Hertz'in elektromanyetik dalgalar mesajı üzerine deneyleri. Hertz'in deneyleri

2. Hertz'in elektromanyetik dalgaları tespit etme deneyini açıklayın

3. Hertz deneyinin sonuçlarını Maxwell teorisini kullanarak açıklayın. Elektromanyetik dalga neden eninedir?

Çünkü manyetik alanın indüksiyon ve yoğunluk vektörlerinin yönleri Elektrik alanı birbirlerine ve dalga yönüne diktir.

4. Elektromanyetik dalgaların radyasyonu neden elektrik yüklerinin hızlandırılmış hareketi ile ortaya çıkıyor? Yayılan bir elektromanyetik dalgadaki elektrik alan kuvveti, yayan yüklü parçacığın ivmesine nasıl bağlıdır?

5. Elektromanyetik alanın enerji yoğunluğu elektrik alan kuvvetine nasıl bağlıdır?

Elektromanyetik dalgalar (EMW), yayılan bir elektromanyetik alandır. farklı hızlardaçevreye bağlı olarak. Bu tür dalgaların boşluktaki yayılma hızı, ışığın hızına eşittir. Elektromanyetik dalgalar yansıtılabilir, kırılabilir, kırınıma, girişime, dağılıma vs. maruz kalabilir.

Elektromanyetik dalgalar

Bir elektrik yükü aşağıdaki gibi bir çizgi boyunca salınım yapacak şekilde ayarlanmıştır: bahar sarkaççok yüksek bir hızda. Bu sırada yükün etrafındaki elektrik alanı, bu yükün salınımlarının periyodikliğine eşit bir periyodiklikle değişmeye başlar. Sabit olmayan bir elektrik alanı, sabit olmayan bir manyetik alana yol açacaktır. Zamanı geldiğinde elektrik yükünden daha uzak bir mesafede belirli periyotlarla değişen bir elektrik alanı oluşturacaktır. Açıklanan süreç birden fazla kez gerçekleşecektir.

Sonuç olarak, elektrik yükünün etrafında sabit olmayan bir elektrik ve manyetik alan sistemi ortaya çıkar. Etrafındaki gittikçe genişleyen alanları kordon altına alıyorlar belirli sınır. Bu, yükten her yöne yayılan bir elektromanyetik dalgadır. Uzaydaki her bir noktada, her iki alan da farklı zaman dilimlerinde değişir. Alan salınımları hızla yüke yakın bir noktaya ulaşır. Daha uzak bir noktaya - daha sonra.

Elektromanyetik dalgaların ortaya çıkması için gerekli bir koşul, elektrik yükünün hızlanmasıdır. Hızı zamanla değişmelidir. Hareket eden bir yükün ivmesi ne kadar yüksek olursa, elektromanyetik dalgaların radyasyonu da o kadar güçlü olur.

Elektromanyetik dalgalar enine yayılır - elektrik alanı yoğunluk vektörü, manyetik alan indüksiyon vektörüne 90 derecelik bir konumda bulunur. Bu vektörlerin her ikisi de elektromanyetik dalganın yönüne 90 derecelik açıyla gider.

Kullanılabilirlik gerçeği hakkında elektromanyetik dalgalar Michael Faraday 1832'de yazdı, ancak elektromanyetik dalgalar teorisi 1865'te James Maxwell tarafından geliştirildi. Elektromanyetik dalgaların yayılma hızının o dönemde bilinen ışık hızına eşit olduğunu keşfeden Maxwell, ışığın elektromanyetik dalgadan başka bir şey olmadığı yönünde bilinçli bir tahminde bulundu.

Ancak Maxwell teorisinin doğruluğunu deneysel olarak doğrulamak ancak 1888'de mümkün oldu. Bir Alman fizikçi Maxwell'e inanmadı ve teorisini çürütmeye karar verdi. Ancak daha sonra Deneysel çalışmalar sadece onların varlığını doğruladı ve elektromanyetik dalgaların gerçekten var olduğunu deneysel olarak kanıtladı. Elektromanyetik dalgaların davranışları üzerine yaptığı çalışmalar sayesinde dünya çapında üne kavuştu. Adı Heinrich Rudolf Hertz'di.

Hertz'in deneyleri

Soketlerimizdeki akımın frekansını önemli ölçüde aşan yüksek frekanslı salınımlar, bir indüktör ve bir kapasitör kullanılarak üretilebilir. Devrenin endüktansı ve kapasitansı azaldıkça salınım frekansı artacaktır.

Doğru, tüm salınım devreleri kolayca tespit edilebilecek dalgaların çıkarılmasına izin vermez. Kapalı salınım devrelerinde kapasitans ve endüktans arasında enerji alışverişi yapılır ve bu devrelere giren enerji miktarı çevre Elektromanyetik dalgalar yaratmak için çok az.

Elektromanyetik dalgaların yoğunluğu, onları tespit etmek mümkün olacak şekilde nasıl artırılır? Bunu yapmak için kapasitör plakaları arasındaki mesafeyi artırmanız gerekir. Ve kapakların boyutları küçültülmelidir. Daha sonra tekrar arttırıp tekrar azaltın. Ta ki düz bir tele gelinceye kadar, bu biraz alışılmadık bir durum. Bir özelliği vardır - uçlarda sıfır akım ve ortada maksimum. Açık denir salınım devresi.

Deney yapan Heinrich Hertz, "vibratör" adını verdiği açık bir salınım devresi buldu. Yarıya kesilmiş bir filmaşinin uçlarına monte edilmiş, yaklaşık 15 santimetre çapında iki iletken toptan oluşuyordu. Ortada, çubuğun iki yarısında da iki küçük top vardır. Her iki çubuk da yüksek voltaj üreten bir endüksiyon bobinine bağlandı.

Hertz cihazı bu şekilde çalışır. İndüksiyon bobini çok yüksek bir voltaj oluşturur ve toplara zıt yükler iletir. Belirli bir süre sonra çubukların arasındaki boşlukta bir elektrik kıvılcımı belirir. Çubuklar arasındaki hava direncini azaltır ve devrede görünür sönümlü salınımlar yüksek frekans. Ve vibratörümüz açık bir salınım devresi olduğundan elektromanyetik dalgalar yaymaya başlar.

Dalgaları tespit etmek için Hertz'in "rezonatör" adını verdiği bir cihaz kullanılıyor. Açık bir halka veya dikdörtgendir. Rezonatörün uçlarına iki top yerleştirildi. Deneylerinde Hertz, rezonatörün doğru boyutlarını, vibratöre göre konumunu ve aralarındaki mesafeyi bulmaya çalıştı. Vibratör ile rezonatör arasındaki doğru boyut, konum ve mesafe ile rezonans meydana geldi. Bu durumda devrenin yaydığı elektromanyetik dalgalar dedektörde bir elektrik kıvılcımı üretir.

Bu inanılmaz derecede becerikli deneyci, elindeki araçları, yani bir demir levha ve asfalttan yapılmış bir prizmayı kullanarak, yayılan dalgaların uzunluğunu ve aynı zamanda hareket etme hızlarını hesaplamayı başardı. Ayrıca bu dalgaların diğer dalgalarla tamamen aynı şekilde davrandığını, yani yansıtılabileceğini, kırılabileceğini, kırınabileceğini ve girişimde bulunabileceğini keşfetti.

Başvuru

Hertz'in araştırması dünya çapındaki fizikçilerin dikkatini çekti. Elektromanyetik dalgaların nerede kullanılabileceğine dair düşünceler orada burada bilim adamları arasında ortaya çıktı.

Radyo iletişimi, 3×104 ila 3×1011 Hertz frekansında elektromanyetik dalgalar yayarak veri aktarma yöntemidir.

