Wasifu Sifa Uchambuzi

Uzoefu wa Hertz ni nini? Majaribio ya Hertz

Kulingana na nadharia ya Maxwell, oscillations ya sumakuumeme inayotokana na mzunguko wa oscillatory inaweza kuenea katika nafasi. Katika kazi zake, alionyesha kwamba mawimbi haya yanaenea kwa kasi ya mwanga wa 300,000 km / s. Walakini, wanasayansi wengi walijaribu kukanusha kazi ya Maxwell, mmoja wao alikuwa Heinrich Hertz. Alikuwa na mashaka na kazi ya Maxwell na akajaribu kufanya majaribio ili kukanusha kuenea uwanja wa sumakuumeme.

Sehemu ya sumakuumeme inayoenea angani inaitwa wimbi la umeme.

Katika uwanja wa sumakuumeme, induction ya sumaku na ukali uwanja wa umeme ziko pande zote za perpendicular, na kutoka kwa nadharia ya Maxwell ilifuata kwamba ndege ya eneo la induction ya magnetic na mvutano iko kwenye angle ya 90 0 kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi la umeme (Mchoro 1).

Mchele. 1. Ndege za eneo la induction ya sumaku na nguvu ()

Heinrich Hertz alijaribu kupinga hitimisho hili. Katika majaribio yake, alijaribu kuunda kifaa cha kusoma mawimbi ya sumakuumeme. Ili kupata emitter ya mawimbi ya sumakuumeme, Heinrich Hertz alijenga kinachojulikana Hertz vibrator, sasa tunaiita antenna ya kusambaza (Mchoro 2).

Mchele. 2. Hertz vibrator ()

Wacha tuangalie jinsi Heinrich Hertz alipata radiator yake au antena ya kupitisha.

Mchele. 3. Mzunguko wa oscillatory wa Hertzian uliofungwa ()

Kwa kuwa na mzunguko wa oscillatory uliofungwa (Mchoro 3), Hertz alianza kutenganisha sahani za capacitor ndani. pande tofauti na, mwishowe, sahani zilikuwa ziko kwa pembe ya 180 0, na ikawa kwamba ikiwa oscillations ilitokea katika mzunguko huu wa oscillatory, walifunika mzunguko huu wa wazi wa oscillatory kutoka pande zote. Kama matokeo ya hili, uwanja wa umeme unaobadilika uliunda uwanja wa sumaku unaobadilishana, na uwanja wa sumaku unaobadilishana uliunda moja ya umeme, na kadhalika. Utaratibu huu ulikuja kuitwa wimbi la sumakuumeme (Mchoro 4).

Mchele. 4. Utoaji wa wimbi la sumakuumeme ()

Ikiwa chanzo cha voltage kinaunganishwa na mzunguko wa oscillatory wazi, basi cheche itaruka kati ya minus na plus, ambayo ni malipo ya kuongeza kasi. Karibu na malipo haya, kusonga kwa kasi, shamba la sumaku linalobadilishana huundwa, ambalo huunda shamba la umeme la vortex, ambalo, kwa upande wake, huunda uwanja wa sumaku unaobadilishana, na kadhalika. Hivyo, kulingana na dhana ya Heinrich Hertz, mawimbi ya sumakuumeme yatatolewa. Madhumuni ya jaribio la Hertz lilikuwa kuchunguza mwingiliano na uenezi wa mawimbi ya sumakuumeme.

Ili kupokea mawimbi ya umeme, Hertz alipaswa kufanya resonator (Mchoro 5).

Mchele. 5. Resonator ya Hertz ()

Hii ni mzunguko wa oscillatory, ambayo ilikuwa kondakta iliyofungwa iliyokatwa iliyo na mipira miwili, na mipira hii ilikuwa iko karibu na

kutoka kwa kila mmoja kwa umbali mfupi. Cheche iliruka kati ya mipira miwili ya resonator karibu wakati huo huo wakati cheche iliruka kwenye emitter (Mchoro 6).

