Hertz kísérlete az elektromágneses hullámok detektálására. A Franc és Hertz élmény

Hertz töltésrezgéseket hozott létre egy elektromos vibrációs áramkörben, és megfigyelte, hogyan ugrálnak a szikrák a közeli rezonátoráramkörben, és hogyan keletkeznek elektromágneses rezgések.

A Hertz elképesztő kísérleteit ezután sikeresen megismételték a világ számos országában és laboratóriumában. Mint tudjuk, Alekszandr Sztepanovics Popov figyelemre méltó kutatása Hertz kísérleteinek elmélkedésével kezdődött, amelyek aztán a rádiókommunikáció feltalálásához vezettek.

Hertz elnevezte az általa rögzített rezgéseket sugarak elektromos erő .

Heinrich Hertz portréja

Felfedezte, hogy az elektromos sugarak interferálnak és megtörnek az aszfaltból készült prizmában, ahogy a fénysugarak is megtörtek egy üveg- vagy kvarcprizmában vagy lencsében. Ezek a sugarak csak rezgési frekvenciájukban vagy hullámhosszukban különböznek egymástól: a Hertz-sugarak hullámhossza 60 centimétertől több méterig terjedt, míg a fénysugarak hullámhossza 0,4 és 0,75 mikron között mozgott.

Heinrich Hertz ezt írta: „...nagyon valószínűnek tűnik, hogy a leírt kísérletek bizonyítják a fény, a hősugarak és az elektromágneses hullámmozgás azonosságát.”

Hertz kísérletei arra kényszerítették a tudósokat, hogy egyre inkább felidézzék Maxwell merész elméletét, amely egyesített minden fényt és elektromos jelenségek egyetlen egésszé.

A számítások kimutatták, hogy a Hertz-féle elektromágneses hullámok sebessége megegyezik a fény sebességével!

Egyre több tudományos tény halmozódott fel Maxwell elmélete mellett.

Megerősítették a Maxwell által levezetett összefüggést, amely szerint bármely anyag törésmutatója egyenlő a gyökérrel dielektromos és mágneses permeabilitásának szorzatának négyzete. Így az elektromos és optikai tulajdonságok egyértelmű és nyilvánvaló kapcsolat jött létre...

Egy fénykép arról a kis berendezésről, amely lehetővé tette számára, hogy felfedezze, hogy egy rádióáramkör egyik rezgő áramköre képes felvenni egy másik áramkör által küldött elektromágneses hullámokat.

Egyszerű magyarázatot találtak Bartolin és Malus felfedezésére: a különböző orientációjú keresztirányú elektromágneses hullámokat tartalmazó fénysugárban, amikor a dielektrikumról visszaverődnek, vagy anizotróp kristályokon haladnak át, olyan hullámok maradnak, amelyek rezgései egy szigorúan meghatározott síkban vannak - polarizált hullámok.

1879-ben John Kerr angol fizikus felfedezte, hogy bármilyen homogén anyagban, például folyadékban vagy gázban megfigyelhető a kettős fénytörés jelensége erős elektromos ill. mágneses mező.

Újabb megerősítés szoros kapcsolat optikai és elektromos tulajdonságok anyagok és egyben bizonyíték arra, hogy a gáz vagy a folyadék az bizonyos feltételek olyanokká váljanak, mint az anizotróp kristályok!

Milyen közel áll ez a 20. század tudományos csodáihoz az egyes anyagok más anyagokká történő átalakulásában...

Elmélet az elektromos és mágneses jelenségek, amelyet a munkásság hozta létre legjobb matematikusok század első felében, és egészen a közelmúltig szinte minden tudós elfogadta, alapvetően feltételezte a különleges súlytalan elektromos és mágneses folyadékok létezését, amelyek távolról hatnak. Newton doktrínájának elve egyetemes gravitáció- „actio in distans” – irányadó maradt az elektromosság és a mágnesesség tanításában. De már a 30-as években a zseniális Faraday, figyelmen kívül hagyva a kérdést lényeg elektromosság és mágnesesség tekintetében külső cselekvések egészen más gondolatokat fogalmaztak meg. A villamosított testek vonzása és taszítása, a hatás általi villamosítás, a mágnesek és áramok kölcsönhatása, és végül a Faraday-indukció jelenségei nem közvetlenül az elektromos és mágneses folyadékokban rejlő tulajdonságoktól távoli megnyilvánulások, hanem csak következmények. speciális változások a környezet azon állapotában, amelyben ezek látszólag közvetlenül befolyásolják egymást elektromos töltések, mágnesek vagy áramvezetők. Mivel minden ilyen hatás egyformán megfigyelhető az ürességben, valamint a levegővel vagy más anyaggal teli térben, akkor a villamosítási és mágnesezési folyamatok által előidézett változásokban Adásban, Faraday látta ezeknek a jelenségeknek az okát. Így, ahogyan az éter különleges rezgésének megjelenése és ezeknek a rezgéseknek a részecskéről részecskére való átvitele révén, a fényforrás megvilágít minden tőle távol eső tárgyat, és ebben az esetben Csak az azonos éter közegében fellépő speciális zavarok és ezeknek a zavaroknak a rétegről rétegre történő átvitele révén hat minden elektromos, mágneses és elektromágneses hatások. Hasonló gondolat volt Faraday összes kutatásának vezérelve; ő az a legfontosabbés elhozta az összeshez híres felfedezések. De nem volt hamar és nem könnyű, hogy Faraday tanításai megerősödtek a tudományban. Évtizedeken keresztül, amelyek során az általa felfedezett jelenségeket a legalaposabb és legrészletesebb tanulmányozásnak sikerült alávetni, Faraday alapgondolatait vagy figyelmen kívül hagyták, vagy egyenesen nem meggyőzőnek és bizonyítatlannak tartották. Csak a hatvanas évek második felében jelent meg Faraday tehetséges követője, az oly korán elhunyt Maxwell jegyző, aki értelmezte és továbbfejlesztette Faraday elméletét, szigorúan matematikai jelleget adva annak. Maxwell bebizonyította, hogy szükség van egy véges sebesség létezésére, amelynél az elektromos áram vagy a mágnes hatásának átvitele köztes közegen keresztül történik. Ennek a sebességnek Maxwell szerint egyenlőnek kell lennie azzal a sebességgel, amellyel a fény terjed a vizsgált közegben. Az elektromos átvitelben részt vevő környezet és mágneses hatások, nem lehet más, mint ugyanaz az éter, ami a fény és a sugárzó hő elméletében megengedett. Az elektromos és mágneses hatások térben történő terjedésének folyamatának minőségileg meg kell egyeznie a fénysugarak terjedési folyamatával. A fénysugarakkal kapcsolatos összes törvény teljes mértékben alkalmazandó elektromos sugarak. Maxwell szerint maga a fény jelensége elektromos jelenség. A fénysugár a közeg éterében egymás után gerjesztett elektromos zavarok sorozata, nagyon kicsi elektromos áramok. Hogy miben áll a környezet változása valamely test villamosítása, a vas felmágnesezése, vagy valamilyen tekercsben kialakuló áram hatására, azt máig nem tudni. Maxwell elmélete még nem teszi lehetővé az általa feltételezett deformációk természetének világos elképzelését. Ami biztos, az az bármilyen változás a benne keletkező közeg deformációja a testek villamosítása hatására mágneses jelenségek megjelenésével jár ebben a környezetben, és fordítva, bármilyen változás olyan deformációk környezetében, amelyek valamilyen mágneses folyamat hatására azt eredményezik, gerjesztéssel jár elektromos működés. Ha a közeg bármely pontján, amelyet bármely test villamosítása deformál, elektromos erő figyelhető meg a szerint ismert irány, azaz ebben az irányban az elhelyezett a ez a hely nagyon kicsi villamosított golyó, akkor a közeg deformációjának tetszőleges növekedésével vagy csökkenésével együtt az elektromos erő egy adott pontban történő növekedésével vagy csökkenésével az elektromos erőre merőleges irányban mágneses erő jelenik meg - elhelyezve itt mágneses pólus az elektromos erőre merőleges irányú lökést kap. Ez az a következmény, amely Maxwell elektromosságelméletéből következik. A Faraday-Maxwell doktrína iránti óriási érdeklődés ellenére sokan kétségbe vonták. Túl merész általánosítások fakadtak ebből az elméletből! G. (Heinrich Hertz) 1888-ban végzett kísérletei végül megerősítették Maxwell elméletének helyességét. G.-nek sikerült úgymond megvalósítania matematikai képletek Maxwell szerint valóban be lehetett bizonyítani az elektromos, vagy helyesen az elektromágneses sugarak létezésének lehetőségét. Mint már említettük, Maxwell elmélete szerint a fénysugár terjedése lényegében az éterben egymás után kialakuló elektromos zavarok terjedése, amelyek gyorsan megváltoztatják irányukat. Maxwell szerint az ilyen zavarok, például deformációk gerjesztésének iránya merőleges a fénysugár. Innentől kezdve nyilvánvaló, hogy a nagyon gyorsan irányváltozó elektromos áramok bármely testében történő közvetlen gerjesztése, azaz a váltakozó irányú és nagyon rövid ideig tartó elektromos áramok vezetőjében történő gerjesztésnek megfelelő elektromos zavarokat kell okoznia a vezetőt körülvevő éterben, gyorsan. irányukban változik, vagyis minőségileg nagyon hasonló jelenséget kell okoznia ahhoz, amit egy fénysugár képvisel. De régóta ismert, hogy amikor valamilyen villamosított test vagy Leyden tégely kisül, a egész sor elektromos áramok váltakozva egyik vagy másik irányba. A kisütő test nem veszíti el azonnal az elektromosságát, ellenkezőleg, a kisütés során többször is újratöltődik egyik vagy másik árammal a jel szerint. A testen megjelenő egymást követő töltések nagysága csak apránként csökken. Az ilyen kategóriákat ún oszcilláló. A létezés időtartama egy kettes karmesterben következő barát az ilyen kisülés alatti újabb áramáram után, azaz az időtartam elektromos rezgések, vagy más módon, a kisütő testben egymás után megjelenő legnagyobb töltéseket kapó két pillanat közötti időintervallum kiszámítható a kisütő test alakjából és méretéből, valamint abból a vezetőből, amelyen keresztül a kisülés megtörténik. Az elmélet szerint ez az időtartam az elektromos rezgések (T) képlettel kifejezve:

T = 2π√(LC).

Itt VAL VEL jelentése elektromos kapacitás kisütő test és L - önindukciós együttható vezető, amelyen keresztül a kisülés megtörténik (lásd). Mindkét mennyiséget ugyanazon rendszer szerint fejezzük ki abszolút mértékegységek. Közönséges Leyden-edény használatakor, a két lemezét összekötő vezetéken keresztül kisütve, az elektromos rezgések időtartama, pl. T, 100, sőt 10 ezredmásodpercben határozható meg. G. első kísérleteiben két fémgolyót (30 cm átmérőjű) eltérően villamosított, és egy rövid és meglehetősen vastag, középen elvágott rézrúdon keresztül engedte kisütni, ahol a két golyó között elektromos szikra keletkezett, ami egymás felé szerelve a rúd két felének végeit. Ábra. Az 1. ábra G. kísérleteinek diagramját ábrázolja (rúd átmérője 0,5 cm, golyó átmérője bÉs b" 3 cm, a golyók közötti rés körülbelül 0,75 cm, és a golyók középpontja közötti távolság S V S" egyenlő 1 m).

Ezt követően G. golyók helyett négyzet alakú fémlemezeket használt (oldalanként 40 cm), amelyeket egy síkban helyezett el. Az ilyen golyók vagy lapok töltése egy működő Ruhmkorff tekercs segítségével történt. A golyókat vagy lapokat másodpercenként sokszor feltöltötték a tekercsből, majd a köztük lévő rézrúdon keresztül kisütötték, elektromos szikrát hozva létre a két golyó közötti résben. bÉs b". A rézrúdban gerjesztett elektromos rezgések időtartama kicsivel meghaladta a 100 ezredmásodpercet. További kísérletei során a ráerősített rézrúd felével ellátott lapok helyett rövid vastag, gömb alakú végű hengereket használva, amelyek között szikra ugrott, G. elektromos rezgéseket kapott, amelyek időtartama mindössze ezer milliomod volt. egy másodperc. Ilyen pár golyó, lap vagy henger, ilyen vibrátor, ahogy G. nevezi, a maxwelli elmélet szempontjából ez egy olyan központ, amely elektromágneses sugarakat terjeszt a térben, azaz elektromágneses hullámokat gerjeszt az éterben, mint minden fényforrás, amely fényhullámokat gerjeszt maga körül. De az ilyen elektromágneses sugarak vagy elektromágneses hullámok nem képesek hatással lenni az emberi szemre. Csak abban az esetben, ha az egyes elektromos vonatok időtartama. az oszcilláció csak a másodperc egy 392 milliárdod részét érte volna el, a megfigyelő szemét lenyűgözték volna ezek az oszcillációk, és a megfigyelő egy elektromágneses sugarat látott volna. De az elektromos rezgések ilyen sebességének eléréséhez szükséges vibrátor, a fizikai részecskéknek megfelelő méretben. Tehát az elektromágneses sugarak észleléséhez speciális eszközökre van szükség, találó kifejezés W. Thomson (ma Lord Kelvin), egy különleges "elektromos szem". Ez az "elektromos szem" a leginkább egyszerű módon rendezte G. Képzeljük el, hogy a vibrátortól bizonyos távolságra van egy másik vezető. Az éterben a vibrátor által gerjesztett zavarok befolyásolják a vezető állapotát. Ez a vezető egy egymást követő impulzussorozatnak lesz kitéve, és valami hasonlót gerjeszt benne, mint ami ilyen zavarokat okozott az éterben, azaz hajlamos elektromos áramot képezni benne, amely irányt változtat az elektromos rezgések sebességének megfelelően az éterben. maga a vibrátor. De az egymást váltakozó impulzusok csak akkor tudnak hozzájárulni egymáshoz, ha teljesen ritmikusak azzal, amit valójában okoznak. elektromos mozgások olyan karmesterben. Hiszen egy hangolt húr csak egyhangúan képes észrevehetően vibrálni egy másik húr által kibocsátott hang hatására, és így függetlennek látszani. hangforrás. Tehát a vezetőnek úgymond elektromosan rezonálnia kell a vibrátorral. Ahogyan egy adott hosszúságú és feszültségű húr ütéskor sebességben ismert rezgésekre képes, úgy minden vezetőben egy elektromos impulzus csak teljesen elektromos rezgéseket képes kiváltani. bizonyos időszakokban. Megfelelő méretű rézhuzalt kör vagy téglalap alakban meghajlítva, a huzal végei között csak egy kis rést hagyva kis golyókkal lopva (2. ábra), amelyek közül egy csavar segítségével, közeledhetett vagy eltávolodhatott a másiktól, kapta G., ahogy nevezte rezonátor vibrátorához (a legtöbb kísérletében, amikor a fent említett golyók vagy lapok vibrátorként szolgáltak, G. 0,2 cm átmérőjű, 35 cm átmérőjű kör alakban hajlított rézhuzalt használt rezonátorként ).

A rövid vastag hengerekből készült vibrátorhoz hasonló, 0,1 cm vastag és 7,5 cm átmérőjű huzalkör volt a rezonátor. Két egyenes vezeték, 0,5 cm átm. és 50 cm hosszúak, egymás tetején helyezkednek el úgy, hogy a végeik közötti távolság 5 cm; ezeknek a vezetékeknek a két egymás felé néző végéből két másik, 0,1 cm átmérőjű párhuzamos vezetéket húzunk a vezetékek irányára merőlegesen. és 15 cm hosszúságúak, amelyek a szikramérő golyókhoz vannak rögzítve. Bármilyen gyengék maguk az egyes impulzusok is az éterben vibrátor hatására fellépő zavarokból, mindazonáltal egymást működés közben elősegítve képesek gerjeszteni a rezonátorban már észrevehető elektromos áramokat, amelyek egy rezgésképződésben nyilvánulnak meg. szikra a rezonátor golyói között. Ezek a szikrák nagyon kicsik (elérték a 0,001 cm-t), de elégségesek ahhoz, hogy a rezonátorban lévő elektromos rezgések gerjesztésének kritériumai legyenek, és méretüknél fogva mind a rezonátor, mind az elektromos zavarás mértékének mutatójaként szolgáljanak. az azt körülvevő étert.