Ülkemizde elektromanyetik dalgaların radyo iletiminin kurucusu Alexander Popov'du. Önce Hertz'in deneylerini tekrarladı, sonra Lodge'un deneylerini tekrarladı ve Lodge'un tarihteki ilk radyo alıcısının kendi modifikasyonunu yaptı. Popov'un alıcısı arasındaki temel fark, geri bildirimli bir cihaz yaratmasıdır.

Lodge'un alıcısı, elektromanyetik dalganın etkisi altında iletkenlikleri değiştiren metal dolgulu bir cam tüp kullandı. Ancak yalnızca bir kez çalıştı ve başka bir sinyal kaydetmek için tüpün çalkalanması gerekiyordu.

Popov'un cihazında, tüpe ulaşan dalga bir röleyi çalıştırıyor, bu da zili tetikliyor ve cihazı çalıştırarak tüpe bir çekiçle vuruyordu. Metal talaşlarını salladı ve böylece yeni bir sinyal kaydetmeyi mümkün kıldı.

Radyotelefon iletişimi– sesli mesajların elektromanyetik dalgalar aracılığıyla iletilmesi.

1906'da triyot icat edildi ve 7 yıl sonra ilk tüp osilatörü yaratıldı. sürekli salınımlar. Bu icatlar sayesinde kısa ve uzun elektromanyetik dalga darbelerinin iletilmesinin yanı sıra telgraf ve radyotelefonların icadı da mümkün hale geldi.

Telefon ahizesine iletilen ses titreşimleri, bir mikrofon aracılığıyla aynı formdaki elektrik yüküne dönüştürülür. Ancak ses dalgası her zaman düşük frekanslı bir dalgadır; elektromanyetik dalgaların yeterince güçlü yayılabilmesi için titreşim frekansının yüksek olması gerekir. Mucitler bu sorunu çok basit bir şekilde çözdüler.

Jeneratör tarafından üretilen yüksek frekanslı dalgalar iletim için, düşük frekanslı ses dalgaları ise yüksek frekanslı dalgaları modüle etmek için kullanılır. Yani ses dalgaları, yüksek frekanslı dalgaların bazı özelliklerini değiştirir.

Yani bunlar prensiplere göre tasarlanan ilk cihazlardı. Elektromanyetik radyasyon.

Ve artık elektromanyetik dalgaların bulunabileceği yer burasıdır:

• Mobil iletişim, Wi-Fi, televizyon, uzaktan kumandalar, mikrodalga fırınlar, radarlar vb.
• IR gece görüş cihazları.
• Sahte para dedektörleri.
• Röntgen makineleri, ilaç.
• Uzay gözlemevlerindeki gama ışını teleskopları.

Gördüğünüz gibi Maxwell'in parlak zekası ve Hertz'in olağanüstü yaratıcılığı ve verimliliği, bugün hayatımızın ayrılmaz bir parçası olan çok çeşitli cihazların ve ev eşyalarının ortaya çıkmasını sağladı. Elektromanyetik dalgalar, çok keyfi de olsa, frekans aralığına göre bölünür.

Aşağıdaki tabloda elektromanyetik radyasyonun frekans aralığına göre sınıflandırılmasını görebilirsiniz.

İyi çalışmanızı bilgi tabanına göndermek basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Bilgi tabanını çalışmalarında ve çalışmalarında kullanan öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, genç bilim insanları size çok minnettar olacaklardır.

Yayınlanan http://www.allbest.ru/

Özbekistan Cumhuriyeti Yüksek ve Orta Öğretim Bakanlığı

Özbekistan Cumhuriyeti Ulusal Üniversitesi adını almıştır. Mirzo Uluğbek

Fizik Fakültesi

Rapor

Disiplin: "Optik"

Konuyla ilgili: “Heinrich Hertz'in Deneyleri”

Tarafından hazırlandı:

2. sınıf öğrencisi

Nebesny Andrey Anatolievich

Danışman:

Fiziksel ve Matematik Bilimleri Doktoru prof.

Valiev Uygun Vakhidovich

Taşkent 2015

giriiş

1. Sorunun beyanı

2. İlginç olay

3. Hertz vibratör

4. Ruhmkorff bobini

5. Bir vibratörle denemeler yapmak

Sonsöz

Edebiyat

giriiş

Heinrich Hertz, 1857'de Hamburg'da (Almanya) bir avukat ailesinde doğdu. Çocukluğundan beri mükemmel bir hafızası ve çizim, dil, dil konularında mükemmel yetenekleri vardı. teknik yaratıcılık ve ilgi gösterdi kesin bilimler. 1880 yılında, 23 yaşındayken Berlin Üniversitesi'nden mezun oldu ve kariyerini zekice savundu. doktora tezi Teorik elektrodinamik üzerine. Bilimsel süpervizör Hertz, Hertz'in sonraki üç yıl boyunca asistanı olarak çalıştığı ünlü Avrupalı ​​​​fizikçi G. Helmholtz'du.

Fizikteki birçok problemle uğraşan Helmholtz, teorik elektrodinamiğin kendi versiyonunu geliştirdi. Onun teorisi, W. Weber ve J. C. Maxwell'in daha önce sunulan teorileriyle yarışıyordu. Bunlar o dönemde elektromanyetizmanın üç ana teorisiydi. Ancak deneysel doğrulama gerekliydi.

1. Sorunun beyanı

1879'da Berlin Bilimler Akademisi, Helmholtz'un girişimiyle rekabetçi bir görev ortaya koydu: "Elektrodinamik kuvvetler ile elektrodinamik kuvvetler arasında bir bağlantı olup olmadığını deneysel olarak belirlemek. dielektrik polarizasyon" Bu sorunun çözümü, yani. deneysel doğrulamanın teorilerden hangisinin doğru olduğunu cevaplaması gerekiyordu. Helmholtz, Hertz'in bu görevi üstlenmesini önerdi. Hertz, kapasitörlerin ve indüktörlerin deşarjı sırasında meydana gelen elektriksel salınımları kullanarak sorunu çözmeye çalıştı. Ancak çok geçmeden bir sorunla karşılaştı; o zamanlar elde edebildiklerinden çok daha yüksek frekanslı salınımlara ihtiyaç vardı.

Frekansı önemli ölçüde aşan yüksek frekanslı salınımlar endüstriyel akım(50 Hz), bir salınım devresi kullanılarak elde edilebilir. Devrenin endüktansı ve kapasitansı ne kadar düşük olursa salınım frekansı u=1/v(LC) o kadar büyük olacaktır.

Basit bir hesaplama, Hertz'in daha sonra elde etmeyi başardığı frekansları (500 MHz) oluşturmak için 2 nF kapasiteli bir kapasitörün ve 2 nH'lik bir indüktörün gerekli olduğunu göstermektedir. Ancak o zamanın endüstriyel ilerlemesi henüz bu kadar küçük kapasitanslar ve endüktanslar yaratma olanağına ulaşmamıştı.

2. İlginç olay

Bu sorunu çözmeyi başaramadığı için cevabı bulma umudunu korudu. O zamandan beri elektriksel titreşimlerle ilgili her şey onu her zaman ilgilendiriyor.

Daha sonra, 1886 sonbaharında ders donanımının hatalarını ayıklarken, yani kontrol ederken indüksiyon bobinleri Hertz, sarımların uçlarındaki metal toplar arasındaki kıvılcım aralığının mikrometrik bir vida kullanılarak ince bir şekilde ayarlanmasıyla ilginç bir olgu keşfetti: Bobinlerden birinde bir kıvılcımı tetiklemek için ikinciye güçlü bir pil bağlamaya gerek yok. asıl mesele, bir kıvılcımın birincil bobinin kıvılcım aralığından kaymasıdır.