Kielelezo 6. Utoaji na mapokezi ya mawimbi ya sumakuumeme ()

Kulikuwa na utoaji wa wimbi la umeme na, ipasavyo, mapokezi ya wimbi hili na resonator, ambayo ilitumika kama mpokeaji.

Kutokana na uzoefu huu ilifuata kwamba mawimbi ya sumakuumeme yapo, yanaeneza, ipasavyo, kuhamisha nishati, na yanaweza kuunda mkondo wa umeme ndani. kitanzi kilichofungwa, ambayo iko katika umbali mkubwa wa kutosha kutoka kwa mtoaji wa wimbi la umeme.

Katika majaribio ya Hertz, umbali kati ya mzunguko wa oscillatory wazi na resonator ilikuwa karibu mita tatu. Hii ilitosha kujua kuwa wimbi la sumakuumeme linaweza kueneza angani. Baadaye, Hertz alifanya majaribio yake na kugundua jinsi wimbi la sumakuumeme linavyoeneza, kwamba vifaa vingine vinaweza kuingiliana na uenezi, kwa mfano, vifaa vinavyoendesha mkondo wa umeme haviruhusu wimbi la umeme kupita. Nyenzo ambazo hazipitishi umeme ziliruhusu wimbi la sumakuumeme kupita.

Majaribio ya Heinrich Hertz yalionyesha uwezekano wa kupitisha na kupokea mawimbi ya sumakuumeme. Baadaye, wanasayansi wengi walianza kufanya kazi katika mwelekeo huu. Kirusi amepata mafanikio makubwa zaidi mwanasayansi Alexander Popov, ndiye aliyefanikiwa kuwa wa kwanza ulimwenguni kusambaza habari kwa mbali. Hii ndiyo tunayoita sasa redio iliyotafsiriwa katika Kirusi, "redio" inamaanisha "kutoa habari bila waya kwa kutumia mawimbi ya kielektroniki" ilifanywa mnamo Mei 7, 1895. Katika Chuo Kikuu cha St. Petersburg, kifaa cha Popov kiliwekwa, ambacho kilipokea radiogram ya kwanza ilikuwa na maneno mawili tu: Heinrich Hertz.

Ukweli ni kwamba kwa wakati huu telegraph ( uunganisho wa waya) na simu tayari ilikuwepo, na nambari ya Morse pia ilikuwepo, kwa msaada ambao mfanyakazi wa Popov alisambaza dots na dashi, ambazo ziliandikwa na kuelezewa kwenye ubao mbele ya tume. Redio ya Popov, bila shaka, si kama wapokeaji wa kisasa tunayotumia (Mchoro 7).

Mchele. 7. Mpokeaji wa redio wa Popov ()

Popov alifanya masomo yake ya kwanza juu ya mapokezi ya mawimbi ya sumakuumeme si kwa emitters ya mawimbi ya umeme, lakini kwa radi, kupokea ishara za umeme, na alimwita mpokeaji wake alama ya umeme (Mchoro 8).

Mchele. 8. Kigunduzi cha umeme cha Popov ()

Sifa za Popov ni pamoja na uwezekano wa kuunda antenna ya kupokea; idadi kubwa ya nishati kutoka kwa wimbi la sumakuumeme ili mkondo wa umeme unaopishana uingizwe kwenye antena hii.

Wacha tuchunguze ni sehemu gani za mpokeaji wa Popov. Sehemu kuu ya mpokeaji ilikuwa mshirika (tube ya kioo iliyojaa filings za chuma (Mchoro 9)).

Hali hii ya kuchuja chuma ina kubwa upinzani wa umeme, katika hali hii mshiriki mkondo wa umeme haukuiruhusu, lakini mara tu cheche ndogo ilipoingia kwa mshirika (kwa hili kulikuwa na mawasiliano mawili ambayo yalitenganishwa), tope ilipigwa na upinzani wa mshirika ulipungua mamia ya nyakati.