Az ilyen rezonátorban megjelenő szikrák megfigyelésével Hertz különböző távolságokban és befelé vizsgált különféle irányokba tér a vibrátor körül. Ha eltekintünk G. ezen kísérleteitől és az általa elért eredményektől, térjünk át a létezést megerősítő kutatásokra. végső elektromos hatások terjedési sebessége. Annak a helyiségnek az egyik falához volt rögzítve, amelyben a kísérleteket végezték nagy méretek cinklemezből készült képernyő. Ez a képernyő a földhöz volt csatlakoztatva. A képernyőtől 13 méter távolságra egy lemezekből álló vibrátort helyeztek el úgy, hogy lapjainak síkjai párhuzamosak legyenek a képernyő síkjával, a vibrátorgömbök közepe pedig a képernyő közepével szemben legyen. Ha egy vibrátor működése során időszakonként elektromos zavarokat gerjeszt a környező éterben, és ezek a zavarok a közegben nem azonnal, hanem bizonyos sebességgel terjednek, akkor a képernyőt elérve és az utóbbiról visszaverődően, mint a hang és a fény. zavarok, ezek a zavarok a vibrátor által a képernyőre küldött zavarokkal együtt az éterben, a képernyő és a vibrátor közötti térben olyan állapotot hoznak létre, amely hasonló a hasonló körülmények között az ellenterjesztő hullámok interferenciája miatt. , azaz ezen a téren a zavarok felveszik majd a karakterüket "álló hullámok"(lásd Hullámok). A levegő állapota a megfelelő helyeken "csomópontok"És "antinódusok" Az ilyen hullámok esetében nyilvánvalóan jelentősen különbözniük kell. G. megfigyelte, hogy a rezonátort úgy helyezte el, hogy a síkja párhuzamos legyen a képernyővel és úgy, hogy a középpontja a vibrátorgömbök között a közepétől a képernyő síkjára merőlegesen húzott vonalon legyen. a rezonátor különböző távolságaiban a képernyőtől a benne lévő szikrák nagyon eltérő hosszúságúak. Magához a képernyőhöz közel nem jelenik meg szikra a rezonátorban, 4,1 és 8,5 m távolságban is, ellenkezőleg, a szikrázás akkor a legnagyobb, ha a rezonátor a képernyőtől 1,72 m, 6,3 m és 10,8 m távolságra van elhelyezve. G. kísérleteiből arra a következtetésre jutott, hogy a rezonátor azon helyzetei egymástól átlagosan 4,5 m-re válnak el, amelyekben a benne megfigyelhető jelenségek, azaz a szikrák közel azonosnak bizonyulnak. G. pontosan ugyanezt kapta a rezonátorsík eltérő helyzetével, amikor ez a sík merőleges volt az ernyőre, és átment egy normál vonalon, amelyet a vibrációs golyók között középről húztak a képernyőre, és amikor szimmetriatengely a rezonátor (vagyis a golyói között a közepén áthaladó átmérője) párhuzamos volt ezzel a normálissal. Csak a rezonátorsík ezen helyzetével maxima benne szikra keletkezett, ahol a rezonátor előző helyzetében minimumok,és vissza. Tehát 4,5 m felel meg a hossznak "álló elektromágneses hullámok" levegővel töltött térben a képernyő és a vibrátor között keletkezik (a rezonátorban annak két pozíciójában megfigyelhető ellentétes jelenségek, azaz az egyik pozícióban a maximumok, a másikban a minimumok teljes mértékben megmagyarázhatók azzal, hogy az egyik pozícióban a rezonátor elektromos rezgései gerjesztődnek benne elektromos erők,úgynevezett az éterben lévő elektromos deformációk más helyzetben az előfordulás következményeként keletkeznek mágneses erők, azaz izgulnak mágneses deformációk).

hossz szerint" álló hullám" (l)és idővel (T), egy teljes elektromos rezgésnek megfelelő vibrátorban, a periodikus (hullámszerű) zavarok kialakulásának elmélete alapján könnyen meghatározható a sebesség (v), amellyel a levegőben olyan zavarok közvetítődnek. Ezt a sebességet

v = (2l)/T.

G. kísérleteiben: l= 4,5 m, T= 0,000000028". Innen v= 320 000 (körülbelül) km/s, azaz nagyon közel van a levegőben terjedő fény sebességéhez. G. az elektromos rezgések terjedését vizsgálta vezetőkben, azaz vezetékekben. Erre a célra az egyik vibrátorlappal párhuzamosan egy azonos típusú szigetelt rézlemezt helyeztek el, amelyből egy vízszintesen kifeszített hosszú vezeték jött (3. ábra).

Ebben a vezetékben az elektromos rezgések szigetelt végéről való visszaverődése miatt „állóhullámok” is kialakultak, amelyek „csomópontjai” és „antinódusai” eloszlását a G. vezeték mentén rezonátor segítségével találtuk meg. G. ezekből a megfigyelésekből a vezetékben az elektromos rezgések terjedési sebességére 200 000 km/s-nak megfelelő értéket származtatott. De ez a meghatározás nem helyes. Maxwell elmélete szerint ebben az esetben a sebességnek meg kell egyeznie a levegő sebességével, azaz egyenlőnek kell lennie a levegőben lévő fény sebességével. (300 000 km/másodperc). Más megfigyelők által G. után végzett kísérletek megerősítették Maxwell elméletének álláspontját.

Elektromágneses hullámforrással, vibrátorral és az ilyen hullámok észlelésére szolgáló eszközzel, rezonátorral G. bebizonyította, hogy az ilyen hullámok, akárcsak a fényhullámok, visszaverődnek és törésnek vannak kitéve, és hogy ezekben a hullámokban az elektromos zavarok merőlegesek az irányra. terjedésükről, azaz felfedezte polarizáció elektromos sugarakban. Ebből a célból egy cinkből készült parabola hengeres tükör fókuszvonalába nagyon gyors elektromos rezgéseket produkáló vibrátort helyezett el, mint egy rezonátort fent leírt, két egyenes vezetékből készült . Az elektromágneses hullámokat az első tükörből valamilyen lapos fémernyőre irányítva G. egy másik tükör segítségével meg tudta határozni a visszaverődés törvényeit elektromos hullámok, és kényszeríti ezeket a hullámokat, hogy áthaladjanak nagy prizma, aszfaltból készült, meghatározta a fénytörésüket. A visszaverődés és a fénytörés törvényei ugyanazok, mint a fényhullámok esetében. Ugyanezen tükrök segítségével G. bebizonyította, hogy az elektromos sugarak polarizált, amikor két egymással szemben elhelyezett tükör tengelye egy vibrátor hatására párhuzamos volt, a rezonátorban szikrák keletkeztek. Amikor az egyik tükröt 90°-kal elforgatták a sugarak iránya körül, vagyis a tükrök tengelyei derékszöget zártak egymással, a rezonátorban minden szikranyom eltűnt.

Ily módon G. kísérletei bebizonyították Maxwell álláspontjának helyességét. A G. vibrátor, mint egy fényforrás, energiát bocsát ki a környező térbe, amely elektromágneses sugarakon keresztül eljut mindenhez, ami elnyeli, ezt az energiát más, érzékszerveink számára hozzáférhető formába alakítva. Az elektromágneses sugarak minőségében nagyon hasonlóak a hő- vagy fénysugarakhoz. Az utóbbitól való eltérésük csak a megfelelő hullámok hosszában van. A fényhullámok hosszát tízezred milliméterben mérik, míg a vibrátorok által gerjesztett elektromágneses hullámok hosszát méterben fejezik ki. A G. által felfedezett jelenségek később számos fizikus kutatásának tárgyául szolgáltak. Általában véve G. következtetéseit teljes mértékben megerősítik ezek a tanulmányok. Ma már tudjuk továbbá, hogy az elektromágneses hullámok terjedési sebessége, amint az Maxwell elméletéből következik, a közeg változásaival együtt változik, amelyben az ilyen hullámok terjednek. Ez a sebesség fordítottan arányos √K, Ahol NAK NEK egy adott közeg úgynevezett dielektromos állandója. Tudjuk, hogy amikor az elektromágneses hullámok a vezetők mentén terjednek, az elektromos rezgések „csillapodnak”, hogy amikor az elektromos sugarak visszaverődnek, a „feszültségük” a Fresnel által a fénysugarakra adott törvényeket követi, stb.

G. összegyűjtött, a vizsgált jelenségről szóló cikkei most a következő címen jelennek meg: H. Hertz: Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft (Lpts., 1892).

ÉS. Borgman.

• - kutatóintézetek határozták meg a termelésben...

  Mezőgazdasági szótár-tájékoztató könyv

• - kísérletek növényekkel a szántóföldön fenék nélküli, talajba ásott termesztőedényekben...

  Botanikai szakkifejezések szótára

• - egy általa javasolt rádióhullám-sugárzó. G. Hertz fizikus, aki bebizonyította az elektromos mágnesek létezését. hullámok A Hertz rézrudakat használt fémmel...

  Fizikai enciklopédia

• - a legkisebb görbület elve, az egyik változat...

  Fizikai enciklopédia

• - egyetlen séma és módszertan szerint egyidejűleg végzett kísérletek nagyszámú pontokat a cselekvés mennyiségi mutatóinak megállapítása érdekében bizonyos típus, a műtrágya adagolása, kijuttatásának módja és ideje vagy...

  Botanikai szakkifejezések szótára

• - a legegyszerűbb antenna fémrúd formájában. golyók a végein és egy rés a közepén az elektromos forrás csatlakoztatásához. rezgések, például egy Ruhmkorff tekercs vagy egy terhelés...
• - az egyik változat...

  Természettudomány. enciklopédikus szótár

• - katonai író, szül. 1870. március 24-én gen. PC. Ezredes...
• - Prof. Nikol...

  Nagy életrajzi enciklopédia

• - „KÍSÉRLETEK” – fő. Op. Montaigne...