Gözlemini doğrulamak için bir dizi deney yaptı.

3. Hertz vibratör

Hertz, deneylerinde elektromanyetik dalgalar üretmek için artık Hertz vibratörü olarak adlandırılan basit bir cihaz kullandı.

Bu cihaz açık bir salınım devresidir (sağdaki resim). Soldaki şekilde gösterilen olağan salınım devresi (kapalı olarak adlandırılabilir) elektromanyetik dalgalar yaymak için uygun değildir. Gerçek şu ki, alternatif elektrik alanı esas olarak kapasitörün plakaları arasındaki çok küçük bir alanda yoğunlaşmıştır ve manyetik alan bobinin içinde yoğunlaşmıştır. Elektromanyetik dalgaların radyasyonunun yeterince yoğun olabilmesi için, alternatif elektromanyetik alan bölgesinin geniş olması ve metal plakalarla çevrelenmemiş olması gerekir. Radyasyonla benzerlik var ses dalgaları. Rezonatör kutusu olmayan salınımlı bir tel veya akort çatalı neredeyse hiç radyasyon yaymaz, çünkü bu durumda hava titreşimleri akort çatalının teline veya dallarına doğrudan bitişik çok küçük bir alanda uyarılır.

Kondansatör plakaları birbirinden uzaklaştırılırsa alternatif elektrik alanının oluşturulduğu alan artar. Kapasite azalır. Plaka alanının eş zamanlı olarak azaltılması kapasiteyi daha da azaltacaktır. Kapasitansın azaltılması bu salınım devresinin doğal frekansını artıracaktır. Frekansı daha da artırmak için bobini dönüşsüz düz bir tel ile değiştirmeniz gerekir. Düz telin endüktansı bobinin endüktansından çok daha azdır. Plakaları birbirinden ayırmaya devam ederek ve aynı zamanda boyutlarını küçülterek açık bir salınım devresine ulaşacağız. Bu sadece düz bir tel. İÇİNDE Açık devre Yükler uçlarda yoğunlaşmaz, ancak iletken boyunca dağıtılır. Şu anki giriş şu an iletkenin tüm bölümlerinde zaman aynı yöne yönlendirilir ancak iletkenin farklı bölümlerinde akım şiddeti aynı değildir. Uçlarda sıfırdır ve ortada maksimuma ulaşır.

Böyle bir devrede salınımları harekete geçirmek için teli ortasından kesmeniz gerekir, böylece kıvılcım aralığı adı verilen küçük bir hava boşluğu kalır. Bu boşluk sayesinde her iki iletken de yüksek potansiyel farkına kadar şarj edilebilir.

Toplara yeterince büyük zıt yükler verildiğinde, Elektrik boşalması ve elektrik devresi serbest elektriksel titreşimler meydana gelir. Topların her yeniden şarj edilmesinden sonra aralarında bir kıvılcım tekrar atlıyor ve işlem birçok kez tekrarlanıyor. Hertz, bu devreden belli bir mesafeye, uçlarında iki bilye bulunan bir tel bobini (bir rezonatör) yerleştirdikten sonra, vibratörün topları arasında bir kıvılcım sıçradığında, rezonatörün topları arasında da küçük bir kıvılcımın ortaya çıktığını keşfetti. Sonuç olarak, bir elektrik devresindeki elektriksel salınımlar sırasında, etrafındaki boşlukta girdap şeklinde değişen bir elektromanyetik alan ortaya çıkar. Bu alan ikincil devrede (rezonatör) bir elektrik akımı yaratır.

Küçük kapasitans ve endüktans nedeniyle salınım frekansı çok yüksektir. Salınımlar elbette iki nedenden dolayı sönümlenecektir: birincisi, özellikle kıvılcım aralığında yüksek olan vibratördeki aktif direncin varlığı nedeniyle; ikincisi, vibratörün elektromanyetik dalgalar yayması ve enerji kaybetmesi nedeniyle. Salınımlar durduktan sonra kaynak, kıvılcım aralığı bozuluncaya ve her şey yeniden tekrarlanana kadar her iki iletkeni de yeniden şarj eder. Aşağıdaki şekilde seri devreye bağlı bir Hertz vibratörü gösterilmektedir. galvanik pil ve bir Ruhmkorff bobini.

Bilim adamı tarafından bir araya getirilen ilk vibratörlerden birinde uçların ortasında bir kıvılcım aralığı bulunuyordu bakır kablo 2,6 m uzunluğunda ve 5 mm çapında, 0,3 m çapında hareketli teneke toplar rezonans yapan toplar olarak monte edildi. Daha sonra Hertz, frekansı artırmak için bu topları çıkardı.

4. Ruhmkorff bobini

Heinrich Hertz'in deneylerinde kullandığı ve adını Alman fizikçi Heinrich Ruhmkorff'tan alan Ruhmkorff bobini, üzerine kalın telden bir birincil sargının sarıldığı, içinde merkezi bir demir çubuk bulunan silindirik bir parçadan oluşur. Birincil sargının üzerine çok ince telden yapılmış ikincil sargının birkaç bin dönüşü sarılır. Birincil sargı aküye bağlanır kimyasal elementler ve bir kapasitör. Aynı devreye bir kesici (sesli uyarı) ve bir anahtar takılıdır. Kesicinin amacı devreyi hızlı bir şekilde dönüşümlü olarak kapatıp açmaktır. Bunun sonucu, birincil devredeki her kısa devre ve açılmada, ikincil sargıda güçlü anlık akımların ortaya çıkmasıdır: kesildiğinde - ileri (birincil sargının akımıyla aynı yönde) ve kapatıldığında - geri. Birincil sargı kapatıldığında içinden artan bir akım akar. Ruhmkorff bobini, enerjiyi çekirdekte manyetik alan şeklinde depolar. Manyetik alan enerjisi:

C - manyetik akı,

L - bir bobinin endüktansı veya akımla dönüş.

Manyetik alan belirli bir değere ulaştığında armatür çekilir ve devre açılır. Devre açıldığında her iki sargıda da sargıların dönüş sayısıyla doğru orantılı, primer sargıda bile değeri büyük, sekonder sargıda daha da büyük bir gerilim dalgalanması (geri EMF) meydana gelir, yüksek gerilim oluşur. sekonder sargının terminalleri arasındaki hava boşluğunu keser (hava arıza voltajı yaklaşık olarak 3 kV x 1 mm'ye eşittir). Birincil sargıdaki arka EMF, kimyasal hücre pilinin düşük direnci sayesinde C kapasitörünü şarj eder.

5. Titreşimle denemelerROM

Heinrich Hertz deneyimi

Hertz, yüksek voltaj kaynağı kullanan bir vibratörde hızla değişen bir dizi akım darbesini uyararak elektromanyetik dalgalar aldı. Bir vibratördeki elektrik yüklerinin salınımları bir elektromanyetik dalga oluşturur. Yalnızca vibratördeki salınımlar yüklü tek bir parçacık tarafından değil, çok büyük sayı Elektronlar uyum içinde hareket ediyor.

Bir elektromanyetik dalgada E vektörleri? ve B? birbirlerine diktir ve E vektörü? vibratörden geçen düzlemde ve B vektöründe mi yatıyor? bu düzleme dik.

Şekil zaman içinde sabit bir noktada vibratörün etrafındaki elektrik ve manyetik alan kuvveti çizgilerini göstermektedir: yatay düzlem Manyetik alan indüksiyon çizgileri bulunur ve elektrik alan kuvveti çizgileri dikey çizgide bulunur. Dalgalar, vibratör eksenine dik yönde maksimum yoğunlukta yayılır. Eksen boyunca radyasyon oluşmaz.