Sehemu inayofuata ya mpokeaji wa Popov ni kengele ya umeme (Mchoro 10).

Mchele. 10. Kengele ya umeme kwenye kipokezi cha Popov ()

Ilikuwa ni kengele ya umeme iliyotangaza kupokea wimbi la umeme. Mbali na kengele ya umeme, mpokeaji wa Popov alikuwa na chanzo mkondo wa moja kwa moja- betri (Mchoro 7), ambayo ilihakikisha uendeshaji wa mpokeaji mzima. Na, kwa kweli, antenna ya kupokea, ambayo Popov aliinua maputo(Mchoro 11).

Mchele. 11. Antena ya kupokea ()

Uendeshaji wa mpokeaji ulikuwa kama ifuatavyo: betri iliunda sasa ya umeme katika mzunguko ambao mshirika na kengele ziliunganishwa. Kengele ya umeme haikuweza kupiga, kwa kuwa mshirika alikuwa na upinzani wa juu wa umeme, sasa haukupita, na ilikuwa ni lazima kuchagua upinzani uliotaka. Wakati wimbi la sumakuumeme lilipogonga antenna inayopokea, mkondo wa umeme uliingizwa ndani yake, mkondo wa umeme kutoka kwa antenna na chanzo cha nguvu kwa pamoja ulikuwa mkubwa sana - wakati huo cheche iliruka, tope ya mshikamano ikaingia, na mkondo wa umeme ukapita. kifaa. Kengele ilianza kulia (Mchoro 12).

Mchele. 12. Kanuni ya uendeshaji ya mpokeaji wa Popov ()

Mbali na kengele, mpokeaji wa Popov alikuwa na njia ya kuvutia iliyoundwa kwa njia ambayo iligonga kengele na mshikamano wakati huo huo, na hivyo kutikisa mshirika. Wakati wimbi la sumakuumeme lilipowasili, kengele ililia, mshirika akatetemeka - machujo ya mbao yalitawanyika, na wakati huo upinzani uliongezeka tena, mkondo wa umeme uliacha kutiririka kupitia mshirika. Kengele iliacha kulia hadi mapokezi mengine ya wimbi la sumakuumeme. Hivi ndivyo mpokeaji wa Popov alivyofanya kazi.

Popov alisema yafuatayo: mpokeaji anaweza kufanya kazi vizuri kwa umbali mrefu, lakini kwa hili ni muhimu kuunda emitter nzuri sana ya mawimbi ya umeme - hii ilikuwa tatizo la wakati huo.

Usambazaji wa kwanza wa kifaa cha Popov ulifanyika kwa umbali wa mita 25, na katika miaka michache tu umbali ulikuwa tayari zaidi ya kilomita 50. Leo, kwa msaada wa mawimbi ya redio, tunaweza kusambaza habari kote kwa ulimwengu.

Sio tu Popov alifanya kazi katika eneo hili, mwanasayansi wa Italia Marconi aliweza kuanzisha uvumbuzi wake katika uzalishaji karibu duniani kote. Kwa hivyo, wapokeaji wa redio wa kwanza walikuja kwetu kutoka nje ya nchi. Tutaangalia kanuni za mawasiliano ya kisasa ya redio katika masomo yafuatayo.

Bibliografia

  1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizikia (kiwango cha msingi) - M.: Mnemosyne, 2012.
  2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizikia daraja la 10. - M.: Mnemosyne, 2014.
  3. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizikia-9. - M.: Elimu, 1990.

