Eksperimen Hertz pada pesan gelombang elektromagnetik. Eksperimen Hertz

2. Jelaskan percobaan Hertz dalam mendeteksi gelombang elektromagnetik

3. Menjelaskan hasil percobaan Hertz dengan menggunakan teori Maxwell. Mengapa gelombang elektromagnetik bersifat transversal?

Karena arah induksi medan magnet dan vektor intensitasnya medan listrik tegak lurus satu sama lain dan terhadap arah datangnya gelombang.

4. Mengapa pancaran gelombang elektromagnetik terjadi dengan percepatan pergerakan muatan listrik? Bagaimana kuat medan listrik dalam gelombang elektromagnetik yang dipancarkan bergantung pada percepatan partikel bermuatan yang memancar?

5. Bagaimana rapat energi medan elektromagnetik bergantung pada kuat medan listrik?

Gelombang elektromagnetik (EMW) adalah medan elektromagnetik yang merambat dengan pada kecepatan yang berbeda tergantung pada lingkungan. Kecepatan rambat gelombang tersebut di ruang hampa sama dengan kecepatan cahaya. Gelombang elektromagnetik dapat dipantulkan, dibiaskan, difraksi, interferensi, dispersi, dll.

Gelombang elektromagnetik

Muatan listrik diatur ke dalam osilasi sepanjang garis seperti pendulum pegas dengan kecepatan yang sangat tinggi. Pada saat ini, medan listrik di sekitar muatan mulai berubah dengan periodisitas yang sama dengan periodisitas osilasi muatan tersebut. Medan listrik yang tidak konstan akan menimbulkan medan magnet yang tidak konstan. Pada waktunya akan menghasilkan medan listrik yang bervariasi pada periode tertentu pada jarak yang lebih jauh dari muatan listrik. Proses yang dijelaskan akan terjadi lebih dari satu kali.

Akibatnya, seluruh sistem medan listrik dan magnet yang tidak konstan muncul di sekitar muatan listrik. Mereka membatasi area ruang yang semakin luas hingga mencapai batas tertentu. Ini adalah gelombang elektromagnetik yang merambat dari muatan ke segala arah. Di setiap titik dalam ruang, kedua bidang berubah dengan periode waktu yang berbeda. Osilasi medan dengan cepat mencapai titik yang dekat dengan muatan. Ke titik yang lebih jauh - nanti.

Prasyarat munculnya gelombang elektromagnetik adalah percepatan muatan listrik. Kecepatannya akan berubah seiring waktu. Semakin tinggi percepatan suatu muatan bergerak, semakin kuat radiasi gelombang elektromagnetiknya.

Gelombang elektromagnetik dipancarkan secara melintang - vektor intensitas medan listrik menempati posisi 90 derajat terhadap vektor induksi medan magnet. Kedua vektor ini bergerak 90 derajat terhadap arah gelombang elektromagnetik.

Tentang fakta ketersediaan gelombang elektromagnetik Michael Faraday menulisnya pada tahun 1832, namun teori gelombang elektromagnetik dikembangkan oleh James Maxwell pada tahun 1865. Setelah menemukan bahwa kecepatan rambat gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan cahaya yang diketahui pada saat itu, Maxwell membuat asumsi yang masuk akal bahwa cahaya tidak lebih dari gelombang elektromagnetik.

Namun, kebenaran teori Maxwell baru dapat dikonfirmasi secara eksperimental pada tahun 1888. Seorang fisikawan Jerman tidak mempercayai Maxwell dan memutuskan untuk menyangkal teorinya. Namun, setelahnya studi eksperimental, dia hanya mengkonfirmasi keberadaannya dan secara eksperimental membuktikan bahwa gelombang elektromagnetik benar-benar ada. Berkat karyanya tentang perilaku gelombang elektromagnetik, ia menjadi terkenal di seluruh dunia. Namanya Heinrich Rudolf Hertz.

Eksperimen Hertz

Osilasi frekuensi tinggi, yang secara signifikan melebihi frekuensi arus di soket kita, dapat dihasilkan menggunakan induktor dan kapasitor. Frekuensi osilasi akan meningkat seiring dengan penurunan induktansi dan kapasitansi rangkaian.

Benar, tidak semua rangkaian osilasi memungkinkan ekstraksi gelombang yang mudah dideteksi. Dalam rangkaian osilasi tertutup, energi dipertukarkan antara kapasitansi dan induktansi, dan jumlah energi yang masuk ke dalam rangkaian osilasi tertutup. lingkungan terlalu sedikit untuk menciptakan gelombang elektromagnetik.

Bagaimana cara meningkatkan intensitas gelombang elektromagnetik agar dapat dideteksi? Untuk melakukan ini, Anda perlu menambah jarak antara pelat kapasitor. Dan sampulnya sendiri harus diperkecil ukurannya. Kemudian naikkan lagi dan turunkan lagi. Sampai kita sampai pada kabel lurus, hanya sedikit tidak biasa. Ia memiliki satu fitur - arus nol di ujung dan arus maksimum di tengah. Ini disebut terbuka rangkaian osilasi.

Melalui eksperimen, Heinrich Hertz menemukan rangkaian osilasi terbuka, yang disebutnya “vibrator”. Terdiri dari dua bola konduktor dengan diameter sekitar 15 sentimeter, dipasang di ujung batang kawat yang dipotong menjadi dua. Di tengahnya, pada kedua bagian batang, juga terdapat dua bola yang lebih kecil. Kedua batang dihubungkan ke kumparan induksi yang menghasilkan tegangan tinggi.

Beginilah cara kerja perangkat Hertz. Kumparan induksi menghasilkan tegangan yang sangat tinggi dan mengalirkan muatan berlawanan ke bola. Setelah jangka waktu tertentu, percikan listrik muncul di celah antar batang. Ini mengurangi hambatan udara di antara batang dan muncul di sirkuit osilasi teredam frekuensi tinggi. Dan, karena vibrator kami adalah rangkaian osilasi terbuka, vibrator kami mulai memancarkan gelombang elektromagnetik.

Untuk mendeteksi gelombang, digunakan alat yang disebut Hertz “resonator”. Ini adalah cincin terbuka atau persegi panjang. Dua bola dipasang di ujung resonator. Dalam eksperimennya, Hertz mencoba menemukan dimensi resonator yang tepat, posisinya relatif terhadap vibrator, dan jarak di antara keduanya. Dengan ukuran, posisi dan jarak yang tepat antara vibrator dan resonator, terjadi resonansi. Dalam hal ini, gelombang elektromagnetik yang dipancarkan rangkaian menghasilkan percikan listrik di detektor.

Dengan menggunakan peralatan yang ada, yaitu selembar besi dan prisma yang terbuat dari aspal, peneliti yang sangat cerdik ini mampu menghitung panjang gelombang yang merambat, serta kecepatan rambatnya. Ia juga menemukan bahwa gelombang-gelombang ini berperilaku persis seperti gelombang lainnya, yang berarti gelombang-gelombang tersebut dapat dipantulkan, dibiaskan, difraksi, dan interferensi.

Aplikasi

Penelitian Hertz menarik perhatian para fisikawan di seluruh dunia. Pemikiran tentang di mana gelombang elektromagnetik dapat digunakan muncul di kalangan ilmuwan di sana-sini.

Komunikasi radio merupakan suatu metode transmisi data dengan memancarkan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 3×104 hingga 3×1011 Hertz.