Hertz bunu hemen keşfedemedi. Deneyleri için odasını kararttı. Ve bir rezonatörle, hatta bazen bir büyüteçle dolaşarak, jeneratöre göre odanın neresinde bir kıvılcımın görüneceğini gözlemledi.

Bilim adamı, vibratörüyle deneyler yaparken, rezonatördeki kıvılcımın, salınım kaynağına olan mesafenin artmasıyla zayıflamasının görünüşte tamamen doğal modelinin, rezonatör duvarların yakınında veya bir demir sobanın yanında olduğunda bozulduğunu fark etti.

Uzun uzun düşündükten sonra Hertz, sorunun dalgaların yansıması olduğunu ve duvarların yakınındaki rezonatördeki kıvılcımın garip davranışının girişimden başka bir şey olmadığını fark etti. Bunu doğrulamak için duvara topraklanmış bir metal levha yapıştırdı ve karşısına bir vibratör yerleştirdi. Elindeki rezonatörle duvara dik yönde yavaşça hareket etmeye başladı. Periyodik olarak, düzenli aralıklarla rezonatörün kıvılcım olmayan ölü bölgelere düştüğü ortaya çıktı. Bunlar, vibratörün doğrudan dalgasının karşıt fazın yansıyan dalgasıyla karşılaştığı ve söndürüldüğü, bu da girişim süreçlerinin varlığını tamamen doğrulayan bölgelerdi.

Bu herkeste gerçek bir mutluluk yarattı bilim dünyası. Daha sonra radyasyonun doğrusal yayılımını kolayca gösterdi. Vibratörden rezonatöre giden yol metal bir ekranla kapatıldığında rezonatördeki kıvılcımlar tamamen ortadan kalktı. Aynı zamanda yalıtkanların (dielektriklerin) elektromanyetik dalgalara karşı şeffaf olduğu ortaya çıktı. Işık yansıması yasalarıyla tam bir benzetme de aynı derecede kolay bir şekilde gösterildi - bunun için, topraklanmış metal levhanın bir tarafına ayna görevi gören bir vibratör ve bir rezonatör yerleştirildi ve geliş açılarının eşitliği sağlandı. ve yansıma kontrol edildi.

En açıklayıcı deney, elektromanyetik radyasyonun kırılma olasılığının gösterilmesiydi. Bunun için bir tonun üzerinde asfalttan yapılmış bir prizma kullanıldı. Prizmanın şekli vardı ikizkenar üçgen 1,2 metre kenar ve 300 tepe açısına sahip. Hertz, "elektrik ışınını" bir asfalt prizmasına yönlendirerek sapmasını 320 olarak kaydetti; bu, kabul edilebilir bir kırılma indeksi olan 1,69'a karşılık geliyordu.

Deneylerinde Hertz, yalnızca elektromanyetik dalgaların varlığını deneysel olarak kanıtlamakla kalmadı, aynı zamanda herhangi bir dalganın tipik olaylarını da inceledi: metal yüzeylerden yansıma, büyük bir dielektrik prizmada kırılma, ilerleyen bir dalganın metalden yansıyan bir dalga ile girişimi. ayna vb. Elektromanyetik dalgaların hızını deneysel olarak ölçmek de mümkündü. eşit hız boşlukta ışık. Bu sonuçlar doğruluğun en güçlü kanıtlarından birini sağlar elektromanyetik teori Maxwell'e göre ışık elektromanyetik bir dalgadır.

Sonsöz

Hertz'den sadece yedi yıl sonra elektromanyetik dalgalar kablosuz iletişimde uygulama alanı buldu. Radyonun Rus mucidi Alexander Stepanovich Popov'un 1896'daki ilk radyogramında iki kelime aktarması anlamlıdır: "Heinrich Hertz".

Ledebiyat

1. Kütüphane "Kuantum", No. 1, 1988

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

3. Kaliteevsky N.I., “Dalga optiği”, M.: Vyssh. okul, 1978, 383'ler

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

5. https://ru.wikipedia.org

6. http://ido.tsu.ru

7. http://alexandr4784.narod.ru

Allbest.ru'da yayınlandı

Benzer belgeler

kısa özgeçmiş G. Hertz. Deneysel doğrulama Maxwell'in teorisi, Alman fizikçinin elektromanyetik dalgaların bir vibratörü (yayıcı) ve bir rezonatörünün (alıcı) yaratılmasının bir sonucu olarak ortaya çıktı. Vibratörün tasarımı, elektrik kıvılcımı üretme mekanizması.

sunum, 15.01.2013 eklendi


Dalga kavramı ve salınımdan farkı. Elektromanyetik dalgaların J. Maxwell tarafından keşfedilmesinin önemi, G. Hertz'in deneylerini ve P. Lebedev'in deneylerini doğrulamaktadır. Elektromanyetik alanın yayılma süreci ve hızı. Elektromanyetik dalgaların özellikleri ve ölçeği.

özet, 07/10/2011 eklendi


G. Hertz ve D. Frank'in biyografileri. Ortak çalışmaları: Elektronların düşük yoğunluklu soy gaz atomlarıyla etkileşimini incelemek. Atomlarla çarpışan elektronların enerjilerinin analizi. Vakum ve gaz dolu lambanın özellikleri.

özet, 27.12.2008 eklendi


Maxwell'in diferansiyel denklem sistemi ve integral formlar. R. Hertz'in araştırması. Elektromanyetik dalgaların yayılma hızı. Fotoelektrik etkinin keşfi. Işık basıncının hesaplanması. EMF'nin enerjisi, dürtüsü ve kütlesi. Umov-Poynting vektörü.

sunum, eklendi: 03/14/2016


Manşon içindeki bir silindir için Hertz problemini çözerken parametreler arasındaki ilişkinin sayısal değerlendirmesi. Uçlarında doğrusal olarak değişen yük bulunan dikdörtgen bir plakanın stabilitesi. Düzenli çokgenlerin frekanslarının ve doğal titreşim modlarının belirlenmesi.

tez, 12/12/2013 eklendi


Açılış x-ışını radyasyonu Winhelm Conrad Röntgen. Würzburg Fizik-Tıp Derneği dergisinde “Yeni bir ışın türü üzerine” makalesinin yayınlanması. Hittorf, Crookes, Hertz ve Lenard'ın deneyleri. Ödül Nobel Ödülü fizikte.

sunum, 02/10/2011 eklendi


Elektromanyetik dalga kavramı, özü ve özellikleri, keşif ve araştırma tarihi, insan yaşamındaki önemi. Elektromanyetik dalga çeşitleri, ayırt edici özellikleri. Elektromanyetik dalgaların günlük yaşamdaki uygulama alanları, insan vücudu üzerindeki etkileri.

özet, 25.02.2009 eklendi


Bir elementer vibratörün yakın bölgedeki manyetik alan kuvvetinin belirlenmesi. Yürüyen dalga denklemleri. Uzak bölgedeki uzunlukları ve yayılma hızları. Poynting vektör yönleri. Elektromanyetik dalga radyasyonunun gücü ve direnci.

sunum, 08/13/2013 eklendi


Temel yöntemler, radyasyonun polarizasyon durumunu belirleme ve tanımlama yöntemleri. Sınır koşulları doğal olarak jirotropik ortamlar için. Gelen, yansıyan ve kırılan dalgaların genlikleri arasındaki ilişki için formüller. Elektromanyetik dalganın gelişiyle ilgili problemlerin çözümü.

kurs çalışması, eklendi 04/13/2014


Alternatif elektrik ve alternatif manyetik alanlar arasındaki ilişki. Elektromanyetik alanların ve dalgaların özellikleri. İlgili radyasyon aralıklarının özgüllüğü ve bunların günlük yaşamda kullanımı. Elektromanyetik dalgaların insan vücudu üzerindeki etkisi ve onlardan korunma.

Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894), daha sonra senatör olan bir avukatın oğlu olarak Hamburg'da doğdu. Hertz iyi çalıştı, tüm konuları sevdi, şiir yazdı ve çalışma konusunda tutkuluydu. torna. Ne yazık ki Hertz, hayatı boyunca sağlık durumunun kötü olmasından dolayı engellendi.

1875'te liseden mezun olduktan sonra Hertz, Dresden Üniversitesi'ne ve bir yıl sonra Münih Üniversitesi'ne girdi. teknik okul ancak öğreniminin ikinci yılından sonra meslek seçerken hata yaptığını fark eder. Onun mesleği mühendislik değil, bilimdir. Akıl hocalarının fizikçiler Helmholtz (1821-1894) ve Kirchhoff (1824-1887) olduğu Berlin Üniversitesi'ne girer. 1880'de Hertz üniversiteden erken mezun oldu ve doktora unvanını aldı. 1885'ten beri profesördür deneysel fizik Politeknik Enstitüsüünlü deneylerinin yapıldığı Karlsruhe'de.

• 1932'de SSCB'de ve 1933'te Uluslararası Elektroteknik Komisyonu'nun bir toplantısında, periyodik sürecin frekans birimi “hertz” kabul edildi ve bu daha sonra uluslararası sistem SI birimleri. 1 hertz, bir saniyede bir tam salınıma eşittir.
• Hertz'in çağdaşı fizikçi J. Thomson'a (1856-1940) göre, Hertz'in çalışması deneysel becerinin, yaratıcılığın inanılmaz bir zaferini ve aynı zamanda sonuçlara varmadaki dikkatin bir örneğini temsil ediyor.
• Bir defasında Hertz'in annesi, Hertz'e dönmeyi öğreten ustaya Heinrich'in profesör olduğunu söylediğinde çok üzülmüş ve şöyle demişti:

Oh ne yazık. Harika bir döndürücü olurdu.

Hertz'in deneyleri

Maxwell, elektromanyetik dalgaların yansıma, kırılma, kırınım vb. özelliklere sahip olduğunu savundu. Ancak herhangi bir teori ancak pratikte onaylandıktan sonra kanıtlanmış olur. Ancak o zamanlar ne Maxwell ne de başkası elektromanyetik dalgaların deneysel olarak nasıl elde edileceğini bilmiyordu. Bu ancak 1888'den sonra G. Hertz'in elektromanyetik dalgaları deneysel olarak keşfetmesi ve çalışmasının sonuçlarını yayınlamasıyla gerçekleşti.

Hertz vibratörü. Salınım devresini açın.

Hertz vibratör fikri. Salınım devresini açın.

Maxwell'in teorisinden biliniyor

Yalnızca hızlandırılmış hareketli yük elektromanyetik dalga yayabilir.

Bir elektromanyetik dalganın enerjisi, frekansının dördüncü kuvvetiyle orantılıdır.

Yüklerin salınımlı bir devrede hızlandırılmış bir hızla hareket ettiği açıktır, bu nedenle en kolay yol onları elektromanyetik dalgalar yaymak için kullanmaktır. Ancak yüklerin salınım sıklığının mümkün olduğu kadar yüksek olmasını sağlamak gerekir. Thomson'un bir devredeki salınımların döngüsel frekansı formülünden, frekansı arttırmak için devrenin kapasitansını ve endüktansını azaltmak gerektiği sonucu çıkar.

Vibratörde meydana gelen olayların özü kısaca aşağıdaki gibidir. Ruhmkorff indüktörü, sekonder sargısının uçlarında, küreleri zıt işaretli yüklerle yükleyen onlarca kilovolt mertebesinde çok yüksek bir voltaj yaratır. Belirli bir anda, vibratörün kıvılcım aralığında bir elektrik kıvılcımı belirir ve hava boşluğunun direncini o kadar küçük hale getirir ki, vibratörde kıvılcım var olduğu sürece yüksek frekanslı sönümlü salınımlar ortaya çıkar. Vibratör açık bir salınım devresi olduğundan elektromanyetik dalgalar yayar.

Alıcı halkaya Hertz tarafından "rezonatör" adı verildi. Deneyler, rezonatörün geometrisini (boyut, göreceli konum ve vibratöre göre mesafe) değiştirerek, elektromanyetik dalgaların kaynağı ile alıcı arasında “uyum” veya “sintoni” (rezonans) elde etmenin mümkün olduğunu göstermiştir. Rezonansın varlığı, vibratörde ortaya çıkan bir kıvılcıma tepki olarak rezonatörün kıvılcım aralığında kıvılcımların oluşmasıyla ifade edildi. Hertz'in deneylerinde gönderilen kıvılcım 3-7 mm uzunluğundaydı ve rezonatördeki kıvılcım milimetrenin onda birkaçı kadardı. Böyle bir kıvılcımı ancak karanlıkta ve ancak o zaman büyüteç kullanarak görmek mümkündü.

Profesör 1877'de ailesine yazdığı bir mektupta "Hem zaman hem de karakter olarak bir fabrika işçisi gibi çalışıyorum, her kolumu kaldırışımda bin kez tekrarlıyorum" diye yazmıştı. İç mekanda çalışılabilecek kadar uzun olan dalgalarla (ışık dalgalarıyla karşılaştırıldığında) deneylerin ne kadar zor olduğu şuradan görülebilir: aşağıdaki örnekler. Elektromanyetik dalgaları odaklayabilmek için 2x1,5 m ölçülerinde galvanizli demir sacdan parabolik bir ayna kavisli hale getirildi. Vibratör aynanın odağına yerleştirildiğinde paralel bir ışın akışı oluşturuldu. Bu ışınların kırılmasını kanıtlamak için asfalttan, yan yüzü 1,2 m, yüksekliği 1,5 m ve kütlesi 1200 kg olan ikizkenar üçgen şeklinde bir prizma yapıldı.

Hertz deneylerinin sonuçları

Deneyci, tabiri caizse en basit araçları kullanarak, yoğun emek gerektiren ve son derece akıllıca hazırlanmış çok sayıda deneyden sonra amacına ulaştı. Dalga boylarını ölçmek ve yayılma hızlarını hesaplamak mümkündü. kanıtlandı

yansımanın varlığı,

refraksiyon,

kırınım,

Dalgaların girişimi ve polarizasyonu.

ölçülen elektromanyetik dalga hızı

13 Aralık 1888'de Berlin Üniversitesi'nde yaptığı rapor ve 1877-78 yıllarındaki yayınlarından sonra. Hertz en popüler bilim adamlarından biri haline geldi ve elektromanyetik dalgalar genellikle "Hertz ışınları" olarak anılmaya başlandı.