Kazi ya nyumbani

  1. Ni hitimisho gani la Maxwell ambalo Heinrich Hertz alijaribu kupinga?
  2. Toa ufafanuzi wa wimbi la sumakuumeme.
  3. Taja kanuni ya uendeshaji ya mpokeaji wa Popov.
  1. Mtandao wa portal Mirit.ru ().
  2. Mtandao wa portal Ido.tsu.ru ().
  3. Mtandao wa portal Reftrend.ru ().
Wimbi la sumakuumeme ni usumbufu wa uwanja wa sumakuumeme unaopitishwa angani. Kasi yake inalingana na kasi ya mwanga

2. Eleza jaribio la Hertz katika kugundua mawimbi ya sumakuumeme

Katika jaribio la Hertz, chanzo cha usumbufu wa sumakuumeme ilikuwa oscillations ya sumakuumeme ambayo iliibuka kwenye vibrator (kondakta iliyo na pengo la hewa katikati). Voltage ya juu ilitumika kwa pengo hili, ilisababisha kutokwa kwa cheche. Baada ya muda mfupi, kutokwa kwa cheche kulionekana kwenye resonator (vibrator sawa). Cheche kali zaidi ilitokea kwenye resonator, ambayo ilikuwa iko sambamba na vibrator.

3. Eleza matokeo ya jaribio la Hertz kwa kutumia nadharia ya Maxwell. Kwa nini wimbi la sumakuumeme linavuka?

Ya sasa kupitia pengo la kutokwa hutengeneza induction karibu yenyewe, flux ya magnetic huongezeka, hutokea sasa iliyosababishwa kukabiliana. Voltage katika hatua ya 1 (Mchoro 155, b wa kitabu) inaelekezwa kinyume na saa katika ndege ya kuchora, kwa hatua ya 2 ya sasa inaelekezwa juu na husababisha kuingizwa kwa hatua ya 3, mvutano unaelekezwa juu. Ikiwa mvutano unatosha kukatika kwa umeme hewa katika pengo, cheche hutokea na mtiririko wa sasa katika resonator.

Kwa sababu maelekezo ya vectors ya induction ya shamba la magnetic na nguvu ya shamba la umeme ni perpendicular kwa kila mmoja na kwa mwelekeo wa wimbi.

4. Kwa nini mionzi ya mawimbi ya umeme hutokea kwa harakati ya kasi ya malipo ya umeme? Je, nguvu ya uwanja wa umeme katika wimbi la sumakuumeme inayotolewa inategemea vipi uharakishaji wa chembe inayochajiwa?

Nguvu ya sasa ni sawia na kasi ya harakati ya chembe za kushtakiwa, hivyo wimbi la umeme hutokea tu ikiwa kasi ya harakati ya chembe hizi inategemea wakati. Nguvu katika wimbi la sumakuumeme inayotolewa inalingana moja kwa moja na uharakishaji wa chembe inayotoa mionzi.

5. Je, msongamano wa nishati ya uwanja wa sumakuumeme unategemeaje nguvu ya uwanja wa umeme?

Uzito wa nishati ya uwanja wa sumakuumeme ni sawia moja kwa moja na mraba wa nguvu ya uwanja wa umeme.

Tuma kazi yako nzuri katika msingi wa maarifa ni rahisi. Tumia fomu iliyo hapa chini

Kazi nzuri kwa tovuti">

Wanafunzi, wanafunzi waliohitimu, wanasayansi wachanga wanaotumia msingi wa maarifa katika masomo na kazi zao watakushukuru sana.

Iliyotumwa kwenye http://www.allbest.ru/

Wizara ya Elimu ya Juu na Sekondari ya Jamhuri ya Uzbekistan

Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Jamhuri ya Uzbekistan kilichopewa jina lake. Mirzo Ulugbek

Kitivo cha Fizikia

Ripoti

Nidhamu: "Optics"

Kwenye mada: "Majaribio ya Heinrich Hertz"

Imetayarishwa na:

Mwanafunzi wa mwaka wa 2

Nebesny Andrey Anatolievich

Msimamizi:

Daktari wa Sayansi ya Kimwili na Hisabati Prof.