  Filozófiai Enciklopédia

• - város a Csernyivci régió Glyboksky kerületében. Ukrán SSR, a folyón. Gertsovka, 35 km-re délkeletre. Csernyivcitől és 8 km-re a vasúttól. Novoselitsa állomás. Varró- és rövidárugyár...
• - Hertz-dipól, a legegyszerűbb antenna, amelyet Heinrich Hertz használt olyan kísérletekben, amelyek megerősítették az elektromágneses hullámok létezését. Ez egy rézrúd volt fémgolyókkal a végén, aminek a szakadása...

  Nagy Szovjet enciklopédia

• - a legkisebb görbület elve, a mechanika egyik variációs elve, amely megállapítja, hogy aktív erők az összes kinematikailag lehetséges, azaz a kapcsolatok által megengedett pályák közül,...

  Nagy Szovjet Enciklopédia

• - tapasztalat, amely a diszkrétség kísérleti bizonyítéka volt belső energia Atom. J. Frank és G. Hertz rendezte 1913-ban. ábrán. Az 1. ábra a kísérlet diagramját mutatja...

  Nagy Szovjet Enciklopédia

• - város Ukrajnában, Csernyivci régióban, a vasút közelében. Művészet. Novoselitsa. 2,4 ezer lakos. "Prut" varró- és rövidárugyártó egyesület. 1408 óta ismert... A bevándorlótól a feltalálóig című könyvből szerző Pupin Mikhail

  IX. Hertz felfedezése Be kell vallanom, hogy amikor először Berlinbe jöttem, régi előítéleteket hoztam magammal a németekkel szemben, amelyek bizonyos mértékig meggátoltak abban, hogy megszokjam az új helyzetet. A prágai teutonizmus, amikor ott tanultam, elhagyta kitörölhetetlen benyomások az én

  Néhány veszélyes élmény. A bifurkáció kísérletei. Harmadik és negyedik fokozatú eksztázis.

  A Jóga a Nyugatnak című könyvből szerző Kerneyts S

  Néhány veszélyes élmény. A bifurkáció kísérletei. Harmadik és negyedik fokozatú eksztázis. A következő kísérletek mindegyike legmagasabb fokozat veszélyes. A tanuló ne próbálja idő előtt előállítani ezeket, különösen mielőtt elűzte volna minden félelmét, sőt aggodalmát.

  HERZI MECHANIKA

  A Mechanika az ókortól napjainkig című könyvből szerző Grigorjan Ashot Tigranovics

  HERZ MECHANIKÁJA A 17. SZÁZADBAN Galilei és Newton művei fektették le a klasszikus mechanika alapjait a 18. és 19. században. Euler, d'Alembert, Lagrange, Hamilton, Jacobi, Ostrogradsky ezekre az alapokra építve az analitikus mechanika csodálatos építményét építette és fejlesztette

  4. fejezet HERTZ KALANDJA ÉS A NISTADTI VILÁG

  Az Anglia című könyvből. Nincs háború, nincs béke szerző Shirokorad Alekszandr Borisovics

  8.6.6. Heinrich Hertz rövid élete

  könyvből A világtörténelem az arcokban szerző Fortunatov Vlagyimir Valentinovics

  8.6.6. Rövid élet Heinrich Hertz Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894) német fizikus mindössze harminchat évet élt, de minden iskolás, aki legalább egy kicsit is járatos a fizikában, ismeri ezt a nevet. Berlini Egyetem Henry tanárai híres tudósok, Hermann voltak

  Hertz vibrátor

  könyvből Nagy enciklopédia technológia szerző Szerzők csapata

  Hertz vibrátor A Hertz vibrátor egy nyitott oszcillációs áramkör, amely két rúdból áll, amelyeket egy kis rés választ el egymástól. A rudak a forráshoz csatlakoznak magasfeszültség, ami szikrát hoz létre a köztük lévő résben A Hertz vibrátorban,

  4. fejezet. 1700 - 1749. Gauxby és Gray kísérletei, elektromos gépek, Muschenbreck „Leyden jar”, ​​Franklin kísérletei

  szerző Kuchin Vladimir

  4. fejezet. 1700 - 1749 Gauxby és Gray kísérletei, elektromos gépek, Muschenbreck Leyden tégelye, Franklin kísérletei 1701 Halley A 18. század fordulóján az angol Edmund Halley három utazást tett, hogy Atlanti-óceán, melynek során elsőként jelölt meg helyeket a térképen

  8. fejezet. 1830-1839 Faraday kísérletei, Henry kísérletei, Schilling-távíró, Morse-távíró, Daniel-elem

  A Népszerű történelem könyvből – az elektromosságtól a televízióig szerző Kuchin Vladimir

  8. fejezet. 1830–1839 Faraday kísérletei, Henry kísérletei, Schilling-távíró, Morse-távíró, Daniel-elem 1831 Faraday, Henry 1831-ben Michael Faraday fizikus befejezte a sorozatot sikeres kísérletek, felfedezte az áram és a mágnesesség közötti kapcsolatot, és megalkotta az első prototípust

  A Ritz ballisztikus elmélete és a világegyetem képe című könyvből szerző Szemikov Szergej Alekszandrovics

  § 4.8 Frank-Hertz kísérlet Amikor a potenciálkülönbség eléri a 4,9 V-ot, a rács közelében lévő higanyatomokkal rugalmatlan ütközés során az elektronok minden energiájukat leadják... Hasonló kísérleteket végeztek később más atomokkal is. Mindegyikre jellemző

Hertz kísérletek

Az elektromos és mágneses jelenségek elmélete, amelyet a század első felének legjobb matematikusainak munkái alkottak meg, és egészen a közelmúltig szinte minden tudós elfogadta, alapvetően feltételezte a különleges súlytalan elektromos és mágneses folyadékok létezését, amelyeknek az a tulajdonságuk, hogy távolság. Newton egyetemes gravitációról szóló tanának elve – „actio in distans” – továbbra is irányadó maradt az elektromosság és mágnesesség tanában. De már a 30-as években a zseniális Faraday, figyelmen kívül hagyva a kérdést lényeg elektromosság és mágnesesség, teljesen más gondolatokat fejeztek ki külső tevékenységeikről. A villamosított testek vonzása és taszítása, a hatás általi villamosítás, a mágnesek és áramok kölcsönhatása, és végül a Faraday-indukció jelenségei nem közvetlenül az elektromos és mágneses folyadékokban rejlő tulajdonságoktól távoli megnyilvánulások, hanem csak következményei speciális változások a közeg állapotában, amelyben ezek vannak, látszólag közvetlenül befolyásolják egymást az elektromos töltések, a mágnesek vagy a vezetők árammal. Mivel minden ilyen hatás egyformán megfigyelhető az ürességben, valamint a levegővel vagy más anyaggal teli térben, akkor a villamosítási és mágnesezési folyamatok által előidézett változásokban Adásban, Faraday látta ezeknek a jelenségeknek az okát. Így, ahogyan az éter speciális rezgésének megjelenése és ezeknek a rezgéseknek a részecskéről részecskére való átvitele révén, a fényforrás megvilágít minden tőle távol eső tárgyat, és ebben az esetben csak az ugyanazon éter közegében fellépő különleges zavarok révén. ezeknek a zavaroknak a rétegről való átvitele az összes elektromos, mágneses és elektromágneses hatás térben terjed a rétegre. Hasonló gondolat volt Faraday összes kutatásának vezérelve; Ő volt az, aki a legfontosabb elvezette őt minden híres felfedezéséhez. De nem volt hamar és nem könnyű, hogy Faraday tanításai megerősödtek a tudományban. Évtizedeken keresztül, amelyek során az általa felfedezett jelenségeket a legalaposabb és legrészletesebb tanulmányozásnak sikerült alávetni, Faraday alapgondolatait vagy figyelmen kívül hagyták, vagy egyenesen nem meggyőzőnek és bizonyítatlannak tartották. Csak a hatvanas évek második felében jelent meg Faraday tehetséges követője, az oly korán elhunyt Maxwell jegyző, aki értelmezte és továbbfejlesztette Faraday elméletét, szigorúan matematikai jelleget adva annak. Maxwell bebizonyította, hogy szükség van egy véges sebesség létezésére, amelynél az elektromos áram vagy a mágnes hatásának átvitele köztes közegen keresztül történik. Ennek a sebességnek Maxwell szerint egyenlőnek kell lennie azzal a sebességgel, amellyel a fény terjed a vizsgált közegben. Az elektromos és mágneses hatások átvitelében részt vevő közeg nem lehet más, mint ugyanaz az éter, ami a fény és a sugárzó hő elméletében megengedett. Az elektromos és mágneses hatások térben történő terjedésének folyamatának minőségileg meg kell egyeznie a fénysugarak terjedési folyamatával. A fénysugarakkal kapcsolatos összes törvény teljes mértékben alkalmazandó elektromos sugarak. Maxwell szerint maga a fény jelensége elektromos jelenség. A fénysugár elektromos zavarok sorozata, nagyon kicsi elektromos áramok, amelyek egymást követően gerjesztődnek a közeg éterében. Hogy miben áll a környezet változása valamely test villamosítása, a vas felmágnesezése, vagy valamilyen tekercsben kialakuló áram hatására, azt máig nem tudni. Maxwell elmélete még nem teszi lehetővé az általa feltételezett deformációk természetének világos elképzelését. Ami biztos, az az bármilyen változás a benne keletkező közeg deformációja a testek villamosítása hatására mágneses jelenségek megjelenésével jár ebben a környezetben, és fordítva, bármilyen változás valamilyen mágneses folyamat hatására azt eredményező alakváltozások környezetében elektromos hatások gerjesztése kíséri. Ha a közeg bármely pontján, valamilyen test villamosítása által deformálódott, ismert irányban elektromos erőt észlelünk, azaz ebben az irányban egy adott helyen elhelyezett nagyon kicsi, villamosított golyó mozgásba kezd, akkor bármilyen növekedéssel vagy a közeg deformációjának csökkenése, az elektromos erő egy adott pontban történő növekedésével vagy csökkenésével együtt az elektromos erőre merőleges irányban mágneses erő jelenik meg benne - az itt elhelyezett mágneses pólus benyomást kap. az elektromos erőre merőleges irány. Ez az a következmény, amely Maxwell elektromosságelméletéből következik. A Faraday-Maxwell doktrína iránti óriási érdeklődés ellenére sokan kétségbe vonták. Túl merész általánosítások fakadtak ebből az elméletből! G. (Heinrich Hertz) 1888-ban végzett kísérletei végül megerősítették Maxwell elméletének helyességét. G.-nek sikerült úgymond megvalósítania a Maxwell-féle matematikai képleteket, és valóban sikerült bebizonyítania az elektromos, vagy helyesen az elektromágneses sugarak létezésének lehetőségét. Mint már említettük, Maxwell elmélete szerint a fénysugár terjedése lényegében az éterben egymás után kialakuló elektromos zavarok terjedése, amelyek gyorsan megváltoztatják irányukat. Maxwell szerint az ilyen zavarok, például deformációk gerjesztésének iránya merőleges magára a fénysugárra. Innentől kezdve nyilvánvaló, hogy a nagyon gyorsan irányváltozó elektromos áramok bármely testében történő közvetlen gerjesztése, azaz a váltakozó irányú és nagyon rövid ideig tartó elektromos áramok vezetőjében történő gerjesztésnek megfelelő elektromos zavarokat kell okoznia a vezetőt körülvevő éterben, gyorsan. irányukban változik, vagyis minőségileg nagyon hasonló jelenséget kell okoznia ahhoz, amit egy fénysugár képvisel. De régóta ismert, hogy amikor egy villamosított testet vagy egy Leyden-edényt kisütnek, elektromos áramok egész sora képződik abban a vezetőben, amelyen keresztül a kisülés megtörténik, váltakozva egyik vagy másik irányba. A kisütő test nem veszíti el azonnal az elektromosságát, ellenkezőleg, a kisütés során többször is újratöltődik egyik vagy másik árammal a jel szerint. A testen megjelenő egymást követő töltések nagysága csak apránként csökken. Az ilyen kategóriákat ún oszcilláló. Két egymást követő elektromos áram vezetőben való létezésének időtartama egy ilyen kisülés alatt, azaz az időtartam elektromos rezgések, vagy más módon, a kisütő testben egymás után megjelenő legnagyobb töltéseket kapó két pillanat közötti időintervallum kiszámítható a kisütő test alakjából és méretéből, valamint abból a vezetőből, amelyen keresztül a kisülés megtörténik. Az elmélet szerint ez az időtartam az elektromos rezgések (T) képlettel kifejezve:

T = 2π√(LC).

Itt VAL VEL jelentése elektromos kapacitás kisütő test és L - önindukciós együttható vezető, amelyen keresztül a kisülés megtörténik (lásd). Mindkét mennyiséget ugyanazon abszolút mértékegységrendszer szerint fejezzük ki. Közönséges Leyden-edény használatakor, a két lemezét összekötő vezetéken keresztül kisütve, az elektromos rezgések időtartama, pl. T, 100, sőt 10 ezredmásodpercben határozható meg. G. első kísérleteiben két fémgolyót (30 cm átmérőjű) eltérően villamosított, és egy rövid és meglehetősen vastag, középen elvágott rézrúdon keresztül engedte kisütni, ahol a két golyó között elektromos szikra keletkezett, ami egymás felé szerelve a rúd két felének végeit. Ábra. Az 1. ábra G. kísérleteinek diagramját ábrázolja (rúd átmérője 0,5 cm, golyó átmérője bÉs b" 3 cm, a golyók közötti rés körülbelül 0,75 cm, és a golyók középpontja közötti távolság S V S" egyenlő 1 m).

Ezt követően G. golyók helyett négyzet alakú fémlemezeket használt (oldalanként 40 cm), amelyeket egy síkban helyezett el. Az ilyen golyók vagy lapok töltése egy működő Ruhmkorff tekercs segítségével történt. A golyókat vagy lapokat másodpercenként sokszor feltöltötték a tekercsből, majd a köztük lévő rézrúdon keresztül kisütötték, elektromos szikrát hozva létre a két golyó közötti résben. bÉs b". A rézrúdban gerjesztett elektromos rezgések időtartama kicsivel meghaladta a 100 ezredmásodpercet. További kísérletei során a ráerősített rézrúd felével ellátott lapok helyett rövid vastag, gömb alakú végű hengereket használva, amelyek között szikra ugrott, G. elektromos rezgéseket kapott, amelyek időtartama mindössze ezer milliomod volt. egy másodperc. Ilyen pár golyó, lap vagy henger, ilyen vibrátor, ahogy G. nevezi, a maxwelli elmélet szempontjából ez egy olyan központ, amely elektromágneses sugarakat terjeszt a térben, azaz elektromágneses hullámokat gerjeszt az éterben, mint minden fényforrás, amely fényhullámokat gerjeszt maga körül. De az ilyen elektromágneses sugarak vagy elektromágneses hullámok nem képesek hatással lenni az emberi szemre. Csak abban az esetben, ha az egyes elektromos vonatok időtartama. az oszcilláció csak a másodperc egy 392 milliárdod részét érte volna el, a megfigyelő szemét lenyűgözték volna ezek az oszcillációk, és a megfigyelő egy elektromágneses sugarat látott volna. De az elektromos rezgések ilyen sebességének eléréséhez szükséges vibrátor, a fizikai részecskéknek megfelelő méretben. Tehát az elektromágneses sugarak észleléséhez speciális eszközökre van szükség V. Thomson (ma Lord Kelvin) találó kifejezésével, egy speciális „elektromos szemre”. Az ilyen „elektromos szemet” G rendezte el a legegyszerűbben. Képzeljük el, hogy a vibrátortól bizonyos távolságra van egy másik vezető. Az éterben a vibrátor által gerjesztett zavarok befolyásolják a vezető állapotát. Ez a vezető egy egymást követő impulzussorozatnak lesz kitéve, és valami hasonlót gerjeszt benne, mint ami ilyen zavarokat okozott az éterben, azaz hajlamos elektromos áramot képezni benne, amely irányt változtat az elektromos rezgések sebességének megfelelően az éterben. maga a vibrátor. Az egymást követő impulzusok azonban csak akkor tudnak hozzájárulni egymáshoz, ha teljesen ritmikusak azokkal az elektromos mozgásokkal, amelyeket egy ilyen vezetőben ténylegesen okoznak. Hiszen csak egy uniszonban hangolt húr képes észrevehetően rezegni egy másik húr által kibocsátott hangtól, és így önálló hangforrásként tud megjelenni. Tehát a vezetőnek úgymond elektromosan rezonálnia kell a vibrátorral. Ahogy egy adott hosszúságú és feszültségű húr ütéskor bizonyos sebességű rezgésekre képes, úgy minden vezetőben egy elektromos impulzus csak egészen bizonyos periódusú elektromos rezgéseket tud produkálni. Megfelelő méretű rézhuzalt kör vagy téglalap alakban meghajlítva, a huzal végei között csak egy kis rést hagyva kis golyókkal lopva (2. ábra), amelyek közül egy csavar segítségével, közeledhetett vagy eltávolodhatott a másiktól, kapta G., ahogy nevezte rezonátor vibrátorához (a legtöbb kísérletében, amikor a fent említett golyók vagy lapok vibrátorként szolgáltak, G. 0,2 cm átmérőjű, 35 cm átmérőjű kör alakban hajlított rézhuzalt használt rezonátorként ).