Di negara kita, pendiri transmisi radio gelombang elektromagnetik adalah Alexander Popov. Pertama dia mengulangi eksperimen Hertz, lalu dia mereproduksi eksperimen Lodge dan membuat modifikasinya sendiri pada penerima radio Lodge yang pertama dalam sejarah. Perbedaan utama antara receiver Popov adalah ia menciptakan perangkat dengan umpan balik.

Penerima Lodge menggunakan tabung kaca dengan bahan logam yang mengubah konduktivitasnya di bawah pengaruh gelombang elektromagnetik. Namun, ini hanya berfungsi sekali, dan untuk merekam sinyal lain, tabung harus diguncang.

Pada perangkat Popov, gelombang yang mencapai tabung menyalakan relai, yang memicu bel dan membuat perangkat beroperasi, memukul tabung dengan palu. Ini mengguncang serbuk logam dan dengan demikian memungkinkan untuk merekam sinyal baru.

Komunikasi telepon radio– transmisi pesan suara melalui gelombang elektromagnetik.

Pada tahun 1906, triode ditemukan dan 7 tahun kemudian osilator tabung pertama diciptakan. osilasi terus menerus. Berkat penemuan ini, transmisi gelombang elektromagnetik pendek dan panjang menjadi mungkin, serta penemuan telegraf dan telepon radio.

Getaran suara yang ditransmisikan ke handset telepon diubah menjadi muatan listrik dalam bentuk yang sama melalui mikrofon. Namun, gelombang suara selalu merupakan gelombang berfrekuensi rendah; agar gelombang elektromagnetik dapat dipancarkan dengan cukup kuat, ia harus mempunyai frekuensi getaran yang tinggi. Para penemu memecahkan masalah ini dengan sangat sederhana.

Gelombang frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh generator digunakan untuk transmisi, dan gelombang suara frekuensi rendah digunakan untuk memodulasi gelombang frekuensi tinggi. Dengan kata lain, gelombang suara mengubah beberapa karakteristik gelombang frekuensi tinggi.

Jadi, ini adalah perangkat pertama yang dirancang berdasarkan prinsip tersebut radiasi elektromagnetik.

Dan di sinilah gelombang elektromagnetik dapat ditemukan saat ini:

• Komunikasi seluler, Wi-Fi, televisi, remote control, oven microwave, radar, dll.
• Perangkat penglihatan malam IR.
• Pendeteksi uang palsu.
• Mesin sinar-X, obat-obatan.
• Teleskop sinar gamma di observatorium luar angkasa.

Seperti yang Anda lihat, pikiran brilian Maxwell dan kecerdikan serta efisiensi Hertz yang luar biasa memunculkan berbagai macam perangkat dan barang-barang rumah tangga yang merupakan bagian integral dari kehidupan kita saat ini. Gelombang elektromagnetik dibagi berdasarkan rentang frekuensi, meskipun sangat sewenang-wenang.

Pada tabel berikut Anda dapat melihat klasifikasi radiasi elektromagnetik berdasarkan rentang frekuensi.

Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu mudah. Gunakan formulir di bawah ini

Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.

Diposting pada http://www.allbest.ru/

Kementerian Pendidikan Tinggi dan Menengah Republik Uzbekistan

Universitas Nasional Republik Uzbekistan dinamai menurut namanya. Mirzo Ulugbek

Fakultas Fisika

Laporan

Disiplin: "Optik"

Pada topik: “Eksperimen Heinrich Hertz”

Disiapkan oleh:

siswa tahun ke-2

Nebesny Andrey Anatolyevich

Pengawas:

Doktor Ilmu Fisika dan Matematika Prof.

Valiev Uygun Vakhidovich

Tashkent 2015

Perkenalan

1. Pernyataan masalah

2. Fenomena menarik

3. Penggetar Hertz

4. Kumparan Ruhmkorff

5. Bereksperimen dengan vibrator

Kata penutup

Literatur

Perkenalan

Heinrich Hertz lahir pada tahun 1857 di Hamburg (Jerman) dalam keluarga seorang pengacara. Sejak kecil, ia memiliki ingatan yang sangat baik dan kemampuan luar biasa dalam menggambar, bahasa, kreativitas teknis dan menunjukkan minat ilmu eksakta. Pada tahun 1880, pada usia 23 tahun, ia lulus dari Universitas Berlin, dengan cemerlang mempertahankan karyanya disertasi doktoral tentang elektrodinamika teoritis. Pembimbing ilmiah Hertz adalah fisikawan terkenal Eropa G. Helmholtz, yang menjadi asisten Hertz selama tiga tahun berikutnya.

Helmholtz, yang menangani banyak masalah dalam fisika, mengembangkan teori elektrodinamika versinya sendiri. Teorinya bersaing dengan teori W. Weber dan J. C. Maxwell yang dikemukakan sebelumnya. Inilah tiga teori utama elektromagnetisme pada saat itu. Namun, konfirmasi eksperimental diperlukan.

1. Pernyataan masalah

Pada tahun 1879, Akademi Ilmu Pengetahuan Berlin, atas prakarsa Helmholtz, mengajukan tugas kompetitif: “Untuk menetapkan secara eksperimental apakah ada hubungan antara gaya elektrodinamik dan polarisasi dielektrik" Solusi untuk masalah ini, yaitu. konfirmasi eksperimental seharusnya menjawab teori mana yang benar. Helmholtz menyarankan agar Hertz mengambil tugas ini. Hertz mencoba memecahkan masalah tersebut dengan menggunakan osilasi listrik yang terjadi selama pelepasan kapasitor dan induktor. Namun, ia segera menemui masalah - diperlukan osilasi frekuensi yang jauh lebih tinggi daripada yang dapat diperolehnya pada saat itu.

Osilasi frekuensi tinggi, jauh melebihi frekuensi arus industri(50 Hz), dapat diperoleh dengan menggunakan rangkaian osilasi. Frekuensi osilasi u=1/v(LC) akan semakin besar, semakin rendah induktansi dan kapasitansi rangkaian.

Perhitungan sederhana menunjukkan bahwa untuk menciptakan frekuensi yang kemudian berhasil dicapai Hertz (500 MHz), diperlukan kapasitor berkapasitas 2 nF dan induktor 2 nH. Namun kemajuan industri pada masa itu belum mencapai kemungkinan untuk menciptakan kapasitansi dan induktansi sekecil itu.

2. Fenomena menarik

Karena gagal memecahkan masalah ini, ia tetap berharap untuk menemukan jawabannya. Sejak itu, segala sesuatu yang berhubungan dengan getaran listrik selalu menarik minatnya.

Kemudian pada musim gugur tahun 1886, pada saat melakukan debugging pada peralatan perkuliahan yaitu pengecekan kumparan induksi Dengan celah percikan antara bola logam di ujung belitan disesuaikan secara halus menggunakan sekrup mikrometri, Hertz menemukan fenomena menarik: untuk membangkitkan percikan di salah satu kumparan, tidak perlu menghubungkan baterai yang kuat ke kumparan kedua, yang utama adalah percikan api melewati celah percikan kumparan primer.

Dia melakukan serangkaian percobaan untuk mengkonfirmasi pengamatannya.

3. Penggetar Hertz

Dalam eksperimennya, Hertz menggunakan alat sederhana yang sekarang disebut vibrator Hertz untuk menghasilkan gelombang elektromagnetik.