: Almanya - Git. Kaynak: cilt VIIIa (1893): Almanya - Go, s. 559-563 ( · indeks) Diğer kaynaklar: MESBE :

Hertz deneyleri.- Elektrik teorisi ve manyetik olaylar Bu yüzyılın ilk yarısının en iyi matematikçilerinin çalışmalarıyla oluşturulan ve yakın zamana kadar neredeyse tüm bilim adamları tarafından kabul edilen teori, temel olarak uzaktan etki etme özelliğine sahip, ağırlıksız özel elektrik ve manyetik akışkanların varlığını varsayıyordu. Newton doktrininin ilkesi evrensel yerçekimi- “actio in distans” – elektrik ve manyetizma öğretiminde yol gösterici olmaya devam etti. Ama zaten 30'larda dahi Faraday sorusunu dikkate almadan ayrılarak öz elektrik ve manyetizma ile ilgili harici eylemler tamamen farklı düşünceler dile getirdiler. Elektrikli cisimlerin çekilmesi ve itilmesi, etki yoluyla elektriklenme, mıknatısların ve akımların etkileşimi ve son olarak Faraday indüksiyonu olgusu, elektrik ve manyetik sıvılarda bulunan özelliklerin doğrudan belli bir mesafedeki tezahürlerini temsil etmez, yalnızca bunların bulunduğu ortamın durumunda birbirini doğrudan etkileyen özel değişiklikler elektrik ücretleri, mıknatıslar veya akımlı iletkenler. Tüm bu tür eylemler boşlukta, hava veya başka maddelerle dolu uzayda eşit olarak gözlemlendiğinden, elektriklenme ve mıknatıslanma süreçlerinin ürettiği değişikliklerde yayında, Faraday bu olayların nedenini gördü. Böylece nasıl ki esirin özel titreşimlerinin ortaya çıkması ve bu titreşimlerin parçacıktan parçacığa iletilmesiyle bir ışık kaynağı kendisinden uzaktaki her cismi aydınlatır ve bu durumda Ancak aynı eter ortamındaki özel bozulmalar ve bu bozulmaların katmandan katmana iletilmesi yoluyla tüm elektriksel, manyetik ve elektromanyetik eylemler. Benzer bir fikir, Faraday'ın tüm araştırmalarında yol gösterici ilkeydi; o en önemlisi ve onu tüm arkadaşlarına getirdim ünlü keşifler. Ancak Faraday'ın öğretilerinin bilimde güçlenmesi kısa sürede ve kolay olmadı. Onun keşfettiği fenomenlerin en kapsamlı ve ayrıntılı incelemeden geçmeyi başardığı onlarca yıl boyunca, Faraday'ın temel fikirleri ya göz ardı edildi ya da doğrudan ikna edici olmadığı ve kanıtlanmadığı düşünüldü. Faraday'ın teorisini yorumlayıp geliştiren ve ona tam anlamıyla matematiksel bir karakter kazandıran, Faraday'ın çok erken ölen yetenekli takipçisi Clerk Maxwell ancak altmışlı yılların ikinci yarısında ortaya çıktı. Maxwell varoluşun gerekliliğini kanıtladı son hız eylemlerin aktarımının ara ortam aracılığıyla gerçekleştiği elektrik akımı veya mıknatıs. Maxwell'e göre bu hız, ışığın söz konusu ortamda yayılma hızına eşit olmalıdır. Elektrik iletiminin gerçekleştiği ortam ve manyetik eylemler, ışık ve radyant ısı teorisinde izin verilen aynı eterden başkası olamaz. Uzayda elektriksel ve manyetik eylemlerin yayılma süreci, ışık ışınlarının yayılma süreciyle niteliksel olarak aynı olmalıdır. Işık ışınlarına ilişkin tüm yasalar tam olarak geçerlidir. elektrik ışınları. Maxwell'e göre ışık olgusunun kendisi elektriksel bir olgudur. Bir ışık ışını, ortamın eterinde art arda uyarılan bir dizi elektriksel bozulma, çok küçük elektrik akımlarıdır. Bir cismin elektrifikasyonunun, demirin mıknatıslanmasının veya bazı bobinlerde akım oluşumunun etkisi altında ortamdaki değişimin nelerden oluştuğu hala bilinmemektedir. Maxwell'in teorisi, varsaydığı deformasyonların doğasını açıkça hayal etmeyi henüz mümkün kılmıyor. Kesin olan şu ki herhangi bir değişiklik Bedenlerin elektrifikasyonunun etkisi altında içinde üretilen ortamın deformasyonuna, bu ortamda manyetik olayların ortaya çıkması eşlik eder ve bunun tersi de, herhangi bir değişiklik Bazı manyetik süreçlerin etkisi altında ortaya çıkan deformasyonların olduğu bir ortamda, buna elektriksel eylemlerin uyarılması eşlik eder. Ortamın herhangi bir noktasında bir cismin elektriklenmesiyle deforme olursa, şuna göre bir elektrik kuvveti gözlenir: bilinen yön, yani bu yönde yerleştirilen bu yerçok küçük bir elektrikli top, daha sonra ortamın deformasyonundaki herhangi bir artış veya azalmayla birlikte, belirli bir noktadaki elektrik kuvvetinin artması veya azalmasıyla birlikte, içinde elektrik kuvvetine dik yönde bir manyetik kuvvet görünecektir - yerleştirilen Burada manyetik kutup elektrik kuvvetine dik yönde bir itme alacaktır. Maxwell'in elektrik teorisinden çıkan sonuç budur. Faraday-Maxwell doktrinine olan büyük ilgiye rağmen birçok kişi tarafından şüpheyle karşılandı. Bu teoriden çok cesur genellemeler çıktı! G.'nin (Heinrich Hertz) 1888'de gerçekleştirdiği deneyleri sonunda Maxwell'in teorisinin doğruluğunu doğruladı. G. tabiri caizse uygulamayı başardı matematiksel formüller Maxwell'e göre, elektrik ya da daha doğrusu elektromanyetik ışınların var olma olasılığını kanıtlamak aslında mümkündü. Daha önce belirtildiği gibi, Maxwell'in teorisine göre, bir ışık ışınının yayılması esas olarak eterde art arda oluşan ve yönlerini hızla değiştiren elektriksel bozuklukların yayılmasıdır. Maxwell'e göre deformasyonlar gibi bu tür bozuklukların tetiklendiği yön, düzleme diktir. ışık hüzmesi. Buradan, yönü çok hızlı değişen herhangi bir elektrik akımı gövdesindeki doğrudan uyarımın, yani alternatif yöndeki ve çok kısa süreli bir elektrik akımı iletkenindeki uyarımın, bu iletkeni çevreleyen eterde hızla karşılık gelen elektriksel bozulmalara neden olması gerektiği açıktır. yani, bir ışık ışınının temsil ettiği şeye niteliksel olarak oldukça benzer bir olguya neden olmalıdır. Ancak, elektrikli bir gövde veya Leyden kavanozu boşaltıldığında, iletkende, dönüşümlü olarak bir yönde veya diğer yönde boşaltmanın meydana geldiği bir dizi elektrik akımının oluştuğu uzun zamandır bilinmektedir. Deşarj yapan bir cisim elektriğini hemen kaybetmez, aksine deşarj sırasında işarete göre elektriklerden biriyle veya diğeriyle birkaç kez şarj edilir. Vücutta ortaya çıkan ardışık yükler, yalnızca azar azar azalır. Bu tür kategoriler denir salınımlı. Böyle bir deşarj sırasında birbirini takip eden iki elektrik akışının bir iletkende bulunma süresi, yani süre elektriksel titreşimler, veya aksi takdirde, boşaltan bir cismin üzerinde art arda görünen en büyük yükleri aldığı iki an arasındaki zaman aralığı, boşaltan cismin ve böyle bir deşarjın meydana geldiği iletkenin şekli ve boyutundan hesaplanabilir. Teoriye göre elektriksel salınımların bu süresi (T) formülle ifade edilir:

Burada İLE anlamına gelir elektrik kapasitesi boşaltma gövdesi ve L - kendi kendine indüksiyon katsayısı deşarjın gerçekleştiği iletken (bkz.). Her iki miktar da aynı mutlak birim sistemine göre ifade edilir. İki plakasını birbirine bağlayan bir tel aracılığıyla boşaltılan sıradan bir Leyden kavanozu kullanıldığında, elektriksel salınımların süresi, yani. T, saniyenin 100 hatta 10 binde biri kadar bir sürede belirlenir. G., ilk deneylerinde, iki metal topu (30 cm çapında) farklı şekilde elektriklendirdi ve bunların, iki top arasında bir elektrik kıvılcımının oluştuğu, ortasından kesilmiş kısa ve oldukça kalın bir bakır çubuktan boşalmasına izin verdi. Çubuğun iki yarısının uçları birbirine bakacak şekilde monte edilir. İncir. Şekil 1, G.'nin deneylerinin bir diyagramını göstermektedir (çubuk çapı 0,5 cm, top çapı B Ve B' 3 cm, bu topların arasındaki boşluk yaklaşık 0,75 cm ve topların merkezleri arasındaki mesafe yaklaşık 0,75 cm'dir. S V S' 1 m'ye eşittir). Daha sonra G., toplar yerine tek bir düzleme yerleştirdiği kare metal levhalar (her iki tarafta 40 cm) kullandı. Bu tür topların veya tabakaların şarj edilmesi, çalışan bir Ruhmkorff bobini kullanılarak gerçekleştirildi. Toplar veya levhalar, bobinden saniyede birçok kez yükleniyor ve ardından aralarında bulunan bir bakır çubuk aracılığıyla boşaltılarak iki top arasındaki boşlukta bir elektrik kıvılcımı yaratılıyor. B Ve B'. Bakır çubukta uyarılan elektriksel salınımların süresi saniyenin 100 binde biri kadar küçüktü. G., yarım bakır çubuğun bağlı olduğu levhalar yerine, aralarında bir kıvılcımın sıçradığı küresel uçlu kısa kalın silindirler kullanan sonraki deneylerinde, süresi yalnızca bin milyonda bir olan elektriksel titreşimler aldı. bir saniye. Böyle bir çift top, tabaka veya silindir, vibratör, G.'nin dediği gibi, Maxwell teorisi açısından, uzayda elektromanyetik ışınları yayan, yani kendi etrafında ışık dalgalarını harekete geçiren herhangi bir ışık kaynağı gibi, eterdeki elektromanyetik dalgaları harekete geçiren bir merkezdir. Ancak bu tür elektromanyetik ışınlar veya elektromanyetik dalgaların insan gözüne etki etmesi mümkün değildir. Sadece her elektrikli trenin süresinin olması durumunda. salınım saniyenin 392 milyarda birine ulaşacak, gözlemcinin gözü bu salınımlardan etkilenecek ve gözlemci elektromanyetik bir ışın görecektir. Ancak elektriksel salınımların bu kadar hızlı olmasını sağlamak için gereklidir. vibratör, uygun boyutta fiziksel parçacıklar. Elektromanyetik ışınları tespit etmek için özel araçlara ihtiyaç vardır. uygun ifade W. Thomson (şimdi Lord Kelvin), özel bir "elektrik göz". Böyle bir "elektrik göz" G tarafından en basit şekilde düzenlenmiştir. Titreşimden biraz uzakta başka bir iletken olduğunu hayal edelim. Vibratör tarafından uyarılan eterdeki rahatsızlıklar bu iletkenin durumunu etkilemelidir. Bu iletken tabi olacaktır sıralı seri eterde bu tür rahatsızlıklara neden olana benzer bir şeyi heyecanlandırmaya çalışan dürtüler, yani vibratörün kendisindeki elektriksel salınımların hızına göre yönü değişen elektrik akımları oluşturmaya çalışıyor. Ancak art arda değişen dürtüler, yalnızca gerçekte neden oldukları şeyle tamamen ritmik olduklarında birbirlerine katkıda bulunabilirler. elektriksel hareketler böyle bir iletkende. Sonuçta, yalnızca ahenk içinde akort edilmiş bir tel, başka bir tel tarafından yayılan ses tarafından fark edilir derecede titreşebilir ve böylece bağımsız görünebilir. ses kaynağı. Yani iletkenin, tabiri caizse, vibratörle elektriksel olarak rezonansa girmesi gerekir. Nasıl ki belirli bir uzunluk ve gerilime sahip bir ip, vurulduğunda belirli bir hızda salınma yeteneğine sahipse, her bir iletken de aynı şekilde elektriksel dürtü Sadece çok spesifik periyotlardaki elektriksel salınımlar oluşturulabilmektedir. Uygun boyutlarda bakır telin daire veya dikdörtgen şeklinde bükülmesi, telin uçları arasında sadece küçük bir boşluk bırakılması ve üzerlerinde küçük topların çalınması (Şekil 2), bunlardan biri vida vasıtasıyla, G., söylediği gibi, diğerine yaklaşabileceğini ya da uzaklaşabileceğini anladı rezonatör vibratörüne (deneylerinin çoğunda, yukarıda bahsedilen toplar veya tabakalar vibratör görevi gördüğünde, G. rezonatör olarak 0,2 cm çapında, 35 cm çapında bir daire şeklinde bükülmüş bakır tel kullandı) ). Kısa kalın silindirlerden oluşan bir vibratör için rezonatör, 0,1 cm kalınlığında ve 7,5 cm çapında benzer bir tel daireydi. G. daha sonraki deneylerinde aynı vibratör için biraz farklı bir şekle sahip bir rezonatör yaptı. İki düz tel, 0,5 cm çapında. ve 50 cm uzunluğunda, uçları arasında 5 cm mesafe olacak şekilde üst üste yerleştirilmiş; bu tellerin birbirine bakan her iki ucundan tellerin yönüne dik olarak 0,1 cm çapında iki paralel tel daha çekilir. ve kıvılcım ölçer toplarına tutturulan 15 cm uzunluğunda. Bir vibratörün etkisi altında eterde meydana gelen rahatsızlıklardan kaynaklanan bireysel dürtüler ne kadar zayıf olursa olsun, yine de birbirlerini eylem halinde teşvik ederek, rezonatörde halihazırda gözle görülür elektrik akımlarını uyarabilirler. rezonatörün topları arasında kıvılcım. Bu kıvılcımlar çok küçüktür (0,001 cm'ye ulaşmışlardır), ancak rezonatördeki elektriksel salınımların uyarılması için bir kriter olmak için oldukça yeterlidirler ve boyutlarına göre hem rezonatörün hem de rezonatörün elektriksel bozulma derecesinin bir göstergesi olarak hizmet ederler. onu çevreleyen eter. Hertz, böyle bir rezonatörde ortaya çıkan kıvılcımları gözlemleyerek farklı mesafelerde ve farklı açılarda incelemelerde bulundu. çeşitli yönler vibratörün etrafındaki boşluk. G.'nin bu deneylerini ve elde ettiği sonuçları bir kenara bırakıp, varlığı doğrulayan araştırmalara geçelim. nihai elektriksel eylemlerin yayılma hızı. Deneylerin gerçekleştirildiği odanın duvarlarından birine iliştirilmiş büyük boyutlarçinko levhalardan yapılmış ekran. Bu ekran yere bağlandı. Eleğe 13 metre mesafede plakalardan oluşan bir vibratör, plakalarının düzlemleri elek düzlemine paralel olacak ve vibratör topları arasındaki ortası ekranın ortasının karşısına gelecek şekilde yerleştirildi. Bir vibratör, çalışması sırasında periyodik olarak çevredeki eterde elektriksel bozulmalar yaratırsa ve bu bozulmalar ortamda anında değil, belirli bir hızda yayılırsa, o zaman ekrana ulaşıp ses ve ışık gibi ekrandan geri yansır. Bu rahatsızlıklar, bir vibratör tarafından ekrana gönderilenlerle birlikte, ekran ile vibratör arasındaki boşlukta, eterde, karşıt yayılan dalgaların girişimi nedeniyle benzer koşullar altında meydana gelen duruma benzer bir durum oluşturur. , yani bu alanda rahatsızlıklar karaktere bürünecek "duran dalgalar"(bkz. Dalgalar). Karşılık gelen yerlerdeki havanın durumu "düğümler" Ve "antinotlar" Açıkçası, bu tür dalgaların önemli ölçüde farklı olması gerekir. G., rezonatörünü, düzlemi ekrana paralel ve merkezi, ekran düzlemine dik vibratör toplarının ortasından çizilen bir çizgi üzerinde olacak şekilde yerleştirirken, şunu gözlemledi: rezonatörün ekrandan farklı mesafelerinde, içindeki kıvılcımların uzunlukları çok farklıdır. Ekranın yakınında, rezonatörde 4,1 ve 8,5 m'ye eşit mesafelerde neredeyse hiç kıvılcım görünmüyor. Aksine, rezonatör ekrandan 1,72 m, 6,3 m ve 10,8 m'ye eşit mesafelere yerleştirildiğinde kıvılcımlar en fazladır. G. deneylerinden, rezonatörün içinde gözlemlenen olayların, yani kıvılcımların konumlarının birbirinden ortalama 4,5 m ayrı olduğu sonucuna vardı. G. rezonatör düzleminin farklı bir konumuyla tamamen aynı şeyi elde etti; bu düzlem ekrana dik olduğunda ve vibratör toplarının ortasından ekrana çizilen normal bir çizgiden geçtiğinde ve simetri ekseni rezonatör (yani toplarının ortasından geçen çapı) bu normale paraleldi. Sadece rezonatör düzleminin bu konumuyla maksimum rezonatörün önceki konumunda kıvılcımlar elde edildi, minimum, ve geri. Yani 4,5 m uzunluğa karşılık gelir "duran elektromanyetik dalgalar" havayla dolu bir alanda ekran ile vibratör arasında ortaya çıkan (rezonatörün iki konumunda gözlemlenen zıt olgular, yani bir konumda maksimum kıvılcımlar ve diğerinde minimum kıvılcımlar), bir konumda rezonatörün elektriksel salınımları içinde uyarılır elektriksel kuvvetler, Lafta eterde meydana gelen elektriksel deformasyonların başka bir pozisyonda meydana gelmesi; manyetik kuvvetler, yani heyecanlanıyorlar manyetik deformasyonlar).

