Hertzo eksperimentai su elektromagnetinėmis bangomis. Hertzo eksperimentai

2. Apibūdinkite Hertzo eksperimentą nustatant elektromagnetines bangas

3. Paaiškinkite Hertzo eksperimento rezultatus naudodami Maksvelo teoriją. Kodėl elektromagnetinė banga yra skersinė?

Kadangi magnetinio lauko indukcijos ir intensyvumo vektorių kryptys elektrinis laukas statmenos viena kitai ir bangos krypčiai.

4. Kodėl elektromagnetinių bangų spinduliavimas atsiranda pagreitėjus elektros krūvių judėjimui? Kaip elektrinio lauko stipris skleidžiamoje elektromagnetinėje bangoje priklauso nuo skleidžiančios įkrautos dalelės pagreičio?

5. Kaip elektromagnetinio lauko energijos tankis priklauso nuo elektrinio lauko stiprio?

Elektromagnetinės bangos (EMW) yra elektromagnetinis laukas, sklindantis su skirtingu greičiu priklausomai nuo aplinkos. Tokių bangų sklidimo greitis vakuuminėje erdvėje lygus šviesos greičiui. Elektromagnetinės bangos gali atsispindėti, lūžti, būti difrakcijos, trukdžių, dispersijos ir kt.

Elektromagnetinės bangos

Elektros krūvis pradedamas svyruoti išilgai linijos spyruoklinė švytuoklė labai dideliu greičiu. Šiuo metu elektrinis laukas aplink krūvį pradeda keistis periodiškumu, lygiu šio krūvio svyravimų periodiškumui. Netolygus elektrinis laukas sukels nepastovus magnetinį lauką. Jis laiku sukurs elektrinį lauką, kuris tam tikrais laikotarpiais kinta didesniu atstumu nuo elektros krūvio. Aprašytas procesas vyks daugiau nei vieną kartą.

Dėl to aplink elektros krūvį atsiranda visa nepastovių elektrinių ir magnetinių laukų sistema. Jie atitveria vis didesnius erdvės plotus iki tam tikra riba. Tai elektromagnetinė banga, kuri nuo krūvio pasiskirsto visomis kryptimis. Kiekviename atskirame erdvės taške abu laukai keičiasi skirtingais laikotarpiais. Lauko svyravimai greitai pasiekia tašką, esantį arti krūvio. Į tolesnį tašką – vėliau.

Būtina elektromagnetinių bangų atsiradimo sąlyga yra elektros krūvio pagreitis. Jo greitis laikui bėgant turėtų keistis. Kuo didesnis judančio krūvio pagreitis, tuo stipresnės skleidžiamos elektromagnetinės bangos.

Elektromagnetinės bangos skleidžiamos skersai – elektrinio lauko intensyvumo vektorius užima 90 laipsnių kampą magnetinio lauko indukcijos vektoriaus atžvilgiu. Abu šie vektoriai eina 90 laipsnių kampu elektromagnetinės bangos kryptimi.

Apie prieinamumo faktą elektromagnetines bangas Michaelas Faradėjus rašė 1832 m., tačiau elektromagnetinių bangų teoriją sukūrė Jamesas Maxwellas 1865 m. Sužinojęs, kad elektromagnetinių bangų sklidimo greitis yra lygus tuo metu žinomam šviesos greičiui, Maxwellas padarė pagrįstą prielaidą, kad šviesa yra ne kas kita, kaip elektromagnetinė banga.

Tačiau eksperimentiškai patvirtinti Maksvelo teorijos teisingumą pavyko tik 1888 m. Vienas vokiečių fizikas nepatikėjo Maksvelu ir nusprendė paneigti jo teoriją. Tačiau po eksperimentiniai tyrimai, jis tik patvirtino jų egzistavimą ir eksperimentiškai įrodė, kad elektromagnetinės bangos tikrai egzistuoja. Dėl savo darbo dėl elektromagnetinių bangų elgesio jis išgarsėjo visame pasaulyje. Jo vardas buvo Heinrichas Rudolfas Hercas.

Hertzo eksperimentai

Aukšto dažnio virpesiai, kurie gerokai viršija srovės dažnį mūsų lizduose, gali būti pagaminti naudojant induktorių ir kondensatorių. Sumažėjus grandinės induktyvumui ir talpai, padidės virpesių dažnis.

Tiesa, ne visos virpesių grandinės leidžia išgauti lengvai aptinkamas bangas. Uždarosiose virpesių grandinėse energija keičiasi tarp talpos ir induktyvumo bei energijos kiekio, kuris patenka į aplinką per mažai, kad sukurtų elektromagnetines bangas.

Kaip padidinti elektromagnetinių bangų intensyvumą, kad būtų galima jas aptikti? Norėdami tai padaryti, turite padidinti atstumą tarp kondensatoriaus plokščių. Ir patys viršeliai turėtų būti sumažinti. Tada vėl padidinkite ir vėl sumažinkite. Kol prieisime tiesios vielos, tik šiek tiek neįprasta. Jis turi vieną savybę – nulinė srovė galuose ir maksimali viduryje. Jis vadinamas atviru virpesių grandinė.

Eksperimentuodamas Heinrichas Hertzas sugalvojo atvirą virpesių grandinę, kurią pavadino „vibratoriumi“. Jį sudarė du maždaug 15 centimetrų skersmens laidininkai, pritvirtinti ant vielos strypo, perpjauto per pusę, galų. Viduryje, ant dviejų strypo pusių, taip pat yra du mažesni kamuoliukai. Abu strypai buvo prijungti prie indukcinės ritės, kuri gamino aukštą įtampą.

Taip veikia „Hertz“ įrenginys. Indukcinė ritė sukuria labai aukštą įtampą ir tiekia priešingus krūvius į rutulius. Po tam tikro laiko tarpo tarp strypų atsiranda elektros kibirkštis. Jis sumažina oro pasipriešinimą tarp strypų ir atsiranda grandinėje slopinami svyravimai aukšto dažnio. Ir kadangi mūsų vibratorius yra atvira virpesių grandinė, jis pradeda skleisti elektromagnetines bangas.

Bangoms aptikti naudojamas prietaisas, kurį Hertz pavadino „rezonatoriumi“. Tai atviras žiedas arba stačiakampis. Rezonatoriaus galuose buvo sumontuoti du rutuliai. Savo eksperimentuose Hertz bandė rasti teisingus rezonatoriaus matmenis, jo padėtį vibratoriaus atžvilgiu ir atstumą tarp jų. Nustačius tinkamą dydį, padėtį ir atstumą tarp vibratoriaus ir rezonatoriaus, įvyko rezonansas. Šiuo atveju grandinės skleidžiamos elektromagnetinės bangos detektoriuje sukuria elektros kibirkštį.

Naudodamas turimus įrankius, ty geležies lakštą ir prizmę, pagamintą iš asfalto, šis neįtikėtinai išradingas eksperimentatorius sugebėjo apskaičiuoti sklindančių bangų ilgį ir greitį, kuriuo jos sklinda. Jis taip pat atrado, kad šios bangos elgiasi lygiai taip pat, kaip ir kitos bangos, o tai reiškia, kad jos gali atsispindėti, lūžti, difrakcija ir trukdžiai.

Taikymas

Hertzo tyrimai patraukė viso pasaulio fizikų dėmesį. Šen bei ten mokslininkams kilo minčių, kur būtų galima panaudoti elektromagnetines bangas.

Radijo ryšys – duomenų perdavimo būdas skleidžiant elektromagnetines bangas, kurių dažnis nuo 3×104 iki 3×1011 Hz.