Perangkat ini merupakan rangkaian osilasi terbuka (gambar di sebelah kanan). Rangkaian osilasi biasa yang ditunjukkan pada gambar di sebelah kiri (bisa disebut tertutup) tidak cocok untuk memancarkan gelombang elektromagnetik. Faktanya adalah bahwa medan listrik bolak-balik terkonsentrasi terutama di area yang sangat kecil di antara pelat kapasitor, dan medan magnet terkonsentrasi di dalam kumparan. Agar radiasi gelombang elektromagnetik cukup kuat, daerah medan elektromagnetik bolak-balik harus besar dan tidak dikelilingi pelat logam. Ada kesamaan di sini dengan radiasi gelombang suara. Senar atau garpu tala yang berosilasi tanpa kotak resonator hampir tidak memancarkan radiasi, karena dalam hal ini getaran udara tereksitasi di wilayah ruang yang sangat kecil yang berbatasan langsung dengan senar atau cabang garpu tala.

Area di mana medan listrik bolak-balik tercipta meningkat jika pelat kapasitor dipindahkan. Kapasitasnya berkurang. Pengurangan luas pelat secara bersamaan akan semakin mengurangi kapasitas. Mengurangi kapasitansi akan meningkatkan frekuensi alami rangkaian osilasi ini. Untuk meningkatkan frekuensi lebih jauh lagi, Anda perlu mengganti kumparan dengan kawat lurus tanpa belokan. Induktansi kawat lurus jauh lebih kecil dibandingkan induktansi kumparan. Dengan terus memisahkan pelat-pelat tersebut dan sekaligus memperkecil ukurannya, kita akan sampai pada rangkaian osilasi terbuka. Itu hanya kawat lurus. DI DALAM sirkuit terbuka muatannya tidak terkonsentrasi pada ujung-ujungnya, tetapi didistribusikan ke seluruh konduktor. Saat ini masuk saat ini waktu pada semua bagian penghantar diarahkan pada arah yang sama, tetapi kuat arus pada berbagai bagian penghantar tidak sama. Di ujung-ujungnya nol, dan di tengah-tengah mencapai maksimum.

Untuk membangkitkan osilasi pada rangkaian seperti itu, Anda perlu memotong kawat di tengahnya sehingga tetap ada celah udara kecil yang disebut celah percikan. Berkat celah ini, kedua konduktor dapat diisi dengan beda potensial yang tinggi.

Ketika bola diberi muatan berlawanan yang cukup besar, pelepasan listrik dan masuk rangkaian listrik terjadi getaran listrik bebas. Setelah setiap bola diisi ulang, percikan api kembali muncul di antara bola-bola tersebut, dan proses tersebut diulangi berkali-kali. Dengan menempatkan gulungan kawat dengan dua bola di ujungnya—sebuah resonator—pada jarak tertentu dari kontur ini, Hertz menemukan bahwa ketika percikan api melompat di antara bola-bola vibrator, percikan kecil juga muncul di antara bola-bola resonator. Akibatnya, selama osilasi listrik dalam suatu rangkaian listrik, pusaran medan elektromagnetik bolak-balik muncul di ruang sekitarnya. Medan ini menimbulkan arus listrik pada rangkaian sekunder (resonator).

Karena kapasitansi dan induktansinya kecil, frekuensi osilasinya sangat tinggi. Osilasi, tentu saja, akan teredam karena dua alasan: pertama, karena adanya resistansi aktif pada vibrator, yang terutama tinggi pada celah percikan; kedua, karena vibrator memancarkan gelombang elektromagnetik dan kehilangan energi. Setelah osilasi berhenti, sumber kembali mengisi kedua konduktor sampai terjadi kerusakan pada celah percikan dan semuanya terulang kembali. Gambar di bawah menunjukkan vibrator Hertz yang dihubungkan secara seri dengan baterai galvanis dan kumparan Ruhmkorff.

Pada salah satu vibrator pertama yang dirakit oleh ilmuwan, ujungnya dilengkapi dengan celah percikan di tengahnya kawat tembaga Dengan panjang 2,6 m dan diameter 5 mm, bola timah yang dapat digerakkan dengan diameter 0,3 m dipasang sebagai bola yang beresonansi. Selanjutnya, Hertz mengeluarkan bola-bola tersebut untuk meningkatkan frekuensi.

4. kumparan Ruhmkorff

Kumparan Ruhmkorff, yang digunakan Heinrich Hertz dalam eksperimennya, dinamai menurut nama fisikawan Jerman Heinrich Ruhmkorff, terdiri dari bagian silinder dengan batang besi pusat di dalamnya, di mana belitan primer dari kawat tebal dililitkan. Beberapa ribu lilitan belitan sekunder yang terbuat dari kawat yang sangat tipis dililitkan di atas belitan primer. Gulungan primer terhubung ke baterai unsur kimia dan sebuah kapasitor. Pemutus (buzzer) dan saklar dimasukkan ke dalam rangkaian yang sama. Tujuan dari pemutus adalah untuk menutup dan membuka rangkaian secara cepat dan bergantian. Akibat dari hal ini adalah dengan setiap hubung singkat dan bukaan pada rangkaian primer, arus sesaat yang kuat muncul pada belitan sekunder: bila terputus - maju (dalam arah yang sama dengan arus belitan primer) dan bila ditutup - mundur. Ketika belitan primer ditutup, arus yang mengalir melaluinya semakin besar. Kumparan Ruhmkorff menyimpan energi di dalam inti dalam bentuk medan magnet. Energi medan magnetnya adalah:

C - fluks magnet,

L - induktansi kumparan atau putaran dengan arus.

Ketika medan magnet mencapai nilai tertentu, jangkar tertarik dan rangkaian terbuka. Pada saat rangkaian dibuka, terjadi lonjakan tegangan (eMF balik) pada kedua belitan, berbanding lurus dengan jumlah lilitan belitan, besar nilainya bahkan pada belitan primer, dan lebih besar lagi pada belitan sekunder, maka tegangan tinggi yang memutus celah udara antara terminal belitan sekunder (tegangan tembus udara kira-kira sama dengan 3 kV kali 1 mm). EMF belakang pada belitan primer, melalui resistansi rendah baterai sel kimia, mengisi kapasitor C.

5. Bereksperimen dengan vibratorum

Pengalaman Heinrich Hertz

Hertz menerima gelombang elektromagnetik dengan mengeksitasi serangkaian pulsa arus bolak-balik cepat dalam vibrator menggunakan sumber tegangan tinggi. Osilasi muatan listrik pada vibrator menimbulkan gelombang elektromagnetik. Hanya osilasi dalam vibrator yang dihasilkan bukan oleh satu partikel bermuatan, melainkan jumlah yang sangat besar elektron bergerak serempak.

Dalam gelombang elektromagnetik, vektor E? dan B? tegak lurus satu sama lain, dan vektor E? terletak pada bidang yang melewati vibrator, dan vektor B? tegak lurus terhadap bidang ini.

Gambar tersebut menunjukkan garis kuat medan listrik dan magnet di sekitar vibrator pada titik waktu tertentu: in bidang horizontal Garis-garis induksi medan magnet terletak, dan garis-garis kuat medan listrik terletak pada garis vertikal. Gelombang dipancarkan dengan intensitas maksimum dengan arah tegak lurus sumbu vibrator. Tidak ada radiasi yang terjadi di sepanjang sumbu.

Hertz tidak dapat segera menemukan hal ini. Untuk eksperimennya, dia menggelapkan kamarnya. Dan dia berjalan berkeliling dengan resonator, kadang-kadang bahkan melalui kaca pembesar, mengamati di mana percikan api akan muncul di dalam ruangan, relatif terhadap generator.