A rövid vastag hengerekből készült vibrátorhoz hasonló, 0,1 cm vastag és 7,5 cm átmérőjű huzalkör volt a rezonátor. Két egyenes vezeték, 0,5 cm átm. és 50 cm hosszúak, egymás tetején helyezkednek el úgy, hogy a végeik közötti távolság 5 cm; ezeknek a vezetékeknek a két egymás felé néző végéből két másik, 0,1 cm átmérőjű párhuzamos vezetéket húzunk a vezetékek irányára merőlegesen. és 15 cm hosszúságúak, amelyek a szikramérő golyókhoz vannak rögzítve. Bármilyen gyengék maguk az egyes impulzusok is az éterben vibrátor hatására fellépő zavarokból, mindazonáltal egymást működés közben elősegítve képesek gerjeszteni a rezonátorban már észrevehető elektromos áramokat, amelyek egy rezgésképződésben nyilvánulnak meg. szikra a rezonátor golyói között. Ezek a szikrák nagyon kicsik (elérték a 0,001 cm-t), de elégségesek ahhoz, hogy a rezonátorban lévő elektromos rezgések gerjesztésének kritériumai legyenek, és méretüknél fogva mind a rezonátor, mind az elektromos zavarás mértékének mutatójaként szolgáljanak. az azt körülvevő étert.

Az ilyen rezonátorban megjelenő szikrák megfigyelésével Hertz különböző távolságokban és különböző irányokban vizsgálta a vibrátor körüli teret. Ha eltekintünk G. ezen kísérleteitől és az általa elért eredményektől, térjünk át a létezést megerősítő kutatásokra. végső elektromos hatások terjedési sebessége. Annak a helyiségnek az egyik falára, amelyben a kísérleteket végezték, egy nagyméretű, cinklemezekből készült képernyőt erősítettek. Ez a képernyő a földhöz volt csatlakoztatva. A képernyőtől 13 méter távolságra egy lemezekből álló vibrátort helyeztek el úgy, hogy lapjainak síkjai párhuzamosak legyenek a képernyő síkjával, a vibrátorgömbök közepe pedig a képernyő közepével szemben legyen. Ha egy vibrátor működése során időszakonként elektromos zavarokat gerjeszt a környező éterben, és ezek a zavarok a közegben nem azonnal, hanem bizonyos sebességgel terjednek, akkor a képernyőt elérve és az utóbbiról visszaverődően, mint a hang és a fény. zavarok, ezek a zavarok a vibrátor által a képernyőre küldött zavarokkal együtt az éterben, a képernyő és a vibrátor közötti térben olyan állapotot hoznak létre, amely hasonló a hasonló körülmények között az ellenterjesztő hullámok interferenciája miatt. , azaz ezen a téren a zavarok felveszik majd a karakterüket "álló hullámok"(lásd Hullámok). A levegő állapota a megfelelő helyeken "csomópontok"És "antinódusok" Az ilyen hullámok esetében nyilvánvalóan jelentősen különbözniük kell. G. megfigyelte, hogy a rezonátort úgy helyezte el, hogy a síkja párhuzamos legyen a képernyővel és úgy, hogy a középpontja a vibrátorgömbök között a közepétől a képernyő síkjára merőlegesen húzott vonalon legyen. a rezonátor különböző távolságaiban a képernyőtől a benne lévő szikrák nagyon eltérő hosszúságúak. Magához a képernyőhöz közel nem jelenik meg szikra a rezonátorban, 4,1 és 8,5 m távolságban is, ellenkezőleg, a szikrázás akkor a legnagyobb, ha a rezonátor a képernyőtől 1,72 m, 6,3 m és 10,8 m távolságra van elhelyezve. G. kísérleteiből arra a következtetésre jutott, hogy a rezonátor azon helyzetei egymástól átlagosan 4,5 m-re válnak el, amelyekben a benne megfigyelhető jelenségek, azaz a szikrák közel azonosnak bizonyulnak. G. pontosan ugyanezt kapta a rezonátorsík eltérő helyzetével, amikor ez a sík merőleges volt az ernyőre, és átment egy normál vonalon, amelyet a vibrációs golyók között középről húztak a képernyőre, és amikor szimmetriatengely a rezonátor (vagyis a golyói között a közepén áthaladó átmérője) párhuzamos volt ezzel a normálissal. Csak a rezonátorsík ezen helyzetével maxima benne szikra keletkezett, ahol a rezonátor előző helyzetében minimumok,és vissza. Tehát 4,5 m felel meg a hossznak "álló elektromágneses hullámok" levegővel töltött térben a képernyő és a vibrátor között keletkezik (a rezonátorban annak két pozíciójában megfigyelhető ellentétes jelenségek, azaz az egyik pozícióban a maximumok, a másikban a minimumok teljes mértékben megmagyarázhatók azzal, hogy az egyik pozícióban a rezonátor elektromos rezgései gerjesztődnek benne elektromos erők,úgynevezett az éterben lévő elektromos deformációk más helyzetben az előfordulás következményeként keletkeznek mágneses erők, azaz izgulnak mágneses deformációk).

Az „állóhullám” hosszában (l)és idővel (T), egy teljes elektromos rezgésnek megfelelő vibrátorban, a periodikus (hullámszerű) zavarok kialakulásának elmélete alapján könnyen meghatározható a sebesség (v), amellyel a levegőben olyan zavarok közvetítődnek. Ezt a sebességet

v = (2l)/T.

G. kísérleteiben: l= 4,5 m, T= 0,000000028". Innen v= 320 000 (körülbelül) km/s, azaz nagyon közel van a levegőben terjedő fény sebességéhez. G. az elektromos rezgések terjedését vizsgálta vezetőkben, azaz vezetékekben. Erre a célra az egyik vibrátorlappal párhuzamosan egy azonos típusú szigetelt rézlemezt helyeztek el, amelyből egy vízszintesen kifeszített hosszú vezeték jött (3. ábra).

Ebben a vezetékben az elektromos rezgések szigetelt végéről való visszaverődése miatt „állóhullámok” is kialakultak, amelyek „csomópontjai” és „antinódusai” eloszlását a G. vezeték mentén rezonátor segítségével találtuk meg. G. ezekből a megfigyelésekből a vezetékben az elektromos rezgések terjedési sebességére 200 000 km/s-nak megfelelő értéket származtatott. De ez a meghatározás nem helyes. Maxwell elmélete szerint ebben az esetben a sebességnek meg kell egyeznie a levegő sebességével, azaz egyenlőnek kell lennie a levegőben lévő fény sebességével. (300 000 km/másodperc). Más megfigyelők által G. után végzett kísérletek megerősítették Maxwell elméletének álláspontját.

Elektromágneses hullámforrással, vibrátorral és az ilyen hullámok észlelésére szolgáló eszközzel, rezonátorral G. bebizonyította, hogy az ilyen hullámok, akárcsak a fényhullámok, visszaverődnek és törésnek vannak kitéve, és hogy ezekben a hullámokban az elektromos zavarok merőlegesek az irányra. terjedésükről, azaz felfedezte polarizáció elektromos sugarakban. Ebből a célból egy cinkből készült parabola hengeres tükör fókuszvonalába nagyon gyors elektromos rezgéseket produkáló vibrátort helyezett el, mint egy rezonátort fent leírt, két egyenes vezetékből készült . Az elektromágneses hullámokat az első tükörből valamilyen lapos fémernyőre irányítva G. egy másik tükör segítségével meg tudta határozni az elektromos hullámok visszaverődésének törvényeit, és ezeket a hullámokat egy nagy, aszfaltból készült prizmán keresztül kényszerítette. , a fénytörésüket is meghatározta. A visszaverődés és a fénytörés törvényei ugyanazok, mint a fényhullámok esetében. Ugyanezen tükrök segítségével G. bebizonyította, hogy az elektromos sugarak polarizált, amikor két egymással szemben elhelyezett tükör tengelye egy vibrátor hatására párhuzamos volt, a rezonátorban szikrák keletkeztek. Amikor az egyik tükröt 90°-kal elforgatták a sugarak iránya körül, vagyis a tükrök tengelyei derékszöget zártak egymással, a rezonátorban minden szikranyom eltűnt.

Ily módon G. kísérletei bebizonyították Maxwell álláspontjának helyességét. A G. vibrátor, mint egy fényforrás, energiát bocsát ki a környező térbe, amely elektromágneses sugarakon keresztül eljut mindenhez, ami elnyeli, ezt az energiát más, érzékszerveink számára hozzáférhető formába alakítva. Az elektromágneses sugarak minőségében nagyon hasonlóak a hő- vagy fénysugarakhoz. Az utóbbitól való eltérésük csak a megfelelő hullámok hosszában van. A fényhullámok hosszát tízezred milliméterben mérik, míg a vibrátorok által gerjesztett elektromágneses hullámok hosszát méterben fejezik ki. A G. által felfedezett jelenségek később számos fizikus kutatásának tárgyául szolgáltak. Általában véve G. következtetéseit teljes mértékben megerősítik ezek a tanulmányok. Ma már tudjuk továbbá, hogy az elektromágneses hullámok terjedési sebessége, amint az Maxwell elméletéből következik, a közeg változásaival együtt változik, amelyben az ilyen hullámok terjednek. Ez a sebesség fordítottan arányos √K, Ahol NAK NEK egy adott közeg úgynevezett dielektromos állandója. Tudjuk, hogy amikor az elektromágneses hullámok a vezetők mentén terjednek, az elektromos rezgések „csillapodnak”, hogy amikor az elektromos sugarak visszaverődnek, a „feszültségük” a Fresnel által a fénysugarakra adott törvényeket követi, stb.