Mūsų šalyje elektromagnetinių bangų radijo perdavimo įkūrėjas buvo Aleksandras Popovas. Pirmiausia jis pakartojo Hertzo eksperimentus, o paskui atkartojo Lodžo eksperimentus ir sukūrė savo pirmojo Lodžo radijo imtuvo modifikaciją istorijoje. Pagrindinis skirtumas tarp Popovo imtuvo yra tas, kad jis sukūrė įrenginį su grįžtamuoju ryšiu.

Lodge imtuvas naudojo stiklinį vamzdelį su metalinėmis drožlėmis, kurios, veikiant elektromagnetinei bangai, pakeitė jų laidumą. Tačiau jis veikė tik vieną kartą, o norint įrašyti kitą signalą, vamzdelį reikėjo pakratyti.

Popovo įrenginyje vamzdį pasiekusi banga įjungė relę, kuri suveikė skambutį ir įjungė įrenginį, kuris plaktuku smogė vamzdžiui. Jis sukrėtė metalines drožles ir taip leido įrašyti naują signalą.

Radijo telefono ryšys– balso pranešimų perdavimas elektromagnetinėmis bangomis.

1906 m. buvo išrastas triodas, o po 7 metų buvo sukurtas pirmasis vamzdinis generatorius. nuolatiniai svyravimai. Šių išradimų dėka atsirado galimybė perduoti trumpų ir ilgesnių elektromagnetinių bangų impulsus, taip pat buvo išrastas telegrafas ir radiotelefonai.

Garso virpesiai, perduodami į telefono ragelį, per mikrofoną paverčiami tos pačios formos elektros krūviu. Tačiau garso banga visada yra žemo dažnio banga, kad elektromagnetinės bangos būtų skleistos pakankamai stipriai, ji turi turėti aukštą vibracijos dažnį. Išradėjai šią problemą išsprendė labai paprastai.

Aukšto dažnio bangos, kurias sukuria generatorius, naudojamos perdavimui, o žemo dažnio garso bangos naudojamos aukšto dažnio bangoms moduliuoti. Kitaip tariant, garso bangos keičia kai kurias aukšto dažnio bangų charakteristikas.

Taigi, tai buvo pirmieji įrenginiai, sukurti remiantis šiais principais elektromagnetinė spinduliuotė.

Ir štai kur dabar galima rasti elektromagnetinių bangų:

• Mobilus ryšys, Wi-Fi, televizorius, nuotolinio valdymo pultai, mikrobangų krosnelės, radarai ir kt.
• IR naktinio matymo prietaisai.
• Padirbtų pinigų detektoriai.
• Rentgeno aparatai, medicina.
• Gama spindulių teleskopai kosminėse observatorijose.

Kaip matote, puikus Maxwello protas ir nepaprastas Hertz išradingumas bei efektyvumas leido sukurti daugybę prietaisų ir namų apyvokos daiktų, kurie šiandien yra neatsiejama mūsų gyvenimo dalis. Elektromagnetinės bangos skirstomos pagal dažnių diapazoną, nors ir labai savavališkai.

Šioje lentelėje galite pamatyti elektromagnetinės spinduliuotės klasifikaciją pagal dažnių diapazoną.

Savo gerą darbą pateikti žinių bazei lengva. Naudokite žemiau esančią formą

Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie naudojasi žinių baze savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.

Paskelbta http://www.allbest.ru/

Uzbekistano Respublikos aukštojo ir vidurinio mokslo ministerija

Uzbekistano Respublikos nacionalinis universitetas pavadintas. Mirzo Ulugbekas

Fizikos fakultetas

Pranešimas

Disciplina: „Optika“

Tema: „Heinricho Hertzo eksperimentai“

Parengė:

2 kurso studentas

Nebesny Andrejus Anatoljevičius

Prižiūrėtojas:

Fizinių ir matematikos mokslų daktaras prof.

Valijevas Uigūnas Vakhidovičius

Taškentas 2015 m

Įvadas

1. Problemos pareiškimas

2. Įdomus reiškinys

3. Hertz vibratorius

4. Ruhmkorff ritė

5. Eksperimentavimas su vibratoriumi

Pokalbis

Literatūra

Įvadas

Heinrichas Hertzas gimė 1857 m. Hamburge (Vokietija) advokato šeimoje. Nuo vaikystės jis turėjo puikią atmintį ir puikius piešimo, kalbų įgūdžius, techninis kūrybiškumas ir parodė susidomėjimą tikslieji mokslai. 1880 m., būdamas 23 metų, jis baigė Berlyno universitetą ir puikiai apgynė savo daktaro disertacija apie teorinę elektrodinamiką. Mokslinis vadovas Hercas buvo garsus Europos fizikas G. Helmholtzas, kurio asistentu Hercas dirbo kitus trejus metus.

Helmholtzas, kuris sprendė daugybę fizikos problemų, sukūrė savo teorinės elektrodinamikos versiją. Jo teorija konkuravo su anksčiau pateiktomis W. Weberio ir J. C. Maxwello teorijomis. Tai buvo trys pagrindinės to meto elektromagnetizmo teorijos. Tačiau reikėjo eksperimentinio patvirtinimo.

1. Problemos pareiškimas

1879 m. Berlyno mokslų akademija Helmholtzo iniciatyva iškėlė konkurencinę užduotį: „Eksperimentiškai nustatyti, ar yra ryšys tarp elektrodinaminių jėgų ir dielektrinė poliarizacija“ Šios problemos sprendimas, t.y. eksperimentinis patvirtinimas turėjo atsakyti, kuri iš teorijų yra teisinga. Helmholtzas pasiūlė Hertzui imtis šios užduoties. Hertz bandė išspręsti problemą naudodamas elektrinius virpesius, atsirandančius kondensatorių ir induktorių iškrovos metu. Tačiau netrukus jis susidūrė su problema – reikėjo daug aukštesnio dažnio svyravimų, nei jie tuo metu galėjo gauti.

Aukšto dažnio virpesiai, žymiai viršijantys dažnį pramoninė srovė(50 Hz), galima gauti naudojant virpesių grandinę. Virpesių dažnis u=1/v(LC) bus didesnis, tuo mažesnės grandinės induktyvumas ir talpa.

Paprastas skaičiavimas rodo, kad norint sukurti dažnius, kuriuos vėliau pavyko pasiekti Hertz (500 MHz), reikia 2 nF talpos kondensatoriaus ir 2 nH induktoriaus. Tačiau to meto pramonės pažanga dar nepasiekė galimybės sukurti tokias mažas talpas ir induktyvumus.

2. Įdomus reiškinys

Nepavykus išspręsti šios problemos, jis išliko viltis rasti atsakymą. Nuo tada viskas, kas susiję su elektrinėmis vibracijomis, jį nuolat domino.

Vėliau, 1886 m. rudenį, derinant paskaitų įrangą, būtent tikrinant indukcinės ritės Kibirkšties tarpą tarp metalinių rutuliukų apvijų galuose smulkiai sureguliavus mikrometriniu sraigtu, Hertzas atrado įdomų reiškinį: norint sužadinti kibirkštį vienoje iš ritių, nebūtina prijungti galingos baterijos prie antrosios, svarbiausia, kad pro pirminės ritės kibirkšties tarpą praslystų kibirkštis.

Jis atliko daugybę eksperimentų, kad patvirtintų savo pastebėjimą.

3. Hertz vibratorius

Savo eksperimentuose Hertz naudojo paprastą prietaisą, dabar vadinamą Hertz vibratoriumi, kad sukurtų elektromagnetines bangas.

