Опыты Герца. Излучение диполя Герца
Чтобы получить свободные электромагнитные волны, необходимо создать в пространстве достаточно быстро изменяющееся электрическое поле или соответственно быстро изменяющееся магнитное поле. Очевидно, что для этой цели непригодны электрические колебательные контуры с сосредоточенными емкостью и индуктивностью (закрытые контуры), рассмотренные в гл. 18. Г. Р. Герц в 1888 г. использовал прибор с искровым промежутком, в дальнейшем получивший название «вибратор (диполь) Герца», в котором на короткое время возникали колебания заряда; при этом генерировались электромагнитные волны с частотой порядка 109 Гц. Отметим, что многие современные вибраторные антенны сохранили конструктивные особенности вибратора Герца.
В экспериментах с искровым разрядом вибратор Герца состоял из двух одинаковых медных стержней с металлическими шарами (или полосами) на концах и подключался к мощной индукционной катушке. На рис. 20.2 показано, что Герц регистрировал электромагнитные волны на некотором расстоянии от вибратора с помощью резонатора — второго вибратора с гораздо меньшей длиной искрового промежутка (доли миллиметра вместо 7,5 мм в излучающем вибраторе). Искрение вибратора вызывало появление искр в резонаторе или свечение газоразрядной трубки Т, подключенной к искровому промежутку резонатора.
Рис. 20.2. К описанию опытов Герца
Герц установил, что электромагнитные волны распространяются со скоростью света с. Они невидимы, однако обладают всеми свойствами света. Исследованные им волны относят к радиоволнам: с их помощью передаются радио- и телевизионные сигналы.
В уравнениях Максвелла нет никаких ограничений на возможный диапазон длин электромагнитных волн. В настоящее время открыты электромагнитные волны всех без исключения диапазонов, и практически все они находят применение в науке и технике. Радиоволны и микроволны генерируются с помощью электронных устройств; волны с более высокими частотами при помощи электроники получить крайне трудно.
Таким образом, электромагнитные волны условно делятся на несколько видов (X указаны в вакууме): радиоволны (1(Ь3 м < X < 105 м), световые волны (инфракрасные волны (760 нм < X, < 1 мм), видимый свет (400 нм < X < 760 нм), ультрафиолетовое излучение (1 нм < X < < 400 нм)), рентгеновское излучение (1СН нм < X < 1 нм) и у-излучение {X < К)-3 нм). Например, единственная разница между радиоволнами и светом состоит в том, что длина радиоволн может достигать нескольких тысяч километров. Соответствующие частоты можно найти из формулы (20.6). Например, частоты видимого света лежат в интервале от 4,0 • 1014 до 7,5 • 1014 Гц. Рассмотренные электромагнитные излучения испускаются в ряде естественных процессов, таких как излучение атомов, молекул, атомных ядер.
Фотовидиообраз(ы) взят(ы) из инфополя. Компиляция. Экспликация.