Régóta észrevették, hogy ha egy acéltűt becsomagolunk huzalba, és ezen a dróton keresztül kiengedünk egy Leyden-edényt, akkor északi sark nem mindig ott történik a tű végén, ahol a kisülési áram irányában és szabály szerint számítani lehetett... Enciklopédiai szótár F.A. Brockhaus és I.A. Ephron

Enciklopédiai szótár F.A. Brockhaus és I.A. Ephron

E.-nek nevezik azt, amely a testben található, amely ezzel a testtel kommunikál speciális tulajdonságok, azt a képességet okozza benne, hogy mechanikusan hat más testekre, vonzza vagy bizonyos körülmények között taszítja azokat, és magában ebben a testben is... Enciklopédiai szótár F.A. Brockhaus és I.A. Ephron

Michael Faraday elnevezése azoknak a testeknek, amelyek nem, vagy egyébként rosszul vezetik az elektromosságot, mint például a levegő, üveg, különféle gyanták, kén stb. Az ilyen testeket szigetelőknek is nevezik. Faraday kutatása előtt, amelyet a 30-as években végeztek...... Enciklopédiai szótár F.A. Brockhaus és I.A. Ephron

Ha bármely villamosított test, kondenzátor, Leyden-edény vagy több ilyen edényből álló akkumulátor lemerül, elektromosság, amely abban a vezetőben jelenik meg, amelyen keresztül a kisülés keletkezik, nagyon határozott... ... Enciklopédiai szótár F.A. Brockhaus és I.A. Ephron

- (Hertz) híres német. fizikus; nemzetség. 1857-ben Berlinben és Münchenben tanult, Helmholtz segédje volt; 1883-ban priv. Assoc. Által elméleti fizika Kielben, 1885-ben a karlsruhei műszaki középiskola professzoraként; 1889 óta...... Enciklopédiai szótár F.A. Brockhaus és I.A. Ephron

- (fizikai) rendkívül vékony, enyhén sűrű és ezért nem érzékelhető vonzás, hipotetikus anyagtípusok; Az olyan anyagokat, mint a folyadékok, korábban kalóriatartalmúnak (caloricum), elektromosságnak, mágnesességnek, könnyű anyagnak, éternek tekintették... Enciklopédiai szótár F.A. Brockhaus és I.A. Ephron

A jelenségek azon csoportjától függően, amelyek megértéséhez és rendszerezéséhez vonzó és taszító erők létezését feltételezzük, ezek az utóbbiak sajátítják el. más név, mint például: P. gravitációs erők, elektromos, mágneses és... ... Enciklopédiai szótár F.A. Brockhaus és I.A. Ephron

Vonzás és taszítás Attól függően, hogy a jelenségek mely csoportjának megértéséhez és rendszerezéséhez a vonzó és taszító erők létezését feltételezzük, ez utóbbiak különböző elnevezéseket kapnak, mint például: gravitációs erők, ... ... Wikipédia

A diszkrét létezése energiaszinteket atomot Frank és Hertz kísérlete igazolja. német James tudósok Frank és Gustav Hertz számára kísérleti tanulmányok az energiaszintek diszkrétségét kaptuk Nóbel díj 1925-ben

A kísérletekhez nyomás alatti higanygőzzel töltött csövet (6.9. ábra) használtunk R≈ 1 Hgmm. Művészet. és három elektróda: katód, rács és anód.

A potenciálkülönbséggel gyorsított elektronok U a katód és a rács között. Ez a potenciálkülönbség potenciométerrel módosítható P. A rács és az anód között van egy 0,5 V-os késleltető mező (retarding potenciál módszer).

Meghatároztuk a galvanométeren áthaladó áram függőségét G a katód és a rács közötti potenciálkülönbségről U. A kísérletben az 1. ábrán látható függést kaptuk. 6.10. Itt U= 4,86 ​​V – az első gerjesztési potenciálnak felel meg.

Bohr elmélete szerint a higanyatomok mindegyike csak egy nagyon meghatározott energiát kaphat, ha valamelyik gerjesztett állapotba kerül. Ezért ha az atomokban valóban léteznek stacioner állapotok, akkor a higanyatomokkal ütköző elektronok energiát veszítenek diszkréten , bizonyos részekben , egyenlő a megfelelő energiakülönbségével stacionárius állapotok atom.

A tapasztalatból az következik, hogy a gyorsítópotenciál 4,86 ​​V-ig történő növekedésével az anódáram monoton növekszik, értéke átmegy egy maximumon (4,86 V), majd meredeken csökken, majd ismét nő. További maximumok figyelhetők meg a és .

A higanyatom talajhoz legközelebbi, gerjesztetlen állapota az izgatott állapot 4,86 V választja el az energiaskálán. Amíg a katód és a rács közötti potenciálkülönbség kisebb, mint 4,86 ​​V, az elektronok, amelyek útjuk során higanyatomokkal találkoznak, csak rugalmas ütközést tapasztalnak velük. = 4,86 ​​eV-nál az elektronenergia elegendő ahhoz, hogy rugalmatlan ütközést idézzen elő, amelyben az elektron minden energiáját a higanyatomnak adja kinetikus energia , gerjeszti az atom egyik elektronjának átmenetét a normál állapot izgatott. Azok az elektronok, amelyek elvesztették mozgási energiájukat, már nem lesznek képesek leküzdeni a fékezési potenciált és elérni az anódot. Ez magyarázza az anódáram éles csökkenését = 4,86 ​​eV. A 4,86 ​​többszörösének megfelelő energiaértékeknél az elektronok 2, 3, ... rugalmatlan ütközést tapasztalhatnak higanyatomokkal. Ilyenkor teljesen elvesztik az energiájukat és nem érik el az anódot, i.e. az anódáram élesen csökken.

A tapasztalat tehát azt mutatja az elektronok részenként adják át energiájukat a higanyatomoknak , és 4,86 ​​eV a lehető legkisebb rész, amelyet a higanyatom alapenergia állapotban elnyelhet. Következésképpen Bohr elképzelése az atomok stacionárius állapotainak létezéséről kiválóan kiállta a kísérlet próbáját.

A higanyatomok, miután energiát kaptak az elektronokkal való ütközéskor, gerjesztett állapotba kerülnek, és vissza kell térniük az alapállapotba, és Bohr második posztulátuma szerint egy frekvenciájú fénykvantumot bocsátanak ki. Által ismert érték kiszámíthatja a fénykvantum hullámhosszát: . Így ha az elmélet helyes, akkor a 4,86 ​​eV energiájú elektronok által bombázott higanyatomok kellenek a forrásnak. ultraibolya sugárzás Val vel , amit valójában felfedeztek a kísérletek során.

1888-ban Hertz kísérleti úton felfedezte az elektromágneses hullámokat, és tanulmányozta tulajdonságaikat.

A Hertznek alapvetően két kísérleti problémát kellett megoldania.

1. Hogyan szerezzünk elektromágneses hullámot?

2. Hogyan lehet észlelni az elektromágneses hullámot?

Az elektromágneses hullámok eléréséhez változó elektromos vagy mágneses mezőt kell létrehozni a tér valamely régiójában. Változó mezők léteznek oszcillációs áramkör. A probléma az, hogy ezek a mezők egy nagyon kis, korlátozott térterületen találhatók: a kondenzátor lemezei közötti elektromos mező, a tekercs belsejében lévő mágneses tér.

Növelheti a mezők által elfoglalt területet a kondenzátorlapok széthúzásával és a tekercs fordulatszámának csökkentésével.

A határértékben a kondenzátorból és egy tekercsből álló áramkört huzaldarabká alakítják, amelyet nyitott oszcillációs áramkörnek vagy Hertzi vibrátornak neveznek. Mágneses vonalak fedő vibrátor, távvezetékek elektromos mező kezdődik és végződik magán a vibrátoron.

A kondenzátorlapok közötti távolság növekedésével a C elektromos kapacitása csökken. A tekercs fordulatszámának csökkentése az induktivitásának csökkenéséhez vezet L. Az áramköri paraméterek megváltoztatása a Thomson-képlet szerint a periódus csökkenéséhez és az áramkörben a rezgések gyakoriságának növekedéséhez vezet. Az áramkörben a rezgések periódusa annyira lecsökken, hogy összemérhetővé válik a terjedési idővel elektromágneses mező a vezeték mentén. Ez azt jelenti, hogy az áram áramlási folyamata egy nyitott rezgőkörben megszűnik kvázi-stacionáriusnak lenni: az áramerősség különböző területeken a vibrátor már nem lesz a régi.

A nyitott oszcillációs körben végbemenő folyamatok egyenértékűek egy rögzített húr rezgéseivel, amelyben, mint ismeretes, állóhullám jön létre. Hasonló állóhullámok jönnek létre a töltésre és az áramra egy nyitott oszcillációs áramkörben.