Šis prietaisas yra atvira virpesių grandinė (paveikslėlis dešinėje). Įprasta virpesių grandinė, parodyta paveikslėlyje kairėje (ją galima vadinti uždara), netinka elektromagnetinėms bangoms skleisti. Faktas yra tas, kad kintamasis elektrinis laukas yra sutelktas daugiausia labai mažame tarpo tarp kondensatoriaus plokščių, o magnetinis laukas yra sutelktas ritės viduje. Kad elektromagnetinių bangų spinduliavimas būtų pakankamai intensyvus, kintamo elektromagnetinio lauko sritis turi būti didelė ir neapsupta metalinėmis plokštėmis. Čia yra panašumas su radiacija garso bangos. Svyruojanti styga ar kamertonas be rezonatoriaus dėžutės beveik neskleidžia spinduliuotės, nes šiuo atveju oro virpesiai sužadinami labai mažame erdvės regione, kuris yra tiesiai prie kamertono stygos ar šakų.

Plotas, kuriame sukuriamas kintamasis elektrinis laukas, padidėja, jei kondensatoriaus plokštės perkeliamos viena nuo kitos. Pajėgumas mažėja. Vienu metu sumažinus plokštės plotą, talpa dar labiau sumažės. Sumažinus talpą, padidės natūralus šios virpesių grandinės dažnis. Norėdami dar labiau padidinti dažnį, turite pakeisti ritę tiesia viela be posūkių. Tiesiojo laido induktyvumas yra daug mažesnis nei ritės induktyvumas. Toliau judindami plokštes ir kartu mažindami jų dydžius, pasieksime atvirą virpesių grandinę. Tai tik tiesi viela. IN atvira grandinė krūviai nėra sutelkti galuose, o pasiskirstę visame laidininke. Dabartinis in šiuo metu laikas visose laidininko atkarpose nukreipiamas ta pačia kryptimi, tačiau srovės stipris skirtingose ​​laidininko atkarpose nėra vienodas. Galuose jis lygus nuliui, o viduryje pasiekia maksimumą.

Norint sužadinti svyravimus tokioje grandinėje, reikia perpjauti laidą viduryje taip, kad liktų nedidelis oro tarpas, vadinamas kibirkštiniu tarpu. Dėl šio tarpo galima įkrauti abu laidininkus iki didelio potencialų skirtumo.

Kai rutuliams buvo suteikti pakankamai dideli priešingi krūviai, elektros iškrova ir viduje elektros grandinė atsiranda laisvos elektrinės vibracijos. Po kiekvieno kamuoliukų įkrovimo tarp jų vėl šokinėja kibirkštis ir procesas kartojosi daug kartų. Padėjęs vielos ritę su dviem rutuliukais galuose – rezonatorių – tam tikru atstumu nuo šio kontūro, Hertzas atrado, kad kai kibirkštis iššoko tarp vibratoriaus rutuliukų, tarp rezonatoriaus rutuliukų atsirado ir maža kibirkštis. Vadinasi, vykstant elektriniams virpesiams elektros grandinėje, aplinkinėje erdvėje atsiranda sūkurinis kintamasis elektromagnetinis laukas. Šis laukas sukuria elektros srovę antrinėje grandinėje (rezonatoriuje).

Dėl mažos talpos ir induktyvumo virpesių dažnis yra labai didelis. Žinoma, svyravimai bus slopinami dėl dviejų priežasčių: pirma, dėl aktyvaus vibratoriaus pasipriešinimo, kuris ypač didelis kibirkšties tarpelyje; antra, dėl to, kad vibratorius skleidžia elektromagnetines bangas ir praranda energiją. Nustojus svyravimams, šaltinis vėl įkrauna abu laidininkus, kol įvyksta kibirkštinio tarpo gedimas ir viskas kartojasi iš naujo. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodytas „Hertz“ vibratorius, sujungtas nuosekliai galvaninis akumuliatorius ir Ruhmkorff ritė.

Viename iš pirmųjų mokslininko surinktų vibratorių galuose buvo įrengtas kibirkšties tarpas viduryje. varinė viela Kaip rezonuojantys buvo sumontuoti 2,6 m ilgio ir 5 mm skersmens kilnojami 0,3 m skersmens skardiniai rutuliukai. Vėliau Hertz pašalino šiuos rutulius, kad padidintų dažnį.

4. Ruhmkorff ritė

Ruhmkorff ritė, kurią Heinrichas Hertzas naudojo savo eksperimentuose, pavadinta vokiečių fiziko Heinricho Ruhmkorffo vardu, susideda iš cilindrinės dalies, kurios viduje yra centrinis geležinis strypas, ant kurio suvyniota pirminė storos vielos apvija. Ant pirminės apvijos suvynioti keli tūkstančiai antrinės apvijos, pagamintos iš labai plonos vielos, vijų. Pirminė apvija yra prijungta prie akumuliatoriaus cheminiai elementai ir kondensatorius. Į tą pačią grandinę įkišamas pertraukiklis (garso signalas) ir jungiklis. Pertraukiklio paskirtis yra greitai pakaitomis uždaryti ir atidaryti grandinę. To rezultatas yra tas, kad su kiekvienu trumpuoju jungimu ir atidarymu pirminėje grandinėje antrinėje apvijoje atsiranda stiprios momentinės srovės: nutrūkus - pirmyn (ta pačia kryptimi, kaip ir pirminės apvijos srovė), o uždarius - atgal. Kai pirminė apvija uždaryta, per ją teka didėjanti srovė. Ruhmkorff ritė kaupia energiją šerdyje magnetinio lauko pavidalu. Magnetinio lauko energija yra:

C - magnetinis srautas,

L -- ritės arba posūkio su srove induktyvumas.

Kai magnetinis laukas pasiekia tam tikrą vertę, armatūra pritraukiama ir grandinė atsidaro. Kai grandinė atidaroma, abiejose apvijose atsiranda įtampos viršįtampis (atgal EMF), tiesiogiai proporcingas apvijų apsisukimų skaičiui, didelės vertės net pirminėje apvijoje, o dar didesnis antrinėje apvijoje, aukšta apvijų įtampa. kuri išardo oro tarpą tarp antrinės apvijos gnybtų (oro pramušimo įtampa apytiksliai lygi 3 kV 1mm). Galinis EMF pirminėje apvijoje dėl mažo cheminių elementų akumuliatoriaus atsparumo įkrauna kondensatorių C.

5. Eksperimentai su vibratoromas

Heinricho Hertzo patirtis

Hertz gavo elektromagnetines bangas sužadindamas sparčiai kintamos srovės impulsų seriją vibratoriuje, naudojant aukštos įtampos šaltinį. Elektros krūvių svyravimai vibratoriuje sukuria elektromagnetinę bangą. Tik vibratoriuje virpesius daro ne viena įkrauta dalelė, o didžiulis skaičius elektronai juda kartu.

Elektromagnetinėje bangoje vektoriai E? ir B? yra statmenos viena kitai, o vektorius E? yra plokštumoje, einančioje per vibratorių, o vektorius B? statmenai šiai plokštumai.

Paveiksle pavaizduotos elektrinio ir magnetinio lauko stiprio linijos aplink vibratorių fiksuotu laiko momentu: in horizontali plokštuma Magnetinio lauko indukcijos linijos yra, o elektrinio lauko stiprumo linijos yra vertikalioje linijoje. Bangos skleidžiamos didžiausiu intensyvumu vibratoriaus ašiai statmena kryptimi. Išilgai ašies spinduliuotė nevyksta.

Hertzas negalėjo tai iš karto sužinoti. Savo eksperimentams jis užtemdė savo kambarį. Ir vaikščiojo su rezonatoriumi, kartais net per padidinamąjį stiklą, stebėdamas, kurioje patalpoje, palyginti su generatoriumi, atsiras kibirkštis.

