Опыты Герца

Спустя 10 лет после смерти Максвелла, Генрих Герц доказал существование электромагнитных волн и открыл их основные свойства, предсказанные Максвеллом.

Колебания высокой частоты, значительно превышающей частоту промышленного тока (50Гц), можно получить с помощью колебательного контура.Причем частота колебаний будет тем больше, чем меньше индуктивность и емкость контура. Однако большая частота электромагнитных волн еще не гарантирует интенсивного излучения электромагнитных волн. В своих опытах Герц использовал простое устройство, называемое сейчас вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур.

Герц получал электромагнитные волны, возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. Только колебания в вибраторе совершает не одна заряженная частица, а огромное количество электронов, движущихся согласованно.

Электромагнитные волны регистрировались Герцем с помощью приемного вибратора, представляющего собой точно такое же устройство, что и излучающий вибратор. Под действием переменного электрического поля электромагнитной волны в приемном вибраторе возбуждаются колебания тока. Если собственная частота приемного вибратора совпадет с частотой электромагнитной волны, наблюдается резонанс и колебания в приемном вибраторе происходят с большой амплитудой. Герц обнаруживал их, наблюдая искорки в очень малом промежутке между проводниками приемного вибратора.

Схема опыта Герца:

Своими опытами Герц доказал:

1)существование электромагнитных волн;

2)волны хорошо отражаются от проводников;

3)образование стоячих волн;

4)определил скорость волн в воздухе (она примерно равна скорости в вакууме - c).

Рассмотрим несколько понятий, касающихся опытов Герца:

1.Закрытый колебательный контур.

Контур называется закрытым, так как он не излучает электромагнитные волны в пространство. Энергия, сообщаемая конденсатору, идет на нагревание проводов, а поэтому колебания затухающие (контур не излучает энергию в пространство).

2.Открытый колебательный контур.

Открытый колебательный контур представляет из себя прямой кусок проводника (иногда один его конец заземляют).Открытый колебательный контур излучает энергию в виде электромагнитной волны и часть ее идет на нагревание контура.Открытый колебательный контур хорошо излучает волны, длина которых в 2 раза больше размеров контура (или в 4 раза больше, если контур заземлен).

3.Электромагнитный резонанс.

Хороший прием электромагнитной волны на контуре (вибраторе) l2 будет при резонансе. Следовательно, условие хорошего приема вибратора: l1=l2.