“Duran dalganın” uzunluğuna göre (ben) ve zamanla (T), Periyodik (dalga benzeri) bozuklukların oluşumu teorisine dayanarak, vibratördeki tam bir elektrik salınımına karşılık gelen hızı belirlemek kolaydır (v), bu tür rahatsızlıkların havada iletildiği. Bu hız v = 2 l T . (\displaystyle v=(\frac (2l)(T))). G.'nin deneylerinde: ben= 4,5m, T= 0,000000028″. Buradan v= Saniyede 320.000 (yaklaşık) km, yani ışığın havada yayılma hızına çok yakın. G. iletkenlerdeki, yani tellerdeki elektriksel titreşimlerin yayılımını inceledi. Bu amaçla, aynı tipte yalıtımlı bir bakır plaka, yatay olarak gerilmiş uzun bir telin geldiği bir vibratör plakasına paralel olarak yerleştirildi (Şekil 3). Bu telde, elektriksel titreşimlerin yalıtımlı ucundan yansıması nedeniyle “ duran dalgalar", G.'nin bir rezonatör kullanarak tel boyunca bulduğu "düğümlerin" ve "antinotların" dağılımı. G. bu gözlemlerden, bir teldeki elektriksel titreşimlerin yayılma hızı için saniyede 200.000 km'ye eşit bir değer elde etti. Fakat bu tanım doğru değildir. Maxwell'in teorisine göre bu durumda hızın havadaki hıza eşit olması, yani ışığın havadaki hızına eşit olması gerekir. (saniyede 300.000 km). G.'den sonra diğer gözlemciler tarafından yapılan deneyler Maxwell'in teorisinin konumunu doğruladı.

Bir elektromanyetik dalga kaynağı, bir vibratör ve bu dalgaları tespit etmek için bir araç olan bir rezonatöre sahip olan G., bu tür dalgaların, ışık dalgaları gibi, yansımalara ve kırılmalara maruz kaldığını ve bu dalgalardaki elektriksel bozuklukların yöne dik olduğunu kanıtladı. onların yayılmasının, yani keşfetti kutuplaşma elektrik ışınlarında. Bu amaçla çinkodan yapılmış parabolik silindirik bir aynanın odak çizgisine çok hızlı elektriksel salınımlar üreten bir vibratör (iki kısa silindirden oluşan bir vibratör) yerleştirdi; benzer bir başka aynanın odak çizgisine ise bir rezonatör yerleştirdi. Yukarıda açıklanan, iki düz telden yapılmıştır. G., birinci aynadan elektromanyetik dalgaları düz bir metal ekrana yönlendirerek, başka bir aynanın yardımıyla elektrik dalgalarının yansıma yasalarını belirleyebildi ve bu dalgaları geçmeye zorlayarak büyük prizma Asfalttan hazırlanan kırılmaları belirlendi. Yansıma ve kırılma yasalarının ışık dalgalarıyla aynı olduğu ortaya çıktı. G. aynı aynaları kullanarak elektrik ışınlarının polarize, Bir vibratörün etkisi altında karşılıklı yerleştirilen iki aynanın eksenleri paralel olduğunda rezonatörde kıvılcımlar gözlendi. Aynalardan biri ışınların yönü etrafında 90° döndürüldüğünde, yani aynaların eksenleri birbiriyle dik açı yaptığında, rezonatördeki kıvılcım izleri ortadan kayboluyordu.

Bu şekilde G.'nin deneyleri Maxwell'in konumunun doğruluğunu kanıtladı. G. vibratörü, bir ışık kaynağı gibi, çevredeki alana enerji yayar ve bu enerji, elektromanyetik ışınlar aracılığıyla onu emebilen her şeye iletilir ve bu enerjiyi duyularımızın erişebileceği başka bir forma dönüştürür. Elektromanyetik ışınlar kalitesi ısı veya ışık ışınlarına oldukça benzer. İkincisinden farkı yalnızca karşılık gelen dalgaların uzunluklarında yatmaktadır. Işık dalgalarının uzunluğu milimetrenin on binde biri cinsinden ölçülürken, vibratörler tarafından uyarılan elektromanyetik dalgaların uzunluğu metre cinsinden ifade edilir. G. tarafından keşfedilen fenomen daha sonra birçok fizikçinin araştırma konusu oldu. Genel olarak G.'nin vardığı sonuçlar bu çalışmalarla tamamen doğrulanmaktadır. Artık biliyoruz ki, Maxwell'in teorisine göre elektromanyetik dalgaların yayılma hızı, bu dalgaların yayıldığı ortamdaki değişikliklerle birlikte değişmektedir. Bu hız ters orantılıdır K , (\displaystyle (\sqrt (K))) Nerede k Belirli bir ortamın sözde dielektrik sabiti. Elektromanyetik dalgalar iletkenler boyunca yayıldığında elektriksel titreşimlerin "sönümlendiğini"; elektrik ışınları yansıtıldığında bunların "gerilimlerinin" Fresnel tarafından ışık ışınları vb. için verilen yasalara uyduğunu biliyoruz. G.'nin ele alınan olayla ilgili makaleleri , bir araya toplanmış, şimdi şu başlık altında yayınlanmıştır: H. Hertz, “Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft” (Lpts., 1892).