Nyilvánvaló, hogy a vibrátor végein az áram mindig nulla. Az áramerősség az áramkör mentén változik, amplitúdója maximum középen (ahol a tekercs volt).

Ha az áramkörben az áramerősség maximális, a töltéssűrűség a vibrátor mentén nulla. Az ábra az áram és a töltés eloszlását mutatja a vibrátor mentén. A vibrátor körül jelenleg nincs elektromos tér, a mágneses tér a maximumon van.

A periódus negyede után az áram lesz egyenlő nullával, a vibrátor körüli mágneses tér is „eltűnik”. A maximális töltéssűrűség a vibrátor végei közelében figyelhető meg, a töltéseloszlás az ábrán látható. Az elektromos tér a vibrátor közelében jelenleg a maximumon van.

A vibrátor körüli változó mágneses tér örvény elektromos mezőt, a változó mágneses tér pedig mágneses teret hoz létre. A vibrátor elektromágneses hullámok forrásává válik. A hullám a vibrátorra merőleges irányban fut a hullámban az elektromos térerősség vektorának rezgései a vibrátorral párhuzamosan. A mágneses tér indukciós vektora a vibrátorra merőleges síkban oszcillál.

A vibrátor, amelyet Hertz a kísérletei során használt, egy egyenes, kettévágott vezető volt. A vibrátor feleit egy kis légrés választotta el egymástól. Fojtótekercseken keresztül a vibrátorfeleket nagyfeszültségű forrásra csatlakoztatták. A fojtótekercsek lassú töltési folyamatot biztosítottak a vibrátorfeleknek. A töltés felhalmozódásával a résben lévő elektromos tér növekedett. Amint ennek a mezőnek a nagysága elérte a lebontási értéket, egy szikra ugrott a vibrátor felei között. Miközben a szikra lezárta a légrést, a vibrátorban nagyfrekvenciás rezgések léptek fel, és elektromágneses hullámot bocsátott ki.

A vibrátor által kibocsátott hullámhossz a méretétől függ. Használjuk ki, hogy a vibrátorban álló áramhullám jön létre. Ennek az állóhullámnak a csomópontjai a vibrátor végein helyezkednek el (itt nincs áram), az állóhullám antinódusa középen van - itt az áram maximális. Az állóhullám csomópontjai közötti távolság egyenlő a hullámhossz felével, ezért

Ahol L– a vibrátor hossza.

Az elektromágneses hullám észleléséhez kihasználhatja azt a tényt, hogy az elektromos mező a töltésekre hat. Az elektromágneses hullám elektromos komponensének hatása alatt ingyenes díjak a vezetőben irányított mozgásba kell jönnie, azaz. áramnak kell megjelennie.

Kísérleteiben Hertz az adóval azonos méretű vevővibrátort használt. Ez biztosította a vibrátorok természetes rezgésfrekvenciájának egyenlőségét, amely szükséges a vevővibrátor rezonanciájának eléréséhez. Mert sikeres fogadás hullámok esetén a vevő vibrátort az elektromos térerősség vektorával párhuzamosan kell elhelyezni, hogy az elektromos erő hatására a vezetőben lévő elektronok elkezdhessenek egy irányba mozogni. A vevővezetőben lévő nagyfrekvenciás áramot a vevővibrátor felei közé csatlakoztatott kis gázkisülési cső izzása érzékelte.

A hullámot egy vevőkörrel „elkaphatja”, egy síkba helyezve egy sugárzó vibrátorral. Az áramkör ilyen elrendezésével a mágneses indukciós vektor merőleges lesz az áramkörre, és az áramkörbe behatoló mágneses fluxus maximális lesz. Amikor megváltozik mágneses fluxus megjelenik az áramkörben indukált áram, melynek jelzője ismét egy kis gázkisüléses cső.

Hertz nemcsak felfedezett egy elektromágneses hullámot, hanem megfigyelte annak tulajdonságait is: visszaverődés, fénytörés, interferencia, diffrakció.

Teszt" Elektromágneses hullámok»

1. Mi az elektromágneses hullám?

A. az elektromos rezgések terjedésének folyamata ben rugalmas közeg

B. a változó elektromos tér terjedésének folyamata

B. a változó elektromos és mágneses terek terjedésének folyamata a térben

D. az elektromos rezgések terjedésének folyamata vákuumban

2. Mi oszcillál az elektromágneses hullámban?

A. elektronok

B. bármilyen töltött részecskét

B. elektromos tér

D. elektromos és mágneses mezők

3. Milyen típusú hullámok az elektromágneses hullámok?

A. hogy a keresztirányú

B. hogy hosszanti

B. Az EMF lehet keresztirányú és hosszanti is – attól függően, hogy milyen közegben terjed

D. Az elektromágneses hullámok lehetnek keresztirányúak és longitudinálisak is – a kibocsátás módjától függően

4. Hogyan helyezkednek el egymáshoz képest az elektromos térerősség és a mágneses tér indukciós vektorai a hullámban?

5. Ahol helyesen látható kölcsönös megegyezés sebességvektorok, elektromos térerősség és mágneses tér indukció a hullámban?

6. Mit mondhatunk az elektromos térerősség vektorok rezgésének fázisairól és a mágneses tér indukciójáról a hullámban?

A. vektor és rezgés egy fázisban

B. vektor és antifázisban oszcillál

B. a vektoroszcilláció fázisban késik a vektoroszcillációtól azáltal

G. vektoroszcilláció fázisban késik a vektoroszcillációtól azáltal

7. Mutassa be az elektromos térerősség vektorok pillanatnyi értékei és a hullámban a mágneses tér indukciója közötti összefüggést!

A.

BAN BEN.

8. Adjon kifejezést egy elektromágneses hullám sebességének kiszámításához vákuumban!

A. B.V.G.

9. Az elektromágneses hullámok terjedési sebességének közegben és az elektromágneses hullámok vákuumban...

A. > 1 B.< 1 В. = 1

G. egyes környezetben > 1, más környezetben< 1.

10. A hosszú, rövid és ultrarövid hatótávolságú rádióhullámok közül a hullámok terjedési sebessége a legnagyobb vákuumban...

A. nagy hatótávolságú

B. rövid hatótávolságú

V. ultrarövid hatótáv

D. minden tartomány hullámainak terjedési sebessége azonos

11. Egy elektromágneses hullám hordoz...

A. Anyag

B. Energia

B. Impulzus

D. Energia és lendület

12. Milyen esetben következik be az elektromágneses hullám kisugárzása?

A. az elektron egyenletesen és egyenesen mozog

B. egy izzólámpa spirálján folyik végig váltakozó áram

V. egy zseblámpa lámpa spirálján folyik végig D.C.

G. töltött gömb olajban úszik

13. Egy oszcilláló töltés elektromágneses hullámot bocsát ki. Hogyan változik az elektromos térerősség vektor rezgéseinek amplitúdója, ha állandó frekvencián a töltésrezgések amplitúdója 2-szeresére nő?

A. 2-szeresére nő

B. 4-szeresére nő

G. 2-szeresére csökken

D. nem fog változni

14. Egy oszcilláló töltés elektromágneses hullámot bocsát ki. Hogyan változik az elektromos térerősség vektor rezgéseinek amplitúdója, ha állandó amplitúdó mellett a töltésrezgések gyakorisága 2-szeresére nő?

A. nem fog változni

B. 2-szeresére nő

V. 4-szeresére nő

G. 8-szorosára fog növekedni

15. Egy oszcilláló töltés elektromágneses hullámot bocsát ki. Hogyan változik a kibocsátott hullám intenzitása, ha állandó amplitúdó mellett a töltésrezgések gyakorisága megkétszereződik?

A. nem fog változni

B. 2-szeresére nő

V. 4-szeresére nő

G. 8-szorosára fog növekedni

16. Milyen irányban maximális a Hertz vibrátor által kibocsátott elektromágneses hullám intenzitása?

A. a hullám intenzitása minden irányban azonos

B. a vibrátor tengelye mentén

V. menti irányokban merőleges felezők a vibrátorhoz

D. a válasz a vibrátor geometriai méreteitől függ

17. A hullámhossz, amelyen a hajók adják az SOS vészjelet, 600 m, milyen frekvencián adják ki az ilyen jeleket?

A. 1, 8∙10 11 Hz B. 2,10 -6 Hz C. 5,10 5 Hz D. 2,10 5 Hz

18. Ha tükörfelület, amelyre az elektromágneses hullám hullik, helyébe egy abszolút fekete, majd a hullám által a felszínen keltett nyomás...

A. 2-szeresére nő

B. 2-szeresére csökken

V. 4-szeresére csökken

G. nem fog megváltozni

19. Radar - tárgy távolságának meghatározására szolgáló eszköz - működtetésekor a jelenséget...

tetszett az oldal? Like a barátoknak:

Előző cikk: Mekkora a fénysebesség Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete