simple. Imaginons qu'à une certaine distance du vibrateur se trouve un autre conducteur. Les perturbations de l'éther excité par le vibrateur devraient affecter l'état de ce conducteur. Ce conducteur sera soumis à série séquentielle des impulsions cherchant à y exciter quelque chose de similaire à ce qui a provoqué de telles perturbations dans l'éther, c'est-à-dire cherchant à y former des courants électriques qui changent de direction en fonction de la vitesse des oscillations électriques du vibrateur lui-même. Mais les impulsions, successivement alternées, ne peuvent s'alimenter les unes les autres que lorsqu'elles sont parfaitement rythmées par ce qu'elles provoquent réellement. mouvements électriques dans un tel conducteur. Après tout, ce n'est qu'à l'unisson qu'une corde accordée peut vibrer sensiblement par le son émis par une autre corde, et ainsi paraître indépendante. source sonore. Ainsi, le conducteur doit, pour ainsi dire, entrer en résonance électrique avec le vibrateur. Tout comme une corde de longueur et de tension données est capable d'oscillations connues en termes de vitesse lorsqu'elle est frappée, de même dans chaque conducteur de impulsion électrique Les oscillations électriques ne peuvent se produire que pendant des périodes bien précises. Après avoir plié un fil de cuivre aux dimensions appropriées en forme de cercle ou de rectangle, en ne laissant qu'un petit espace entre les extrémités du fil sur lesquelles sont volées de petites billes (Fig. 2), dont l'une, au moyen d'une vis, pouvait s'approcher ou s'éloigner de l'autre, G. recevait, comme il le nommait résonateurà son vibrateur (dans la plupart de ses expériences, lorsque les billes ou feuilles mentionnées ci-dessus servaient de vibrateur, G. utilisait du fil de cuivre de 0,2 cm de diamètre, courbé en forme de cercle de 35 cm de diamètre, comme résonateur ). Pour un vibrateur constitué de cylindres courts et épais, le résonateur était un cercle de fil similaire, de 0,1 cm d'épaisseur et de 7,5 cm de diamètre. Pour le même vibrateur, dans ses expériences ultérieures, G. a construit un résonateur de forme légèrement différente. Deux fils droits de 0,5 cm de diamètre. et 50 cm de longueur, situés les uns sur les autres avec une distance entre leurs extrémités de 5 cm ; à partir des deux extrémités de ces fils se faisant face, on tire deux autres fils parallèles de 0,1 cm de diamètre perpendiculairement à la direction des fils. et 15 cm de longueur, qui sont fixés aux boules du compteur d'étincelles. Peu importe la faiblesse des impulsions individuelles elles-mêmes dues à des perturbations se produisant dans l'éther sous l'influence d'un vibrateur, elles, néanmoins, se favorisant mutuellement en action, sont capables d'exciter des courants électriques déjà perceptibles dans le résonateur, se manifestant par la formation d'un étincelle entre les billes du résonateur. Ces étincelles sont très petites (elles atteignent 0,001 cm), mais sont tout à fait suffisantes pour être un critère d'excitation d'oscillations électriques dans le résonateur et, par leur taille, servent d'indicateur du degré de perturbation électrique à la fois du résonateur et l'éther qui l'entoure. En observant les étincelles apparaissant dans un tel résonateur, Hertz a examiné à différentes distances et dans diverses directions espace autour du vibrateur. Laissant de côté ces expériences de G. et les résultats qu'il a obtenus, passons aux recherches qui ont confirmé l'existence ultime vitesse de propagation des actions électriques. Attaché à l'un des murs de la pièce dans laquelle les expériences ont été réalisées, était grandes taillesécran en tôles de zinc. Cet écran était relié au sol. A une distance de 13 mètres du tamis, un vibrateur constitué de plaques a été placé de manière à ce que les plans de ses plaques soient parallèles au plan du tamis et que le milieu entre les billes vibrantes soit opposé au milieu du tamis. Si, au cours de son fonctionnement, un vibrateur excite périodiquement des perturbations électriques dans l'éther environnant et si ces perturbations se propagent dans le milieu non pas instantanément, mais à une certaine vitesse, alors, ayant atteint l'écran et réfléchi par ce dernier, comme le son et la lumière perturbations, ces perturbations, ainsi que celles qui sont envoyées à l'écran par un vibrateur, forment dans l'éther, dans l'espace compris entre l'écran et le vibrateur, un état similaire à celui qui se produit dans des conditions similaires du fait de l'interférence d'ondes contra-propagatives , c'est-à-dire que dans cet espace les perturbations prendront le caractère "ondes stationnaires"(voir Vagues). L'état de l'air dans les lieux correspondant à "nœuds" b "antinodes" de telles vagues devraient évidemment différer considérablement. En plaçant son résonateur avec son plan parallèle à l'écran et de telle sorte que son centre soit sur une ligne tracée à partir du milieu entre les billes vibrantes normales au plan de l'écran, G. observa à différentes distances du résonateur de l'écran, les étincelles qu'il contient sont de longueurs très différentes. Près de l'écran lui-même, presque aucune étincelle n'apparaît dans le résonateur, même à des distances égales à 4,1 et 8,5 m. Au contraire, les étincelles sont plus grandes lorsque le résonateur est placé à des distances de l'écran égales à 1,72 m, 6,3 m et 10,8 m. . G. a conclu de ses expériences qu'en moyenne 4,5 m séparent les unes des autres les positions du résonateur dans lesquelles les phénomènes qui y sont observés, c'est-à-dire les étincelles, s'avèrent être étroitement identiques. G. a obtenu exactement la même chose avec une position différente du plan du résonateur, lorsque ce plan était perpendiculaire à l'écran et passait par une ligne normale tracée vers l'écran à partir du milieu entre les billes vibrantes et lorsque axe de symétrie le résonateur (c'est-à-dire son diamètre passant par le milieu entre ses billes) était parallèle à cette normale. Seulement avec cette position du plan du résonateur maxima des étincelles y ont été obtenues là où, dans la position précédente du résonateur, minimes, et retour. Donc 4,5 m correspond à la longueur "ondes électromagnétiques stationnaires" se produisant entre l'écran et le vibrateur dans un espace rempli d'air (les phénomènes opposés observés dans le résonateur dans ses deux positions, c'est-à-dire des étincelles maximales dans une position et des minima dans l'autre, s'expliquent pleinement par le fait que dans une position de les oscillations électriques du résonateur y sont excitées forces électriques, soi-disant les déformations électriques dans l'éther, dans une autre position, sont provoquées par l'événement. forces magnétiques, c'est-à-dire qu'ils sont excités déformations magnétiques).