Eksperimentuodamas su savo vibratoriumi mokslininkas pastebėjo, kad iš pažiūros visiškai natūralus rezonatoriaus kibirkšties silpnėjimo modelis, didėjant atstumui iki virpesių šaltinio, sutrinka, kai rezonatorius yra prie sienų ar prie geležinės krosnelės.

Po ilgų svarstymų Hertzas suprato, kad problema yra bangų atspindys, o keistas kibirkšties elgesys rezonatoriuje prie sienų buvo ne kas kita, kaip trukdžiai. Kad tai patvirtintų, jis prie sienos pritvirtino įžemintą metalinį lakštą ir priešais jį sumontavo vibratorių. Su rezonatoriumi rankose jis pradėjo lėtai judėti sienai statmena kryptimi. Paaiškėjo, kad periodiškai, reguliariais intervalais, rezonatorius pateko į negyvąsias zonas, kuriose nebuvo kibirkšties. Tai buvo zonos, kuriose tiesioginė vibratoriaus banga susitiko su atsispindėjusia priešingos fazės banga ir buvo užgesinta, o tai visiškai patvirtino trukdžių procesų buvimą.

Tai visiems sukėlė tikrą džiaugsmą mokslo pasaulis. Tada jis lengvai pademonstravo linijinį spinduliuotės sklidimą. Metaliniu ekranu užtvėrus kelią nuo vibratoriaus iki rezonatoriaus, kibirkštys rezonatoriuje visiškai išnyko. Tuo pačiu metu paaiškėjo, kad izoliatoriai (dielektrikai) yra skaidrūs elektromagnetinėms bangoms. Visiška analogija su šviesos atspindžio dėsniais buvo lygiai taip pat lengvai pademonstruota - tam vienoje įžeminto metalo lakšto pusėje buvo sumontuotas vibratorius ir rezonatorius, kuris atliko veidrodžio vaidmenį ir kritimo kampų lygybę. ir buvo patikrintas atspindys.

Labiausiai demonstratyvus eksperimentas buvo elektromagnetinės spinduliuotės lūžio galimybės demonstravimas. Tam buvo panaudota per toną sverianti iš asfalto pagaminta prizmė. Prizmė turėjo formą lygiašonis trikampis kurio kraštinė yra 1,2 metro ir viršūnės kampas 300. Nukreipdamas „elektros spindulį“ į asfalto prizmę, Hertz užfiksavo jo nuokrypį 320, o tai atitiko priimtiną lūžio rodiklio reikšmę 1,69.

Savo eksperimentais Hertzas ne tik eksperimentiškai įrodė elektromagnetinių bangų egzistavimą, bet ir ištyrė visus bet kokioms bangoms būdingus reiškinius: atspindį nuo metalinių paviršių, lūžį didelėje dielektrinėje prizmėje, slenkančios bangos trukdžius nuo metalo atsispindėjusiai bangai. veidrodis ir kt. Taip pat buvo galima eksperimentiškai išmatuoti elektromagnetinių bangų greitį, kuris pasirodė esąs vienodas greitisšviesa vakuume. Šie rezultatai yra vienas stipriausių teisingumo įrodymų elektromagnetinė teorija Maksvelo, pagal kurį šviesa yra elektromagnetinė banga.

Pokalbis

Praėjus vos septyneriems metams po Hertz, elektromagnetinės bangos buvo pritaikytos belaidžiam ryšiui. Svarbu tai, kad rusų radijo išradėjas Aleksandras Stepanovičius Popovas savo pirmojoje radiogramoje 1896 m. perdavė du žodžius: „Heinrichas Hercas“.

Lliteratūra

1. Biblioteka „Kvantas“, Nr.1, 1988 m

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

3. Kalitejevskis N.I., „Bangų optika“, M.: Vyš. mokykla, 1978, 383 m

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

5. https://ru.wikipedia.org

6. http://ido.tsu.ru

7. http://alexandr4784.narod.ru

Paskelbta Allbest.ru

Panašūs dokumentai

Trumpa biografija G. Hertzas. Eksperimentinis patvirtinimas Maxwello teorija, kurią vokiečių fizikas sukūrė elektromagnetinių bangų vibratorių (spinduliuotoją) ir rezonatorių (imtuvą). Vibratoriaus konstrukcija, elektros kibirkšties generavimo mechanizmas.

pristatymas, pridėtas 2013-01-15


Bangos samprata ir jos skirtumas nuo virpesių. J. Maxwello elektromagnetinių bangų atradimo reikšmė, patvirtinanti G. Hertzo ir P. Lebedevo eksperimentus. Elektromagnetinio lauko sklidimo procesas ir greitis. Elektromagnetinių bangų savybės ir mastas.

santrauka, pridėta 2011-10-07


G. Hertzo ir D. Franko biografijos. Jų bendras darbas: elektronų sąveikos su mažo tankio tauriųjų dujų atomais tyrimas. Elektronų, patyrusių susidūrimų su atomais, energijos analizė. Vakuuminės ir dujomis užpildytos lempos charakteristikos.

santrauka, pridėta 2008-12-27


Maksvelo lygčių sistema diferencialinėje ir integralios formos. R. Hertzo tyrimas. Elektromagnetinių bangų sklidimo greitis. Fotoelektrinio efekto atradimas. Šviesos slėgio apskaičiavimas. EML energija, impulsas ir masė. Umov-Poynting vektorius.

pristatymas, pridėtas 2016-03-14


Skaitinis parametrų santykio vertinimas sprendžiant herco uždavinį cilindrui įvorėje. Stačiakampės plokštės su tiesiškai besikeičiančia apkrova galuose stabilumas. Taisyklingųjų daugiakampių natūraliųjų virpesių dažnių ir režimų nustatymas.

disertacija, pridėta 2013-12-12


Atidarymas rentgeno spinduliuotė Vinhelmas Konradas Rentgenas. Straipsnio „Apie naują spindulių tipą“ publikacija Viurcburgo fizinės medicinos draugijos žurnale. Hittorf, Crookes, Hertz ir Lenard eksperimentai. Apdovanojimas Nobelio premija fizikoje.

pristatymas, pridėtas 2011-10-02


Elektromagnetinių bangų samprata, jų esmė ir savybės, atradimų ir tyrimų istorija, reikšmė žmogaus gyvenime. Elektromagnetinių bangų rūšys, jų skiriamieji bruožai. Elektromagnetinių bangų taikymo sritys kasdieniame gyvenime, jų įtaka žmogaus organizmui.

santrauka, pridėta 2009-02-25


Elementaraus vibratoriaus magnetinio lauko stiprio nustatymas artimoje zonoje. Keliaujančių bangų lygtys. Jų ilgis ir sklidimo greitis tolimojoje zonoje. Poynting vektoriaus kryptys. Elektromagnetinių bangų spinduliuotės galia ir varža.

pristatymas, pridėtas 2013-08-13


Pagrindiniai spinduliuotės poliarizacijos būsenos patikslinimo ir aprašymo metodai, metodai. Ribinės sąlygos natūraliai girotropinei aplinkai. Kritančių, atsispindėjusių ir lūžusių bangų amplitudės ryšio formulės. Elektromagnetinės bangos atsiradimo uždavinių sprendimas.

kursinis darbas, pridėtas 2014-04-13


Kintamųjų elektrinių ir kintamų magnetinių laukų ryšys. Elektromagnetinių laukų ir bangų savybės. Atitinkamų spinduliuotės diapazonų specifiškumas ir jų naudojimas kasdieniame gyvenime. Elektromagnetinių bangų poveikis žmogaus organizmui ir apsauga nuo jų.