Saat bereksperimen dengan vibratornya, ilmuwan tersebut memperhatikan bahwa pola melemahnya percikan api di resonator yang tampaknya alami dengan bertambahnya jarak ke sumber osilasi akan terganggu ketika resonator berada di dekat dinding atau di samping kompor besi.

Setelah berpikir panjang, Hertz menyadari bahwa masalahnya adalah pantulan gelombang, dan perilaku aneh percikan api di resonator dekat dinding tidak lebih dari gangguan. Untuk memastikan hal ini, dia menempelkan lembaran logam yang diarde ke dinding dan memasang vibrator di seberangnya. Dengan resonator di tangannya, dia mulai bergerak perlahan ke arah tegak lurus dinding. Ternyata secara berkala, secara berkala, resonator jatuh ke zona mati yang tidak ada percikan api. Ini adalah zona di mana gelombang langsung vibrator bertemu dengan gelombang pantulan dari fase yang berlawanan dan padam, yang sepenuhnya menegaskan adanya proses interferensi.

Hal ini menimbulkan kegembiraan yang tulus bagi semua orang dunia ilmiah. Dia kemudian dengan mudah mendemonstrasikan propagasi radiasi linier. Ketika jalur dari vibrator ke resonator diblokir dengan layar logam, percikan api di resonator hilang sama sekali. Pada saat yang sama, ternyata isolator (dielektrik) transparan terhadap gelombang elektromagnetik. Analogi lengkap dengan hukum pemantulan cahaya juga dapat dengan mudah ditunjukkan - untuk ini, vibrator dan resonator dipasang di satu sisi lembaran logam yang diarde, yang berperan sebagai cermin, dan kesetaraan sudut datang. dan refleksi diperiksa.

Eksperimen yang paling demonstratif adalah demonstrasi kemungkinan pembiasan radiasi elektromagnetik. Untuk ini, digunakan prisma aspal dengan berat lebih dari satu ton. Prisma itu berbentuk segitiga sama kaki dengan sisi 1,2 meter dan sudut puncak 300. Dengan mengarahkan “sinar listrik” ke prisma aspal, Hertz mencatat deviasinya sebesar 320, yang sesuai dengan nilai indeks bias yang dapat diterima sebesar 1,69.

Dalam eksperimennya, Hertz tidak hanya secara eksperimental membuktikan keberadaan gelombang elektromagnetik, tetapi juga mempelajari semua fenomena khas gelombang apa pun: pemantulan dari permukaan logam, pembiasan pada prisma dielektrik besar, interferensi gelombang berjalan dengan gelombang yang dipantulkan dari logam. cermin, dll. Dimungkinkan juga untuk secara eksperimental mengukur kecepatan gelombang elektromagnetik, yang ternyata memang demikian kecepatan yang sama cahaya dalam ruang hampa. Hasil ini memberikan salah satu bukti terkuat mengenai kebenarannya teori elektromagnetik Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya merupakan gelombang elektromagnetik.

Kata penutup

Hanya tujuh tahun setelah Hertz, gelombang elektromagnetik diterapkan dalam komunikasi nirkabel. Penting untuk dicatat bahwa penemu radio Rusia Alexander Stepanovich Popov dalam radiogram pertamanya pada tahun 1896 mengirimkan dua kata: “Heinrich Hertz”.

Lliteratur

1. Perpustakaan “Quantum”, No.1 Tahun 1988

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

3. Kaliteevsky N.I., “Optik gelombang”, M.: Vyssh. sekolah, 1978, 383s

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

5. https://ru.wikipedia.org

6.http://ido.tsu.ru

7.http://alexandr4784.narod.ru

Diposting di Allbest.ru

Dokumen serupa

Biografi singkat G.Hertz. Konfirmasi eksperimental Teori Maxwell merupakan hasil penciptaan vibrator (emitor) dan resonator (penerima) gelombang elektromagnetik oleh fisikawan Jerman. Desain vibrator, mekanisme pembangkitan percikan listrik.

presentasi, ditambahkan 15/01/2013


Konsep gelombang dan perbedaannya dengan osilasi. Pentingnya penemuan gelombang elektromagnetik oleh J. Maxwell, membenarkan eksperimen G. Hertz dan eksperimen P. Lebedev. Proses dan kecepatan rambat medan elektromagnetik. Sifat dan skala gelombang elektromagnetik.

abstrak, ditambahkan 07/10/2011


Biografi G. Hertz dan D. Frank. Pekerjaan bersama mereka: mempelajari interaksi elektron dengan atom gas mulia dengan kepadatan rendah. Analisis energi elektron yang mengalami tumbukan dengan atom. Ciri-ciri lampu vakum dan berisi gas.

abstrak, ditambahkan 27/12/2008


Sistem persamaan Maxwell dalam diferensial dan bentuk integral. Penelitian oleh R. Hertz. Kecepatan rambat gelombang elektromagnetik. Penemuan efek fotolistrik. Perhitungan tekanan ringan. Energi, impuls dan massa EMF. Vektor Umov-Poynting.

presentasi, ditambahkan 14/03/2016


Penilaian numerik dari hubungan antar parameter saat memecahkan masalah Hertz untuk silinder dalam selongsong. Stabilitas pelat persegi panjang dengan beban yang bervariasi secara linier di ujungnya. Penentuan frekuensi dan mode getaran alami poligon beraturan.

disertasi, ditambahkan 12/12/2013


Pembukaan radiasi sinar-x Winhelm Conrad Roentgen. Publikasi artikel “Tentang sinar jenis baru” di jurnal Würzburg Physico-Medical Society. Eksperimen oleh Hittorf, Crookes, Hertz dan Lenard. Menghadiahkan Hadiah Nobel dalam fisika.

presentasi, ditambahkan 02/10/2011


Konsep gelombang elektromagnetik, hakikat dan ciri-cirinya, sejarah penemuan dan penelitian, signifikansinya dalam kehidupan manusia. Jenis-jenis gelombang elektromagnetik, yaitu ciri khas. Area penerapan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari, dampaknya terhadap tubuh manusia.

abstrak, ditambahkan 25/02/2009


Penentuan kekuatan medan magnet vibrator dasar di zona dekat. Persamaan gelombang berjalan. Panjangnya dan kecepatan perambatannya di zona jauh. Arah vektor penunjuk. Kekuatan dan ketahanan radiasi gelombang elektromagnetik.

presentasi, ditambahkan 13/08/2013


Metode dasar, metode untuk mengkonkretkan dan menggambarkan keadaan polarisasi radiasi. Kondisi batas untuk lingkungan gyrotropic alami. Rumus hubungan antara amplitudo gelombang datang, gelombang pantul, dan gelombang bias. Menyelesaikan permasalahan tentang datangnya gelombang elektromagnetik.

tugas kursus, ditambahkan 13/04/2014


Hubungan antara medan listrik bolak-balik dan medan magnet bolak-balik. Sifat-sifat medan dan gelombang elektromagnetik. Kekhususan rentang radiasi yang sesuai dan penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari. Dampak gelombang elektromagnetik pada tubuh manusia dan perlindungannya.

Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) lahir di Hamburg, putra seorang pengacara yang kemudian menjadi senator. Hertz belajar dengan baik, menyukai semua mata pelajaran, menulis puisi, dan bersemangat dalam mengerjakannya mesin bubut. Sayangnya, Hertz terhambat oleh kesehatan yang buruk sepanjang hidupnya.

Pada tahun 1875, setelah lulus SMA, Hertz masuk Universitas Dresden, dan setahun kemudian Universitas Munich. sekolah teknik, namun setelah tahun kedua belajar ia menyadari bahwa ia melakukan kesalahan dalam memilih profesi. Panggilannya bukanlah teknik, tapi sains. Ia masuk Universitas Berlin, di mana mentornya adalah fisikawan Helmholtz (1821-1894) dan Kirchhoff (1824-1887). Pada tahun 1880, Hertz lulus dari universitas lebih awal dan menerima gelar doktor. Sejak tahun 1885 ia menjadi profesor fisika eksperimental Institut Politeknik di Karlsruhe, tempat eksperimennya yang terkenal dilakukan.

• Pada tahun 1932 di Uni Soviet, dan pada tahun 1933 pada pertemuan Komisi Elektroteknik Internasional, satuan frekuensi proses periodik "hertz" diadopsi, yang kemudian dimasukkan dalam sistem internasional satuan SI. 1 hertz sama dengan satu osilasi penuh dalam satu detik.
• Menurut fisikawan kontemporer Hertz J. Thomson (1856-1940), karya Hertz mewakili kemenangan luar biasa dari keterampilan eksperimental, kecerdikan, dan sekaligus contoh kehati-hatian dalam menarik kesimpulan.
• Suatu ketika, ketika ibu Hertz memberi tahu guru yang mengajari anak laki-laki Hertz cara menjadi seorang profesor, bahwa Heinrich telah menjadi seorang profesor, dia sangat kecewa dan berkata:

Sayang sekali. Dia akan menjadi turner yang hebat.

Eksperimen Hertz

Maxwell berpendapat bahwa gelombang elektromagnetik mempunyai sifat pemantulan, pembiasan, difraksi, dan lain-lain. Namun teori apa pun menjadi terbukti hanya setelah dikonfirmasi dalam praktik. Namun pada saat itu, baik Maxwell sendiri maupun orang lain tidak mengetahui cara memperoleh gelombang elektromagnetik secara eksperimental. Ini terjadi hanya setelah tahun 1888, ketika G. Hertz secara eksperimental menemukan gelombang elektromagnetik dan mempublikasikan hasil karyanya.

Penggetar hertz. Rangkaian osilasi terbuka.

Ide vibrator Hertz. Rangkaian osilasi terbuka.

Dari teori Maxwell diketahui

Hanya muatan bergerak yang dipercepat yang dapat memancarkan gelombang elektromagnetik,

bahwa energi gelombang elektromagnetik sebanding dengan pangkat empat frekuensinya.

Jelas bahwa muatan bergerak dengan kecepatan yang dipercepat dalam rangkaian osilasi, jadi cara termudah adalah menggunakannya untuk memancarkan gelombang elektromagnetik. Namun perlu dipastikan bahwa frekuensi osilasi muatan menjadi setinggi mungkin. Dari rumus Thomson untuk frekuensi siklik osilasi pada suatu rangkaian dapat disimpulkan bahwa untuk menaikkan frekuensi perlu dilakukan penurunan kapasitansi dan induktansi rangkaian.

Intisari dari fenomena yang terjadi pada vibrator secara singkat adalah sebagai berikut. Induktor Ruhmkorff menciptakan tegangan yang sangat tinggi, sekitar puluhan kilovolt, di ujung belitan sekundernya, yang mengisi bola dengan muatan yang berlawanan tanda. Pada saat tertentu, percikan listrik muncul di celah percikan vibrator, membuat hambatan celah udaranya sangat kecil sehingga timbul osilasi teredam frekuensi tinggi di dalam vibrator, yang berlangsung selama percikan itu ada. Karena vibrator adalah rangkaian osilasi terbuka, gelombang elektromagnetik dipancarkan.

Cincin penerima disebut "resonator" oleh Hertz. Eksperimen telah menunjukkan bahwa dengan mengubah geometri resonator - ukuran, posisi relatif dan jarak relatif terhadap vibrator - adalah mungkin untuk mencapai "harmoni" atau "sintoni" (resonansi) antara sumber gelombang elektromagnetik dan penerima. Adanya resonansi dinyatakan dengan terjadinya percikan api pada celah percikan resonator sebagai respon terhadap percikan api yang timbul pada vibrator.

“Saya bekerja seperti pekerja pabrik baik dalam waktu maupun karakter, saya mengulangi setiap angkat tangan saya ribuan kali,” tulis sang profesor dalam suratnya kepada orang tuanya pada tahun 1877. Betapa sulitnya percobaan dengan gelombang yang masih cukup panjang untuk dipelajari di dalam ruangan (dibandingkan dengan gelombang cahaya) dapat dilihat dari contoh berikut. Untuk dapat memfokuskan gelombang elektromagnetik, sebuah cermin parabola dilengkungkan dari lembaran besi galvanis berukuran 2x1,5 m. Ketika vibrator ditempatkan pada fokus cermin, aliran sinar paralel tercipta. Untuk membuktikan pembiasan sinar-sinar tersebut, dibuatlah sebuah prisma dari aspal berbentuk segitiga sama kaki dengan sisi samping 1,2 m, tinggi 1,5 m, dan massa 1200 kg.

Hasil percobaan Hertz

Setelah serangkaian besar eksperimen yang melelahkan dan dilakukan dengan sangat cerdik dengan menggunakan cara yang paling sederhana, bisa dikatakan, cara yang tersedia, pelaku eksperimen mencapai tujuannya. Dimungkinkan untuk mengukur panjang gelombang dan menghitung kecepatan rambatnya. telah terbukti

kehadiran refleksi,

pembiasan,

difraksi,

interferensi dan polarisasi gelombang.

kecepatan gelombang elektromagnetik diukur

Setelah laporannya pada 13 Desember 1888 di Universitas Berlin dan publikasinya pada tahun 1877 - 78. Hertz menjadi salah satu ilmuwan paling populer, dan gelombang elektromagnetik mulai dikenal sebagai “sinar Hertz”.

: Jerman - Ayo. Sumber: vol. VIIIa (1893): Jerman - Pergi, hal. 559-563 ( · indeks) Sumber lain: MESBE :