Selon la longueur de « l’onde stationnaire » (je) et par le temps (T), correspondant à une oscillation électrique complète dans le vibrateur, sur la base de la théorie de la formation de perturbations périodiques (semblables à des vagues), il est facile de déterminer la vitesse (v), avec lequel de telles perturbations se transmettent dans l'air. Cette vitesse v = 2 l T .(\displaystyle v=(\frac (2l)(T)).) Dans les expériences de G. : je = 4,5 m, T = 0,000000028″. D'ici v = 320 000 (environ) km par seconde, soit très proche de la vitesse de la lumière se propageant dans l'air. G. a étudié la propagation des vibrations électriques dans les conducteurs, c'est-à-dire dans les fils. A cet effet, une plaque de cuivre isolée du même type a été placée parallèlement à une plaque vibrante, d'où sortait un long fil tendu horizontalement (Fig. 3). Dans ce fil, en raison de la réflexion des vibrations électriques de son extrémité isolée, « vagues stationnaires

", dont la répartition des "nœuds" et des "ventinodes" le long du fil G. trouvé à l'aide d'un résonateur. G. a dérivé de ces observations pour la vitesse de propagation des vibrations électriques dans un fil une valeur égale à 200 000 km par seconde. Mais cette définition n'est pas correcte. Selon la théorie de Maxwell, dans ce cas, la vitesse devrait être la même que pour l'air, c'est-à-dire qu'elle devrait être égale à la vitesse de la lumière dans l'air. (300 000 km par seconde). Les expériences menées après G. par d'autres observateurs ont confirmé la position de la théorie de Maxwell. Disposant d'une source d'ondes électromagnétiques, d'un vibrateur et d'un moyen de détection de ces ondes, un résonateur, G. prouva que de telles ondes, comme les ondes lumineuses, sont sujettes à des réflexions et des réfractions et que les perturbations électriques de ces ondes sont perpendiculaires à la direction de leur propagation, c'est-à-dire qu'il a découvert dans les rayons électriques. A cet effet, il a placé un vibrateur qui produit des oscillations électriques très rapides (un vibrateur composé de deux cylindres courts) dans la ligne focale d'un miroir cylindrique parabolique en zinc, et dans la ligne focale d'un autre miroir similaire, il a placé un résonateur ; décrit ci-dessus, constitué de deux fils droits. En dirigeant les ondes électromagnétiques du premier miroir sur un écran métallique plat, G., à l'aide d'un autre miroir, a pu déterminer les lois de réflexion des ondes électriques, et en forçant ces ondes à traverser grand prisme, préparés à partir d'asphalte, ont déterminé leur réfraction. Les lois de la réflexion et de la réfraction se sont révélées être les mêmes que celles des ondes lumineuses. A l'aide de ces mêmes miroirs, G. prouva que les rayons électriques polarisé, lorsque les axes de deux miroirs placés en face l'un de l'autre étaient parallèles sous l'action d'un vibrateur, des étincelles étaient observées dans le résonateur. Lorsqu'un des miroirs tournait de 90° autour de la direction des rayons, c'est-à-dire que les axes des miroirs formaient un angle droit l'un par rapport à l'autre, toute trace d'étincelles dans le résonateur disparaissait.

De cette manière, les expériences de G. prouvèrent l'exactitude de la position de Maxwell. Le vibrateur G., comme une source de lumière, émet de l'énergie dans l'espace environnant qui, par l'intermédiaire de rayons électromagnétiques, est transmise à tout ce qui est capable de l'absorber, transformant cette énergie en une autre forme accessible à nos sens. Rayons électromagnétiques la qualité est assez similaire aux rayons de chaleur ou de lumière. Leur différence avec ces derniers réside uniquement dans la longueur des ondes correspondantes. La longueur des ondes lumineuses se mesure en dix millièmes de millimètre, tandis que la longueur des ondes électromagnétiques excitées par les vibrateurs s’exprime en mètres. Les phénomènes découverts par G. servirent plus tard de sujet de recherche à de nombreux physiciens. D'une manière générale, les conclusions de G. sont pleinement confirmées par ces études. De plus, nous savons maintenant que la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques, telle qu’elle ressort de la théorie de Maxwell, change en même temps que les changements dans le milieu dans lequel ces ondes se propagent. Cette vitesse est inversement proportionnelle K , (\displaystyle (\sqrt (K)),)K la constante dite diélectrique d'un milieu donné. On sait que lorsque des ondes électromagnétiques se propagent le long de conducteurs, les vibrations électriques sont « amorties » ; que lorsque des rayons électriques sont réfléchis, leur « tension » suit les lois données par Fresnel pour les rayons lumineux, etc. Articles de G. concernant le phénomène considéré , rassemblés, maintenant publiés sous le titre : H. Hertz, « Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft » (Lpts., 1892).



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