Heinrichas Rudolfas Hercas (1857-1894) gimė Hamburge, teisininko, vėliau tapusio senatoriumi, sūnus. Hertzas gerai mokėsi, mėgo visus dalykus, rašė poeziją ir aistringai dirbo tekinimo staklės. Deja, Hertzui visą gyvenimą trukdė prasta sveikata.

1875 m., baigęs vidurinę mokyklą, Hertzas įstojo į Drezdeno universitetą, o po metų – į Miuncheno universitetą. technikumo mokykla, tačiau po antrųjų studijų metų supranta, kad pasirinkdamas profesiją padarė klaidą. Jo pašaukimas – ne inžinerija, o mokslas. Jis įstoja į Berlyno universitetą, kur jo mentoriai yra fizikai Helmholtzas (1821-1894) ir Kirchhoffas (1824-1887). 1880 m. Hertzas anksti baigė universitetą ir gavo daktaro laipsnį. Nuo 1885 m. profesorius eksperimentinė fizika Politechnikos institutas Karlsrūhėje, kur buvo atlikti jo garsieji eksperimentai.

• 1932 m. SSRS, o 1933 m. Tarptautinės elektrotechnikos komisijos posėdyje buvo priimtas periodinio proceso dažnio vienetas „hercas“, kuris vėliau buvo įtrauktas į tarptautinė sistema SI vienetai. 1 hercas yra lygus vienam visiškam virpesiui per vieną sekundę.
• Pasak Hertzo amžininko, fiziko J. Thomsono (1856–1940), Hertzo darbai yra nuostabus eksperimentinių įgūdžių, išradingumo triumfas ir kartu atsargumo darant išvadas pavyzdys.
• Kartą, kai Herco mama pasakė meistrui, kuris mokė berniuką Hertzą sukti, kad Heinrichas tapo profesoriumi, jis labai nusiminė ir pastebėjo:

Oi, kaip gaila. Jis taptų puikiu tekintoju.

Hertzo eksperimentai

Maxwellas teigė, kad elektromagnetinės bangos turi atspindžio, lūžio, difrakcijos ir kt. Tačiau bet kuri teorija pasitvirtina tik ją patvirtinus praktikoje. Tačiau tuo metu nei pats Maksvelas, nei kas nors kitas nežinojo, kaip eksperimentiškai gauti elektromagnetines bangas. Tai įvyko tik po 1888 m., kai G. Hertzas eksperimentiniu būdu atrado elektromagnetines bangas ir paskelbė savo darbo rezultatus.

Hertz vibratorius. Atvira virpesių grandinė.

Hertz vibratoriaus idėja. Atvira virpesių grandinė.

Iš Maksvelo teorijos žinoma

Tik pagreitintas judantis krūvis gali skleisti elektromagnetinę bangą,

kad elektromagnetinės bangos energija yra proporcinga ketvirtajai jos dažnio laipsniai.

Akivaizdu, kad svyravimų grandinėje krūviai juda pagreitintu greičiu, todėl lengviausia juos panaudoti elektromagnetinėms bangoms skleisti. Tačiau būtina pasirūpinti, kad krūvių svyravimų dažnis būtų kuo didesnis. Iš Tomsono ciklinio virpesių dažnio grandinėje formulės išplaukia, kad norint padidinti dažnį, reikia sumažinti grandinės talpą ir induktyvumą.

Vibratoriuje vykstančių reiškinių esmė trumpai tokia. Ruhmkorff induktorius antrinės apvijos galuose sukuria labai aukštą, maždaug dešimčių kilovoltų, įtampą, kuri įkrauna sferas priešingų ženklų krūviais. Tam tikru momentu vibratoriaus kibirkšties tarpelyje atsiranda elektrinė kibirkštis, todėl jos oro tarpo varža tampa tokia maža, kad vibratoriuje atsiranda aukšto dažnio slopinami virpesiai, trunkantys tol, kol yra kibirkštis. Kadangi vibratorius yra atvira virpesių grandinė, skleidžiamos elektromagnetinės bangos.

Priėmimo žiedą Hertz pavadino „rezonatoriumi“. Eksperimentai parodė, kad keičiant rezonatoriaus geometriją – dydį, santykinę padėtį ir atstumą vibratoriaus atžvilgiu – galima pasiekti „harmoniją“ arba „sintoniją“ (rezonansą) tarp elektromagnetinių bangų šaltinio ir imtuvo. Rezonanso buvimas buvo išreikštas kibirkščių atsiradimu rezonatoriaus kibirkšties tarpelyje, reaguojant į vibratoriuje kylančią kibirkštį.

„Dirbu kaip gamyklos darbuotojas ir laiku, ir charakteriu, kiekvieną rankos pakėlimą kartoju tūkstantį kartų“, – rašė profesorius 1877 metais laiške tėvams. Kaip sunkūs buvo eksperimentai su bangomis, kurios vis dar buvo pakankamai ilgos, kad būtų galima tirti patalpose (palyginti su šviesos bangomis), matyti iš sekančius pavyzdžius. Kad būtų galima sufokusuoti elektromagnetines bangas, iš cinkuotos geležies lakšto buvo išlenktas 2x1,5 m dydžio parabolinis veidrodis. Kai vibratorius buvo pastatytas į veidrodžio židinį, buvo sukurtas lygiagretus spindulių srautas. Norėdami įrodyti šių spindulių lūžį, iš asfalto buvo pagaminta prizmė lygiašonio trikampio pavidalu, kurio šoninis paviršius yra 1,2 m, aukštis 1,5 m ir masė 1200 kg.

Hertzo eksperimentų rezultatai

Po daugybės daug darbo reikalaujančių ir itin sumaniai surežisuotų eksperimentų, naudojant paprasčiausias, galima sakyti, turimas priemones, eksperimentatorius savo tikslą pasiekė. Buvo galima išmatuoti bangų ilgius ir apskaičiuoti jų sklidimo greitį. buvo įrodyta

atspindžio buvimas,

refrakcija,

difrakcija,

bangų trukdžiai ir poliarizacija.

išmatuotas elektromagnetinių bangų greitis

Po jo pranešimo 1888 m. gruodžio 13 d. Berlyno universitete ir publikacijų 1877 – 78 m. Hercas tapo vienu populiariausių mokslininkų, o elektromagnetinės bangos buvo pradėtos paprastai vadinti „Herco spinduliais“.

: Vokietija – eik. Šaltinis: t. VIIIa (1893): Vokietija – eiti, p. 559-563 ( · indeksas) Kiti šaltiniai: MESBE :

Hertz eksperimentai.- teorija elektros ir magnetiniai reiškiniai, sukurtas geriausių šio amžiaus pirmosios pusės matematikų darbais ir iki šiol pripažintas beveik visų mokslininkų, iš esmės manė, kad egzistuoja specialūs nesvarūs elektriniai ir magnetiniai skysčiai, kurie turi savybę veikti per atstumą. Niutono doktrinos principas universalioji gravitacija- „actio in distans“ - išliko lyderis mokant elektros ir magnetizmo. Bet jau 30 m genijus Faradėjus, paliekant nesvarstytą klausimą esmė elektra ir magnetizmas išoriniai veiksmai jie reiškė visiškai skirtingas mintis. Įelektrintų kūnų pritraukimas ir atstūmimas, elektrifikacija veikiant, magnetų ir srovių sąveika ir galiausiai Faradėjaus indukcijos reiškiniai neatspindi pasireiškimų tiesiogiai per atstumą nuo elektriniams ir magnetiniams skysčiams būdingų savybių, o yra tik jų pasekmės. ypatingi terpės, kurioje jie yra, būklės pokyčiai, matyt, tiesiogiai veikiantys vienas kitą elektros krūviai, magnetai arba laidininkai su srovėmis. Kadangi visi tokie veiksmai vienodai pastebimi tuštumoje, taip pat erdvėje, pripildytoje oro ar kitos medžiagos, tai pokyčiuose, kuriuos sukelia elektrifikacijos ir įmagnetinimo procesai. eteryje, Faradėjus įžvelgė šių reiškinių priežastį. Taigi, kaip ir dėl specialių eterio virpesių atsiradimo ir šių virpesių perdavimo iš dalelės į dalelę, šviesos šaltinis apšviečia bet kurį nuo jo nutolusį objektą. šiuo atveju Tik dėl ypatingų trikdžių to paties eterio terpėje ir šių trikdžių perdavimo iš sluoksnio į sluoksnį visi elektriniai, magnetiniai ir elektromagnetiniai veiksmai. Panaši idėja buvo pagrindinis visų Faradėjaus tyrimų principas; ji yra svarbiausia ir atvedė jį prie visų garsių atradimų. Tačiau Faradėjaus mokymai moksle sustiprėjo netrukus ir nelengva. Dešimtmečius, per kuriuos jo atrasti reiškiniai buvo ištirti nuodugniausiai ir išsamiai, pagrindinės Faradėjaus idėjos buvo arba ignoruojamos, arba tiesiogiai laikomos neįtikinamomis ir neįrodytomis. Tik antroje šeštojo dešimtmečio pusėje atsirado taip anksti miręs talentingas Faradėjaus pasekėjas raštininkas Maksvelas, kuris aiškino ir plėtojo Faradėjaus teoriją, suteikdamas jai griežtai matematinį pobūdį. Maksvelas įrodė egzistavimo būtinybę galutinis greitis, su kuria veiksmų perdavimas vyksta per tarpinę terpę elektros srovė arba magnetas. Šis greitis, pasak Maxwello, turėtų būti lygus greičiui, kuriuo šviesa sklinda nagrinėjamoje terpėje. Aplinka, dalyvaujanti perduodant elektros ir magnetiniai veiksmai, negali būti kitoks nei tas pats eteris, kuris leidžiamas šviesos ir spinduliuojamos šilumos teorijoje. Elektrinių ir magnetinių veiksmų sklidimo erdvėje procesas turi būti kokybiškai toks pat kaip ir šviesos spindulių sklidimo procesas. Visi su šviesos spinduliais susiję įstatymai yra visiškai taikomi elektriniai spinduliai. Maksvelo teigimu, pats šviesos reiškinys yra elektrinis reiškinys. Šviesos spindulys yra elektrinių trikdžių, labai mažų elektros srovių, paeiliui sužadinamų terpės eteryje, serija. Koks yra aplinkos pasikeitimas dėl kurio nors kūno elektrifikacijos, geležies įmagnetinimo ar srovės susidarymo kokioje nors ritėje, vis dar nežinoma. Maksvelo teorija dar neleidžia aiškiai įsivaizduoti pačios jos numanomų deformacijų prigimties. Aišku, kad bet koks pakeitimas joje susidarančios terpės deformaciją veikiant kūnų elektrifikacijai lydi magnetinių reiškinių atsiradimas šioje aplinkoje ir, atvirkščiai, bet koks pakeitimas deformacijų aplinkoje, sukeliančioje jį veikiant tam tikram magnetiniam procesui, jį lydi elektrinių veiksmų sužadinimas. Jei bet kuriame terpės taške, deformuotame dėl kurio nors kūno elektrifikacijos, stebima elektrinė jėga pagal žinoma kryptis, t.y., šia kryptimi ta, kuri dedama į ši vieta labai mažas elektrifikuotas rutulys, tada padidėjus ar mažėjant terpės deformacijai, kartu padidėjus arba mažėjant elektrinei jėgai tam tikrame taške, jame atsiras magnetinė jėga statmena elektros jėgai kryptimi - dedama čia magnetinis polius gaus stūmimą statmena elektros jėgai kryptimi. Tai yra Maksvelo elektros teorijos pasekmė. Nepaisant didžiulio susidomėjimo Faradėjaus-Maksvelo doktrina, daugelis sutiko su ja abejoti. Iš šios teorijos plaukė pernelyg drąsūs apibendrinimai! G. (Heinricho Hertzo) eksperimentai, atlikti 1888 m., galutinai patvirtino Maksvelo teorijos teisingumą. G. pavyko, galima sakyti, įgyvendinti matematines formules Maxwello, iš tikrųjų buvo įmanoma įrodyti elektrinių arba, teisingai, elektromagnetinių spindulių egzistavimą. Kaip jau buvo pažymėta, pagal Maksvelo teoriją, šviesos pluošto sklidimas iš esmės yra elektrinių trikdžių, nuosekliai susidarančių eteryje, sklidimas, greitai keičiantis jų kryptį. Tokių trikdžių, tokių kaip deformacijos, sužadinimo kryptis, pasak Maxwello, yra statmena šviesos spindulys. Iš čia akivaizdu, kad tiesioginis sužadinimas bet kuriame labai greitai kryptį keičiančių elektros srovių kūne, t. y. sužadinimas kintamos krypties ir labai trumpos trukmės elektros srovių laidininke turėtų greitai sukelti atitinkamus elektrinius trikdžius šį laidininką supančiame eteryje. keičiasi jų kryptimi, tai yra, turėtų sukelti reiškinį, kokybiškai gana panašų į tai, ką vaizduoja šviesos spindulys. Bet jau seniai žinoma, kad iškraunant elektrifikuotą korpusą ar Leideno stiklainį, laidininke, per kurį vyksta iškrova, susidaro visa eilė elektros srovių pakaitomis viena ar kita kryptimi. Išsikraunantis kūnas iš karto nepraranda elektros, priešingai, iškrovimo metu jis kelis kartus įkraunamas viena ar kita elektra pagal ženklą. Ant kūno atsirandantys nuoseklūs krūviai mažėja tik po truputį. Tokios kategorijos vadinamos svyruojantis. Dviejų nuoseklių elektros srautų egzistavimo laidininke trukmė tokio iškrovimo metu, t.y. elektros vibracijos, arba kitaip, laiko intervalas tarp dviejų momentų, kai išsikraunantis kūnas gauna didžiausius jame iš eilės atsirandančius krūvius, gali būti apskaičiuojamas pagal iškraunančiojo kūno formą ir dydį bei laidininką, per kurį toks iškrovimas vyksta. Remiantis teorija, ši elektrinių virpesių trukmė (T) išreikšta formule:

(\displaystyle T=2\pi (\sqrt (LC)).) Čia SU reiškia elektros talpa išsikraunantis kūnas ir - L saviindukcijos koeficientas laidininkas, per kurį vyksta iškrova (žr.). Abu dydžiai išreiškiami pagal tą pačią absoliučių vienetų sistemą. Naudojant įprastą Leyden stiklainį, išleidžiamą per laidą, jungiantį jo dvi plokštes, elektrinių svyravimų trukmė, t.y. T, nustatomi per 100 ir net 10 tūkstantųjų sekundės dalių. Pirmaisiais eksperimentais G. skirtingai elektrifikavo du metalinius rutuliukus (30 cm skersmens) ir leido jiems išsikrauti per trumpą ir gana storą varinį strypą, perpjautą per vidurį, kur tarp dviejų rutuliukų susiformavo elektros kibirkštis, kuri buvo sumontuoti vienas priešais kitą abiejų strypo pusių galus. Fig. 1 pavaizduota G. eksperimentų schema (stiebo skersmuo 0,5 cm, rutulio skersmuo b Ir 3 cm, tarpas tarp šių kamuoliukų yra apie 0,75 cm, o atstumas tarp rutuliukų centrų S V S′ lygus 1 m). Vėliau vietoj kamuoliukų G. panaudojo kvadratinius metalo lakštus (po 40 cm iš abiejų pusių), kuriuos padėjo į vieną plokštumą. Tokių rutulių ar lakštų įkrovimas buvo atliktas naudojant veikiančią Ruhmkorff ritę. Rutuliai ar lakštai buvo daug kartų per sekundę įkraunami iš ritės, o po to išleidžiami per tarp jų esantį varinį strypą, sukuriant elektros kibirkštį tarpe tarp dviejų rutulių. nustatomi per 100 ir net 10 tūkstantųjų sekundės dalių. Pirmaisiais eksperimentais G. skirtingai elektrifikavo du metalinius rutuliukus (30 cm skersmens) ir leido jiems išsikrauti per trumpą ir gana storą varinį strypą, perpjautą per vidurį, kur tarp dviejų rutuliukų susiformavo elektros kibirkštis, kuri buvo sumontuoti vienas priešais kitą abiejų strypo pusių galus. Fig. 1 pavaizduota G. eksperimentų schema (stiebo skersmuo 0,5 cm, rutulio skersmuo b Ir. Vario strypo sužadintų elektrinių virpesių trukmė šiek tiek viršijo 100 tūkstantąją sekundės dalį. Tolesniuose eksperimentuose vietoj lakštų su pritvirtintomis varinio strypo puselėmis naudodamas trumpus storus cilindrus sferiniais galais, tarp kurių šokinėjo kibirkštis, G. gaudavo elektrines vibracijas, kurių trukmė siekė tik apie tūkstantį milijonų. sekundės. Tokia pora rutuliukų, lakštų ar cilindrų, tokių vibratorius, kaip G. vadina, Maksvelo teorijos požiūriu, tai centras, skleidžiantis elektromagnetinius spindulius erdvėje, tai yra, jis sužadina elektromagnetines bangas eteryje, kaip ir bet kuris šviesos šaltinis, sužadinantis šviesos bangas aplink save. Tačiau tokie elektromagnetiniai spinduliai ar elektromagnetinės bangos negali turėti įtakos žmogaus akiai. Tik tuo atveju, kai kiekvieno elektrinio traukinio trukmė. svyravimai būtų pasiekę tik vieną 392 milijardąją sekundės dalį, stebėtojo akiai šie svyravimai būtų sužavėti ir stebėtojas būtų matęs elektromagnetinį spindulį. Tačiau norint pasiekti tokį elektrinių virpesių greitį, būtina vibratorius, tinkamo dydžio fizinių dalelių. Taigi, norint aptikti elektromagnetinius spindulius, reikalingos specialios priemonės, tinkama išraiška W. Thomson (dabar lordas Kelvinas), ypatinga „elektrinė akis“. Tokią „elektrinę akį“ G sutvarkė paprasčiausiai. Įsivaizduokime, kad tam tikru atstumu nuo vibratoriaus yra kitas laidininkas. Vibratoriaus sužadinamo eterio sutrikimai turėtų turėti įtakos šio laidininko būklei. Šiam dirigentui bus taikoma nuoseklios serijos impulsai, siekiantys jame sužadinti kažką panašaus į tai, kas sukėlė tokius sutrikimus eteryje, t.y., siekiantys jame suformuoti elektros sroves, kurios keičia kryptį pagal elektrinių virpesių greitį pačiame vibratoriuje. Tačiau impulsai, nuosekliai besikeičiantys, gali prisidėti vienas prie kito tik tada, kai jie visiškai ritmingai sutampa su tuo, ką iš tikrųjų sukelia. elektriniai judesiai tokiame laidininke. Juk tik unisonu suderinta styga gali pastebimai vibruoti kitos stygos skleidžiamo garso ir taip atrodyti nepriklausoma. garso šaltinis. Taigi, laidininkas turi, taip sakant, elektriškai rezonuoti su vibratoriumi. Kaip tam tikro ilgio ir įtempimo styga gali svyruoti pagal greitį, kai atsitrenkiama, taip kiekviename laidininke nuo elektrinis impulsas Elektriniai virpesiai gali atsirasti tik labai konkrečiais laikotarpiais. Sulenkus atitinkamo dydžio varinę vielą apskritimo ar stačiakampio pavidalu, paliekant tik nedidelį tarpą tarp laido galų, ant kurių pavogti nedideli rutuliukai (2 pav.), iš kurių vienas varžtu, galėjo prieiti ar atsitraukti nuo kito, gavo G., kaip įvardijo rezonatorius prie savo vibratoriaus (daugumoje eksperimentų, kai vibratoriumi tarnavo minėti rutuliukai ar lakštai, G. kaip rezonatorių naudojo 0,2 cm skersmens varinę vielą, išlenktą 35 cm skersmens apskritimo pavidalu ). Vibratoriui iš trumpų storų cilindrų rezonatorius buvo panašus vielos apskritimas, 0,1 cm storio ir 7,5 cm skersmens Tam pačiam vibratoriui vėlesniuose eksperimentuose G. pastatė kiek kitokios formos rezonatorių. Du tiesūs laidai, skersmuo 0,5 cm. ir 50 cm ilgio, išdėstyti vienas ant kito, o atstumas tarp jų galų yra 5 cm; iš abiejų šių laidų galų, nukreiptų vienas į kitą, statmenai laidų krypčiai nubrėžiami kiti du lygiagrečiai 0,1 cm skersmens laidai. ir 15 cm ilgio, kurie tvirtinami prie kibirkštinio matuoklio kamuoliukų. Kad ir kokie silpni būtų patys atskiri impulsai dėl trikdžių, atsirandančių eteryje veikiant vibratoriui, jie vis dėlto, skatindami vienas kitą veikdami, sugeba sužadinti jau pastebimas elektros sroves rezonatoriuje, pasireiškiančias kibirkštis tarp rezonatoriaus rutuliukų. Šios kibirkštys yra labai mažos (jos siekė 0,001 cm), tačiau visiškai pakanka būti rezonatoriaus elektrinių virpesių sužadinimo kriterijumi ir pagal savo dydį tarnauja kaip rezonatoriaus ir elektros trikdžių laipsnio rodiklis. jį supantis eteris. Stebėdamas tokiame rezonatoriuje atsirandančias kibirkštis, Hertz tyrė skirtingais atstumais ir į vidų įvairiomis kryptimis erdvė aplink vibratorių. Palikdami nuošalyje šiuos G. eksperimentus ir jo gautus rezultatus, pereikime prie tyrimų, kurie patvirtino egzistavimą galutinis elektrinių veiksmų sklidimo greitis. Prie vienos iš kambario, kurioje buvo atlikti eksperimentai, sienų buvo pritvirtinta dideli dydžiai ekranas pagamintas iš cinko lakštų. Šis ekranas buvo prijungtas prie žemės. 13 metrų atstumu nuo ekrano buvo pastatytas iš plokščių pagamintas vibratorius taip, kad jo plokščių plokštumos būtų lygiagrečios ekrano plokštumai, o vidurys tarp vibratoriaus rutuliukų būtų priešais ekrano vidurį. Jeigu vibratorius savo veikimo metu periodiškai sužadina elektrinius trikdžius aplinkiniame eteryje ir šie trikdžiai terpėje sklinda ne akimirksniu, o tam tikru greičiu, tai pasiekęs ekraną ir atsispindėjęs nuo pastarojo, kaip garsas ir šviesa. trikdžiai, šie trikdžiai kartu su tais, kuriuos į ekraną siunčia vibratorius, eteryje, erdvėje tarp ekrano ir vibratoriaus, susidaro būsena, panaši į tą, kuri atsiranda panašiomis sąlygomis dėl priešingai sklindančių bangų trukdžių. , t.y., šioje erdvėje trikdžiai įgaus charakterį "stovinčios bangos"(žr. Bangos). Oro būklė vietose, atitinkančiose "mazgai" b "antinodai" Akivaizdu, kad tokių bangų skaičius turėtų labai skirtis. Pastatęs rezonatorių taip, kad jo plokštuma būtų lygiagreti ekranui ir jo centras būtų ties linija, nubrėžta nuo vidurio tarp vibratoriaus rutuliukų, normaliai ekrano plokštumai, pastebėjo G. esant skirtingam rezonatoriaus atstumui nuo ekrano, kibirkštys jame yra labai skirtingo ilgio. Prie paties ekrano rezonatoriuje beveik nesimato kibirkščių, taip pat 4,1 ir 8,5 m atstumu, priešingai, kibirkštys yra didžiausios, kai rezonatorius yra 1,72 m, 6,3 m ir 10,8 m atstumu nuo ekrano. G. iš savo eksperimentų padarė išvadą, kad vidutiniškai 4,5 m atstumu viena nuo kitos išsiskiria tos rezonatoriaus padėtys, kuriose jame stebimi reiškiniai, t. G. lygiai tą patį gavo su skirtinga rezonatoriaus plokštumos padėtimi, kai ši plokštuma buvo statmena ekranui ir ėjo per normalią liniją, nubrėžtą į ekraną iš vidurio tarp vibratoriaus rutuliukų ir kai simetrijos ašis rezonatorius (t. y. jo skersmuo, einantis per vidurį tarp jo rutuliukų) buvo lygiagretus šiam normaliui. Tik su tokia rezonatoriaus plokštumos padėtimi maksimumas kibirkštys jame buvo gautos ten, kur ankstesnėje rezonatoriaus padėtyje minimumai, ir atgal. Taigi 4,5 m atitinka ilgį "stovinčios elektromagnetinės bangos" atsirandantys tarp ekrano ir vibratoriaus erdvėje, užpildytoje oru (priešingi reiškiniai, stebimi rezonatoriuje jo dviejose padėtyse, t. y. maksimumai kibirkštys vienoje padėtyje, o minimumai kitoje, visiškai paaiškinami tuo, kad vienoje padėtyje joje sužadinami rezonatoriaus elektriniai virpesiai elektros jėgos, vadinamasis elektros deformacijos eteryje kitoje padėtyje jos sukeliamos kaip įvykio pasekmė magnetinės jėgos, y., jie susijaudina magnetinės deformacijos).

