ФИЗИКА

4.3.3. Экспериментальное исследование электромагнитных волн

Первые опыты с несветовыми электромагнитными волнами были осуществлены Г. Герцем. Для получения волны Герц применил изобретённый им вибратор, состоящий из двух стержней, разделённых искровым промежутком. При подаче на вибратор высокого напряжения от индукционной катушки в промежутке проскакивает искра. Она закорачивала промежуток, и в вибраторе возникали затухающие электрические колебания (рис. 4.3.2; показанные на рисунке дроссели предназначались для того, чтобы высокочастотный ток не ответвлялся в обмотку индуктора). За время горения искры успевало совершиться большое число колебаний, порождавших цуг электромагнитных волн, длина которых примерно вдвое превышала длину вибратора. Помещая вибраторы разной длины в фокусе вогнутого параболического зеркала, Герц получал направленные плоские волны, длина которых составляла от 0,6 до 10 м.

Исследование излучаемой волны Герц осуществлял также при помощи полуволнового вибратора с небольшим искровым промежутком посредине. При размещении такого вибратора параллельно вектору напряжённости электрического поля волны в нём возбуждались колебания тока и напряжения. Поскольку длина вибратора выбиралась равной λ/2, колебания в нём вследствие резонанса достигали такой интенсивности, что вызывали проскакивание в искровом промежутке небольших искр.

С помощью металлических зеркал и асфальтовой призмы Герц осуществил отражение и преломление электромагнитных волн и обнаружил, что оба эти явления подчиняются законам, установленных в оптике для световых волн. Отразив бегущую плоскую волну с помощью металлического зеркала в обратном направлении, Герц получил стоячую волну. Расстояние между узлами и пучностями волны позволило определить длину волны λ. Умножив λ на частоту колебаний вибратора ν, можно было найти скорость электромагнитных волн, которая оказалась близкой к с света. Располагая на пути волн решётку из медной проволоки, Герц обнаружил, что при вращении решётки вокруг луча интенсивность волн, прошедших сквозь решётку, сильно изменяется. Когда проволоки, образующие решётку, были перпендикулярны к вектору , волна проходила сквозь решётку без помех. При расположении проволок параллельно волна сквозь решётку не проходила. Таким образом была доказана поперечность электромагнитных волн.

Опыты Герца были продолжены другими учёными. А.С. Попов впервые осуществил с помощью электромагнитных волн передачу сообщения на расстояние около 250 м (были переданы слова «Генрих Герц»). В настоящее время исследования свойств электромагнитных волн продолжаются.

к к к