Valiev Uygun Vakhidovich

Tashkent 2015

Utangulizi

1. Taarifa ya tatizo

2. Jambo la kuvutia

3. Hertz vibrator

4. Ruhmkorff coil

5. Kujaribu na vibrator

Maneno ya baadaye

Fasihi

Utangulizi

Heinrich Hertz alizaliwa mnamo 1857 huko Hamburg (Ujerumani) katika familia ya wakili. Tangu utotoni, alikuwa na kumbukumbu bora na uwezo bora katika kuchora, lugha, ubunifu wa kiufundi na alionyesha nia sayansi halisi. Mnamo 1880, akiwa na umri wa miaka 23, alihitimu kutoka Chuo Kikuu cha Berlin, akitetea kwa ustadi tasnifu yake ya udaktari juu ya mienendo ya kinadharia. Msimamizi wa kisayansi wa Hertz alikuwa mwanafizikia maarufu wa Uropa G. Helmholtz, ambaye Hertz alifanya kazi kama msaidizi kwa miaka mitatu iliyofuata.

Helmholtz, ambaye alishughulika na matatizo mengi katika fizikia, alitengeneza toleo lake mwenyewe la electrodynamics ya kinadharia. Nadharia yake ilishindana na nadharia zilizowasilishwa hapo awali za W. Weber na J. C. Maxwell. Hizi ndizo zilikuwa nadharia kuu tatu za sumaku-umeme wakati huo. Walakini, uthibitisho wa majaribio ulihitajika.

1. Taarifa ya tatizo

Mnamo 1879, Chuo cha Sayansi cha Berlin, kwa mpango wa Helmholtz, kiliweka mbele kazi ya ushindani: "Kuanzisha kwa majaribio ikiwa kuna uhusiano kati ya nguvu za umeme na polarization ya dielectric" Suluhisho la tatizo hili, i.e. uthibitisho wa majaribio ulitakiwa kujibu ni ipi kati ya nadharia iliyo sahihi. Helmholtz alipendekeza Hertz achukue jukumu hili. Hertz alijaribu kutatua tatizo kwa kutumia oscillations ya umeme ambayo hutokea wakati wa kutokwa kwa capacitors na inductors. Walakini, hivi karibuni alikumbana na shida - oscillations ya masafa ya juu zaidi yalihitajika kuliko walivyoweza kupata wakati huo.

Oscillations masafa ya juu, kwa kiasi kikubwa zaidi ya mzunguko wa sasa wa viwanda (50 Hz), inaweza kupatikana kwa kutumia mzunguko wa oscillating. Mzunguko wa oscillation u = 1/v (LC) itakuwa kubwa zaidi, chini ya inductance na capacitance ya mzunguko.

Hesabu rahisi inaonyesha kwamba kuunda masafa ambayo Hertz baadaye aliweza kufikia (500 MHz), capacitor yenye uwezo wa 2 nF na inductor ya 2 nH inahitajika. Walakini, maendeleo ya viwanda ya wakati huo bado hayajafikia uwezekano wa kuunda uwezo mdogo na inductances.

2. Jambo la kuvutia

Akiwa ameshindwa kutatua tatizo hili, alibaki na tumaini la kupata jibu. Tangu wakati huo, kila kitu kinachohusiana na mitetemo ya umeme kimemvutia kila wakati.

Baadaye, katika msimu wa 1886, wakati wa kurekebisha vifaa vya mihadhara, ambayo ni kuangalia coils ya induction na pengo la cheche linaloweza kurekebishwa vizuri kati ya mipira ya chuma kwenye ncha za vilima kwa kutumia skrubu ya micrometric, Hertz aligundua jambo la kuvutia: ili kusisimua cheche katika moja ya coils, si lazima kuunganisha betri yenye nguvu kwa pili, jambo kuu ni kwamba cheche hupita kupitia pengo la cheche la coil ya msingi.

Alifanya mfululizo wa majaribio ili kuthibitisha uchunguzi wake.

3. Hertz vibrator

Katika majaribio yake, Hertz alitumia kifaa rahisi, ambacho sasa kinaitwa Hertz vibrator, kutengeneza mawimbi ya sumakuumeme.