Pagal „stovinčios bangos“ ilgį (l) ir pagal laiką (T), atitinkantį vieną pilną elektrinį virpesį vibratoriuje, remiantis periodinių (banginių) trikdžių susidarymo teorija, nesunku nustatyti greitį (v), su kuriais tokie trikdžiai perduodami ore. Šis greitis v = 2 l T .(\displaystyle v=(\frac (2l)(T)).) G. eksperimentuose: l = 4,5 m, T = 0,000000028 ″. Iš čia v = 320 000 (apytiksliai) km per sekundę, t.y. labai artimas ore sklindančios šviesos greičiui. G. tyrė elektrinių virpesių sklidimą laidininkuose, tai yra laiduose. Tam lygiagrečiai vienai vibratoriaus plokštei buvo pastatyta to paties tipo izoliuota varinė plokštė, iš kurios atėjo ilgas, horizontaliai ištemptas laidas (3 pav.). Šiame laide dėl elektrinių virpesių atspindžio iš izoliuoto galo " stovinčios bangos

“, kurių „mazgų“ ir „antinodų“ pasiskirstymas išilgai laido G. rastas naudojant rezonatorių. G. iš šių stebėjimų gauta elektros virpesių sklidimo laide greičio vertė lygi 200 000 km per sekundę. Tačiau šis apibrėžimas nėra teisingas. Pagal Maksvelo teoriją, šiuo atveju greitis turėtų būti toks pat kaip ir oro, t.y. turėtų būti lygus šviesos greičiui ore. (300 000 km per sekundę). Kitų stebėtojų po G. atlikti eksperimentai patvirtino Maksvelo teorijos poziciją. Turėdamas elektromagnetinių bangų šaltinį, vibratorių ir priemones tokioms bangoms aptikti – rezonatorių, G. įrodė, kad tokios bangos, kaip ir šviesos bangos, atsispindi ir lūžta, o elektriniai trikdžiai šiose bangose ​​yra statmeni krypčiai. jų plitimo, t.y., jis atrado elektros spinduliuose. Šiuo tikslu jis įdėjo vibratorių, kuris sukuria labai greitus elektrinius svyravimus (vibratorius, pagamintas iš dviejų trumpų cilindrų) parabolinio cilindrinio veidrodžio, pagaminto iš cinko, židinio linijoje kito panašaus veidrodžio židinio linijoje aprašyta aukščiau, pagaminta iš dviejų tiesių laidų . Nukreipdamas elektromagnetines bangas nuo pirmojo veidrodžio į kažkokį plokščią metalinį ekraną, G. kito veidrodžio pagalba sugebėjo nustatyti elektrinių bangų atspindžio dėsnius ir priversdamas šias bangas praeiti pro. didelė prizmė, paruošti iš asfalto, nustatė jų lūžį. Pasirodė, kad atspindžio ir lūžio dėsniai yra tokie patys kaip ir šviesos bangoms. Naudodamas tuos pačius veidrodžius G. įrodė, kad elektros spinduliai poliarizuotas, kai dviejų vienas prieš kitą išdėstytų veidrodžių ašys, veikiant vibratoriui, buvo lygiagrečios, rezonatoriuje buvo pastebėtos kibirkštys. Kai vienas iš veidrodžių buvo pasuktas 90° spindulių kryptimi, t.y., veidrodžių ašys sudarė viena kitą stačiu kampu, bet kokie kibirkščių pėdsakai rezonatoriuje išnyko.

Tokiu būdu G. eksperimentai įrodė Maksvelo pozicijos teisingumą. G. vibratorius, kaip ir šviesos šaltinis, į supančią erdvę skleidžia energiją, kuri per elektromagnetinius spindulius perduodama viskam, kas sugeba ją sugerti, paverčiant šią energiją kitu, mūsų pojūčiams prieinamu pavidalu. Elektromagnetiniai spinduliai kokybė yra gana panaši į šilumos ar šviesos spindulius. Jų skirtumas nuo pastarųjų slypi tik atitinkamų bangų ilgiuose. Šviesos bangų ilgis matuojamas dešimtosiomis tūkstantosiomis milimetro dalimis, o vibratorių sužadinamų elektromagnetinių bangų ilgis – metrais. G. atrasti reiškiniai vėliau buvo daugelio fizikų tyrimų objektas. Apskritai G. išvadas visiškai patvirtina šie tyrimai. Be to, dabar žinome, kad elektromagnetinių bangų sklidimo greitis, kaip matyti iš Maksvelo teorijos, keičiasi kartu su terpės, kurioje tokios bangos sklinda, pokyčiais. Šis greitis yra atvirkščiai proporcingas K , (\displaystyle (\sqrt (K)),) Kur K tam tikros terpės vadinamoji dielektrinė konstanta. Žinome, kad elektromagnetinėms bangoms sklindant išilgai laidininkų, elektros virpesiai „slopinami“, kad atsispindėjus elektros spinduliams jų „įtampa“ atitinka Frenelio šviesos spinduliams duotus dėsnius ir kt. G. straipsniai apie nagrinėjamą reiškinį; , surinkta kartu, dabar išleista pavadinimu: H. Hertz, „Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft“ (Lpts., 1892).