Eksperimen Hertz.- Teori kelistrikan dan fenomena magnetik, yang diciptakan oleh karya para ahli matematika terbaik pada paruh pertama abad ini dan hingga saat ini diterima oleh hampir semua ilmuwan, pada dasarnya mengasumsikan adanya cairan listrik dan magnet khusus tanpa bobot yang memiliki sifat bertindak dari jarak jauh. Prinsip doktrin Newton tentang gravitasi universal- “actio in distans” - tetap menjadi panduan dalam pengajaran listrik dan magnet. Tapi sudah di usia 30-an jenius Faraday, meninggalkan tanpa mempertimbangkan pertanyaan tentang esensi listrik dan magnet, mengenai tindakan eksternal mereka mengungkapkan pemikiran yang sangat berbeda. Tarik-menarik dan tolak-menolak benda-benda yang dialiri listrik, elektrifikasi melalui pengaruh, interaksi magnet dan arus, dan terakhir, fenomena induksi Faraday tidak mewakili manifestasi secara langsung pada jarak dari sifat-sifat yang melekat pada cairan listrik dan magnet, tetapi hanya konsekuensi dari perubahan-perubahan khusus dalam keadaan medium di mana hal-hal tersebut berada, tampaknya saling mempengaruhi secara langsung muatan listrik, magnet atau konduktor dengan arus. Karena semua tindakan tersebut sama-sama diamati dalam kekosongan, serta dalam ruang yang diisi udara atau materi lain, maka perubahan yang dihasilkan oleh proses elektrifikasi dan magnetisasi di udara, Faraday melihat alasan dari fenomena ini. Jadi, seperti halnya melalui munculnya getaran khusus eter dan transmisi getaran ini dari partikel ke partikel, sumber cahaya menerangi objek apa pun yang jauh darinya, dan dalam dalam hal ini Hanya melalui gangguan-gangguan khusus dalam medium eter yang sama dan transmisi gangguan-gangguan ini dari lapisan ke lapisan barulah semua gangguan listrik, magnetik, dan magnetik dapat terjadi. tindakan elektromagnetik. Ide serupa menjadi prinsip panduan dalam semua penelitian Faraday; dia yang paling penting dan membawanya ke semua miliknya penemuan terkenal. Namun tidak mudah dan cepat ajaran Faraday menjadi lebih kuat dalam sains. Selama beberapa dekade, di mana fenomena yang ditemukannya berhasil dipelajari secara menyeluruh dan mendetail, ide-ide dasar Faraday diabaikan atau langsung dianggap tidak meyakinkan dan tidak terbukti. Baru pada paruh kedua tahun enam puluhan, pengikut Faraday yang berbakat, yang meninggal begitu dini, Clerk Maxwell, muncul, yang menafsirkan dan mengembangkan teori Faraday, memberinya karakter matematis yang ketat. Maxwell membuktikan perlunya keberadaan kecepatan akhir, yang dengannya transfer tindakan terjadi melalui media perantara arus listrik atau magnet. Kecepatan ini, menurut Maxwell, harus sama dengan kecepatan rambat cahaya dalam medium yang ditinjau. Lingkungan yang terlibat dalam transmisi listrik dan tindakan magnetis, tidak bisa lain selain eter yang sama, yang diperbolehkan dalam teori cahaya dan panas radiasi. Proses perambatan aksi listrik dan magnet di ruang angkasa harus sama kualitasnya dengan proses perambatan sinar cahaya. Semua undang-undang yang berkaitan dengan sinar cahaya berlaku sepenuhnya sinar listrik. Menurut Maxwell, fenomena cahaya sendiri merupakan fenomena kelistrikan. Sinar cahaya adalah rangkaian gangguan listrik, arus listrik yang sangat kecil, yang berturut-turut tereksitasi dalam eter medium. Apa saja perubahan lingkungan akibat pengaruh elektrifikasi suatu benda, magnetisasi besi, atau pembentukan arus pada suatu kumparan masih belum diketahui. Teori Maxwell belum memungkinkan untuk membayangkan dengan jelas sifat deformasi yang diasumsikannya. Yang pasti adalah itu perubahan apa pun deformasi medium yang dihasilkan di dalamnya di bawah pengaruh elektrifikasi benda disertai dengan munculnya fenomena magnetis di lingkungan tersebut dan, sebaliknya, perubahan apa pun dalam lingkungan deformasi yang terjadi di bawah pengaruh suatu proses magnetis, hal ini disertai dengan eksitasi aksi listrik. Jika suatu titik dalam medium berubah bentuk karena elektrifikasi suatu benda, gaya listrik diamati sesuai dengan arah yang diketahui, yaitu, dalam arah ini yang ditempatkan di tempat ini bola beraliran listrik yang sangat kecil, maka dengan bertambahnya atau berkurangnya deformasi medium, bersamaan dengan bertambahnya atau berkurangnya gaya listrik pada suatu titik tertentu, akan muncul gaya magnet di dalamnya dengan arah tegak lurus gaya listrik - ditempatkan Di Sini kutub magnet akan menerima dorongan dengan arah tegak lurus terhadap gaya listrik. Inilah konsekuensi yang mengikuti teori kelistrikan Maxwell. Meskipun terdapat minat yang sangat besar terhadap doktrin Faraday-Maxwell, doktrin ini ditanggapi dengan keraguan oleh banyak orang. Generalisasi yang terlalu berani muncul dari teori ini! Eksperimen G. (Heinrich Hertz) yang dilakukan pada tahun 1888 akhirnya menegaskan kebenaran teori Maxwell. G. berhasil, bisa dikatakan, untuk mengimplementasikan rumus matematika Maxwell, sebenarnya dimungkinkan untuk membuktikan kemungkinan adanya sinar listrik, atau, lebih tepatnya, sinar elektromagnetik. Seperti telah disebutkan, menurut teori Maxwell, perambatan berkas cahaya pada dasarnya adalah perambatan gangguan listrik yang terbentuk secara berurutan di eter, yang dengan cepat mengubah arahnya. Arah terjadinya gangguan seperti deformasi, menurut Maxwell, adalah tegak lurus terhadap sinar cahaya. Oleh karena itu jelaslah bahwa eksitasi langsung dalam suatu benda dengan arus listrik yang berubah arah dengan sangat cepat, yaitu. eksitasi dalam suatu penghantar arus listrik dengan arah bolak-balik dan durasi yang sangat singkat akan menyebabkan gangguan listrik yang sesuai pada eter di sekitar penghantar ini, dengan cepat berubah arahnya, artinya, hal itu akan menyebabkan fenomena yang secara kualitatif sangat mirip dengan apa yang diwakili oleh seberkas cahaya. Namun telah lama diketahui bahwa ketika benda yang dialiri listrik atau tabung Leyden dikosongkan, seluruh rangkaian arus listrik terbentuk di dalam konduktor tempat terjadinya pelepasan, secara bergantian dalam satu arah atau yang lain. Suatu benda yang mengeluarkan listrik tidak serta merta kehilangan listriknya; sebaliknya, selama pengosongan itu diisi ulang beberapa kali dengan satu atau beberapa listrik sesuai dengan tandanya. Muatan berturut-turut yang muncul pada benda hanya berkurang sedikit demi sedikit besarnya. Kategori seperti ini disebut berosilasi. Durasi keberadaan dua aliran listrik yang berurutan dalam suatu penghantar selama pelepasan tersebut, yaitu durasi getaran listrik, atau sebaliknya, selang waktu antara dua momen pada saat benda yang melepaskan muatan menerima muatan terbesar yang muncul berturut-turut, dapat dihitung dari bentuk dan ukuran benda yang melepaskan muatan serta konduktor yang melaluinya pelepasan tersebut terjadi. Menurut teori, ini adalah durasi osilasi listrik (T) dinyatakan dengan rumus:

(\displaystyle T=2\pi (\sqrt (LC)).) Di Sini DENGAN singkatan dari kapasitas listrik pemakaian tubuh dan - L koefisien induksi diri konduktor tempat pelepasan terjadi (lihat). Kedua besaran tersebut dinyatakan menurut sistem satuan mutlak yang sama. Saat menggunakan tabung Leyden biasa, dibuang melalui kawat yang menghubungkan kedua pelatnya, durasi osilasi listrik, mis. T, ditentukan dalam 100 bahkan 10 seperseribu detik. Dalam percobaan pertamanya, G. menyetrum dua bola logam (berdiameter 30 cm) secara berbeda dan membiarkannya mengalir melalui batang tembaga pendek dan agak tebal, dipotong di tengah, di mana percikan listrik terbentuk di antara kedua bola tersebut, yaitu dipasang saling berhadapan pada ujung kedua bagian batang. Ara. Gambar 1 menunjukkan diagram percobaan G. (diameter batang 0,5 cm, diameter bola B Dan 3 cm, jarak antar bola tersebut sekitar 0,75 cm dan jarak antara bagian tengah bola S V S' sama dengan 1 m). Selanjutnya, sebagai pengganti bola, G. menggunakan lembaran logam persegi (setiap sisinya 40 cm), yang ia tempatkan dalam satu bidang. Pengisian bola atau lembaran tersebut dilakukan dengan menggunakan kumparan Ruhmkorff yang berfungsi. Bola atau lembaran tersebut diisi berkali-kali per detik dari kumparan dan kemudian dilepaskan melalui batang tembaga yang terletak di antara keduanya, menciptakan percikan listrik di celah antara kedua bola tersebut. ditentukan dalam 100 bahkan 10 seperseribu detik. Dalam percobaan pertamanya, G. menyetrum dua bola logam (berdiameter 30 cm) secara berbeda dan membiarkannya mengalir melalui batang tembaga pendek dan agak tebal, dipotong di tengah, di mana percikan listrik terbentuk di antara kedua bola tersebut, yaitu dipasang saling berhadapan pada ujung kedua bagian batang. Ara. Gambar 1 menunjukkan diagram percobaan G. (diameter batang 0,5 cm, diameter bola B Dan. Durasi osilasi listrik yang tereksitasi pada batang tembaga melebihi seperseribu detik. Dalam eksperimen selanjutnya, dengan menggunakan, alih-alih lembaran dengan separuh batang tembaga terpasang padanya, silinder pendek tebal dengan ujung bulat, di antaranya percikan api melompat, G. menerima getaran listrik, yang durasinya hanya sekitar seperseribu juta. sedetik. Sepasang bola, lembaran atau silinder, misalnya penggetar, sebagaimana G. menyebutnya, dari sudut pandang teori Maxwellian, itu adalah pusat yang menyebarkan sinar elektromagnetik di ruang angkasa, yaitu, ia menggairahkan gelombang elektromagnetik di eter, sama seperti sumber cahaya apa pun yang menggairahkan gelombang cahaya di sekelilingnya. Namun sinar elektromagnetik atau gelombang elektromagnetik tersebut tidak mampu memberikan efek pada mata manusia. Hanya jika durasi setiap kereta listrik. osilasinya hanya mencapai seper 392 miliar detik, mata pengamat akan terkesan dengan osilasi ini dan pengamat akan melihat pancaran elektromagnetik. Tetapi untuk mencapai kecepatan osilasi listrik seperti itu, hal itu perlu dilakukan penggetar, ukurannya sesuai partikel fisik. Jadi, untuk mendeteksi sinar elektromagnetik diperlukan alat khusus, ekspresi yang tepat W. Thomson (sekarang Lord Kelvin), "mata listrik" khusus. “Mata listrik” semacam itu disusun oleh G dengan cara yang paling sederhana. Mari kita bayangkan bahwa pada jarak tertentu dari vibrator terdapat konduktor lain. Gangguan pada eter yang dieksitasi oleh vibrator seharusnya mempengaruhi keadaan konduktor ini. Kondektur ini akan tunduk pada seri berurutan impuls yang berusaha menggairahkan di dalamnya sesuatu yang mirip dengan apa yang menyebabkan gangguan tersebut di eter, yaitu berusaha membentuk arus listrik di dalamnya yang berubah arah sesuai dengan kecepatan osilasi listrik pada vibrator itu sendiri. Namun impuls-impuls, yang bergantian secara berturut-turut, hanya dapat berkontribusi satu sama lain jika impuls-impuls tersebut benar-benar berirama dengan apa yang sebenarnya ditimbulkannya. gerakan listrik dalam konduktor seperti itu. Lagi pula, hanya serempak senar yang disetel dapat bergetar secara nyata oleh suara yang dipancarkan oleh senar lain, dan dengan demikian dapat tampak independen. sumber suara. Jadi, konduktor harus beresonansi secara elektrik dengan vibrator. Sebagaimana seutas tali dengan panjang dan tegangan tertentu mampu berosilasi yang diketahui kecepatannya ketika dipukul, demikian pula pada setiap konduktor dari impuls listrik Osilasi listrik hanya dapat terjadi pada periode yang sangat tertentu. Setelah membengkokkan kawat tembaga dengan ukuran yang sesuai dalam bentuk lingkaran atau persegi panjang, hanya menyisakan celah kecil di antara ujung-ujung kawat dengan bola-bola kecil yang dicuri (Gbr. 2), yang mana, dengan menggunakan sekrup, dapat mendekati atau menjauh dari yang lain, G. menerima, seperti yang dia sebutkan resonator ke vibratornya (dalam sebagian besar eksperimennya, ketika bola atau lembaran tersebut di atas berfungsi sebagai vibrator, G. menggunakan kawat tembaga berdiameter 0,2 cm, ditekuk berbentuk lingkaran dengan diameter 35 cm, sebagai resonator ). Untuk vibrator yang terbuat dari silinder pendek dan tebal, resonatornya berupa kawat berbentuk lingkaran, tebal 0,1 cm dan diameter 7,5 cm. Untuk vibrator yang sama, dalam percobaan selanjutnya, G. membuat resonator dengan bentuk yang sedikit berbeda. Dua kawat lurus berdiameter 0,5 cm. dan panjang 50 cm, letaknya bertumpuk dengan jarak antar ujungnya 5 cm; dari kedua ujung kawat ini saling berhadapan, ditarik dua buah kawat sejajar lainnya yang berdiameter 0,1 cm tegak lurus arah kawat. dan panjang 15 cm, yang ditempelkan pada bola meteran percikan. Tidak peduli seberapa lemah impuls individu itu sendiri dari gangguan yang terjadi di eter di bawah pengaruh vibrator, mereka, bagaimanapun, saling mendorong dalam tindakan, mampu membangkitkan arus listrik yang sudah terlihat di resonator, yang memanifestasikan dirinya dalam pembentukan a percikan api di antara bola-bola resonator. Bunga api ini berukuran sangat kecil (mencapai 0,001 cm), tetapi cukup memadai untuk menjadi kriteria eksitasi osilasi listrik pada resonator dan, berdasarkan ukurannya, berfungsi sebagai indikator derajat gangguan listrik baik pada resonator maupun. eter yang mengelilinginya. Dengan mengamati percikan api yang muncul di resonator tersebut, Hertz memeriksanya pada jarak dan dalam yang berbeda berbagai arah ruang di sekitar vibrator. Mengesampingkan eksperimen G. dan hasil yang diperolehnya, mari kita beralih ke penelitian yang mengkonfirmasi keberadaan terakhir kecepatan rambat aksi listrik. Ditempelkan pada salah satu dinding ruangan tempat percobaan dilakukan ukuran besar layar terbuat dari lembaran seng. Layar ini terhubung ke tanah. Pada jarak 13 meter dari layar, ditempatkan sebuah vibrator yang terbuat dari pelat sehingga bidang pelatnya sejajar dengan bidang layar dan titik tengah antara bola-bola vibrator berlawanan dengan bagian tengah layar. Jika sebuah vibrator, selama pengoperasiannya, secara berkala membangkitkan gangguan listrik di sekitar eter dan jika gangguan ini merambat dalam medium tidak secara instan, tetapi dengan kecepatan tertentu, maka, setelah mencapai layar dan dipantulkan kembali dari medium tersebut, seperti suara dan cahaya. gangguan, gangguan ini, bersama dengan gangguan yang dikirim ke layar oleh vibrator, terbentuk di dalam eter, di ruang antara layar dan vibrator, suatu keadaan serupa dengan yang terjadi pada kondisi serupa akibat interferensi gelombang yang merambat berlawanan , yaitu di ruang ini gangguan akan mengambil karakternya "gelombang berdiri"(lihat Gelombang). Keadaan udara di tempat-tempat yang sesuai "simpul" B "antinoda" gelombang tersebut, tentu saja, harus berbeda secara signifikan. Menempatkan resonatornya dengan bidang sejajar dengan layar dan sehingga pusatnya berada pada garis yang ditarik dari tengah antara bola vibrator yang tegak lurus terhadap bidang layar, G. mengamati pada jarak resonator yang berbeda dari layar, panjang percikan api di dalamnya sangat berbeda. Di dekat layar itu sendiri, hampir tidak ada percikan api yang muncul di resonator, juga pada jarak sebesar 4,1 dan 8,5 m. Sebaliknya, percikan api paling besar bila resonator ditempatkan pada jarak dari layar sebesar 1,72 m, 6,3 m dan 10,8 m. . G. menyimpulkan dari eksperimennya bahwa rata-rata 4,5 m terpisah satu sama lain pada posisi resonator di mana fenomena yang diamati di dalamnya, yaitu percikan api, ternyata sangat mirip. G. memperoleh hal yang sama persis dengan posisi bidang resonator yang berbeda, ketika bidang ini tegak lurus terhadap layar dan melewati garis normal yang ditarik ke layar dari tengah antara bola vibrator dan ketika sumbu simetri resonator (yaitu, diameternya melewati titik tengah antara bola-bolanya) sejajar dengan garis normal ini. Hanya dengan posisi bidang resonator seperti ini maksimal percikan api di dalamnya diperoleh dimana, pada posisi resonator sebelumnya, minimal, dan kembali. Jadi 4,5 m sama dengan panjangnya “gelombang elektromagnetik berdiri” timbul antara layar dan vibrator dalam ruang berisi udara (fenomena berlawanan yang diamati pada resonator pada dua posisinya, yaitu percikan api maksimum di satu posisi dan minimum di posisi lain, sepenuhnya dijelaskan oleh fakta bahwa dalam satu posisi osilasi listrik resonator tereksitasi di dalamnya kekuatan listrik, yang disebut deformasi listrik pada eter; pada posisi lain disebabkan oleh kejadian tersebut kekuatan magnet, yaitu mereka menjadi bersemangat deformasi magnetik).

Menurut panjang “gelombang berdiri” (aku) dan berdasarkan waktu (T), sesuai dengan satu osilasi listrik lengkap dalam vibrator, berdasarkan teori pembentukan gangguan periodik (seperti gelombang), mudah untuk menentukan kecepatannya (v), dengan mana gangguan tersebut ditularkan melalui udara. Kecepatan ini v = 2 liter T .(\displaystyle v=(\frac (2l)(T)).) Dalam percobaan G.: aku = 4,5 m, T = 0,000000028″. Dari sini ay = 320.000 (kurang-lebih) km per detik, yaitu sangat mendekati kecepatan rambat cahaya di udara. G. mempelajari perambatan getaran listrik pada konduktor, yaitu pada kabel. Untuk tujuan ini, pelat tembaga berinsulasi dari jenis yang sama ditempatkan sejajar dengan salah satu pelat vibrator, dari mana muncul kawat panjang yang direntangkan secara horizontal (Gbr. 3). Pada kawat ini, akibat pantulan getaran listrik dari ujung insulasinya, “ gelombang berdiri

", sebaran "simpul" dan "antinoda" yang sepanjang kawat G. ditemukan menggunakan resonator. G. diperoleh dari pengamatan tersebut untuk kecepatan rambat getaran listrik pada kawat yang nilainya sama dengan 200.000 km per detik. Namun definisi ini tidak benar. Menurut teori Maxwell, dalam hal ini kecepatannya harus sama dengan kecepatan udara, yaitu harus sama dengan kecepatan cahaya di udara. (300.000 km per detik). Eksperimen yang dilakukan setelah G. oleh pengamat lain membenarkan posisi teori Maxwell. Dengan mempunyai sumber gelombang elektromagnetik, vibrator, dan alat pendeteksi gelombang tersebut yaitu resonator, G. membuktikan bahwa gelombang tersebut, seperti gelombang cahaya, dapat mengalami pemantulan dan pembiasan dan gangguan listrik pada gelombang tersebut tegak lurus arahnya. penyebarannya, yaitu, dia menemukan dalam sinar listrik. Untuk tujuan ini, ia menempatkan vibrator yang menghasilkan osilasi listrik yang sangat cepat (vibrator yang terbuat dari dua silinder pendek) di garis fokus cermin silinder parabola yang terbuat dari seng; di garis fokus cermin serupa lainnya ia menempatkan resonator, sebagai dijelaskan di atas, terbuat dari dua kabel lurus. Dengan mengarahkan gelombang elektromagnetik dari cermin pertama ke layar logam datar, G., dengan bantuan cermin lain, mampu menentukan hukum pemantulan gelombang listrik, dan dengan memaksa gelombang tersebut melewatinya. prisma besar, dibuat dari aspal, ditentukan pembiasannya. Hukum pemantulan dan pembiasan ternyata sama dengan hukum gelombang cahaya. Dengan menggunakan cermin yang sama, G. membuktikan bahwa sinar listrik terpolarisasi, ketika sumbu dua cermin yang ditempatkan saling berhadapan sejajar di bawah aksi vibrator, percikan api diamati di resonator. Ketika salah satu cermin diputar 90° mengelilingi arah sinar, yaitu sumbu cermin membentuk sudut siku-siku satu sama lain, jejak percikan api di resonator menghilang.

Dengan cara ini, eksperimen G. membuktikan kebenaran posisi Maxwell. Vibrator G., seperti sumber cahaya, memancarkan energi ke ruang sekitarnya, yang melalui sinar elektromagnetik, disalurkan ke segala sesuatu yang mampu menyerapnya, mengubah energi ini menjadi bentuk lain yang dapat diakses oleh indera kita. Sinar elektromagnetik kualitasnya sangat mirip dengan sinar panas atau cahaya. Perbedaannya dari yang terakhir hanya terletak pada panjang gelombang yang bersesuaian. Panjang gelombang cahaya diukur dalam seperseribu milimeter, sedangkan panjang gelombang elektromagnetik yang dieksitasi oleh vibrator dinyatakan dalam meter. Fenomena yang ditemukan oleh G. kemudian menjadi bahan penelitian banyak fisikawan. Secara umum, kesimpulan G. sepenuhnya didukung oleh penelitian ini. Terlebih lagi, sekarang kita mengetahui bahwa kecepatan rambat gelombang elektromagnetik, sebagai berikut dari teori Maxwell, berubah seiring dengan perubahan medium di mana gelombang tersebut merambat. Kecepatan ini berbanding terbalik K , (\displaystyle (\sqrt (K)),) Di mana K yang disebut konstanta dielektrik suatu medium tertentu. Kita tahu bahwa ketika gelombang elektromagnetik merambat sepanjang konduktor, getaran listrik “teredam”; bahwa ketika sinar listrik dipantulkan, “tegangan” mereka mengikuti hukum yang diberikan oleh Fresnel untuk sinar cahaya, dll. Artikel G. mengenai fenomena yang sedang dipertimbangkan , dikumpulkan bersama, sekarang diterbitkan dengan judul: H. Hertz, “Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft” (Lpts., 1892).