Kifaa hiki ni mzunguko wa oscillatory wazi (picha ya kulia). Mzunguko wa kawaida wa oscillatory unaoonyeshwa kwenye takwimu upande wa kushoto (unaweza kuitwa kufungwa) haifai kwa kutoa mawimbi ya umeme. Ukweli ni kwamba uwanja wa umeme unaobadilishana umejilimbikizia sana eneo ndogo nafasi kati ya sahani za capacitor, na nafasi ya magnetic ndani ya coil. Ili mionzi ya mawimbi ya sumakuumeme iwe na nguvu ya kutosha, eneo la uwanja wa umeme unaobadilishana lazima liwe kubwa na lisizungukwe na sahani za chuma. Kuna kufanana hapa na mionzi mawimbi ya sauti. Kamba inayozunguka au uma ya kurekebisha bila sanduku la resonator hutoa karibu hakuna mionzi, kwani katika kesi hii mitetemo ya hewa inasisimua katika eneo ndogo sana la nafasi moja kwa moja karibu na kamba au matawi ya uma ya kurekebisha.

Eneo ambalo uwanja wa umeme unaobadilishana huundwa huongezeka ikiwa sahani za capacitor zinahamishwa. Uwezo hupungua. Kupunguzwa kwa wakati mmoja wa eneo la sahani kutapunguza zaidi uwezo. Kupunguza capacitance itaongeza mzunguko wa asili wa mzunguko huu wa oscillatory. Ili kuongeza mzunguko hata zaidi, unahitaji kuchukua nafasi ya coil kwa waya moja kwa moja bila zamu. Inductance ya waya moja kwa moja ni kidogo sana kuliko inductance ya coil. Kuendelea kusonga sahani mbali na wakati huo huo kupunguza ukubwa wao, tutafika kwenye mzunguko wa wazi wa oscillatory. Ni waya moja kwa moja tu. Katika mzunguko wa wazi, mashtaka hayajajilimbikizia mwisho, lakini husambazwa katika kondakta. Ya sasa kwa wakati fulani kwa wakati katika sehemu zote za kondakta inaelekezwa kwa mwelekeo mmoja, lakini nguvu za sasa hazifanani katika sehemu tofauti za kondakta. Katika mwisho ni sifuri, na katikati hufikia kiwango cha juu.

Ili kusisimua oscillations katika mzunguko huo, unahitaji kukata waya katikati ili kubaki pengo ndogo ya hewa, inayoitwa pengo la cheche. Shukrani kwa pengo hili, inawezekana kutoza waendeshaji wote kwa tofauti ya juu ya uwezo.

Wakati mipira ilipewa mashtaka makubwa ya kutosha, kutokwa kwa umeme kulitokea kati yao na mzunguko wa umeme mitetemo ya bure ya umeme hutokea. Baada ya kila recharge ya mipira, cheche tena inaruka kati yao, na mchakato ulirudiwa mara nyingi. Kwa kuweka koili ya waya yenye mipira miwili kwenye ncha—kinasa sauti—kwenye umbali fulani kutoka kwenye kontua hii, Hertz aligundua kwamba cheche iliporuka kati ya mipira ya kitetemeshi, cheche ndogo pia ilitokea kati ya mipira ya kitoa sauti. Kwa hiyo, wakati wa oscillations ya umeme katika mzunguko wa umeme, uwanja wa umeme unaobadilishana wa vortex huonekana kwenye nafasi karibu nayo. Shamba hili linajenga sasa umeme katika mzunguko wa sekondari (resonator).

Kutokana na uwezo mdogo na inductance, mzunguko wa oscillation ni wa juu sana. Oscillations, bila shaka, itakuwa damped kwa sababu mbili: kwanza, kutokana na kuwepo kwa upinzani kazi katika vibrator, ambayo ni hasa juu katika pengo cheche; pili, kutokana na ukweli kwamba vibrator hutoa mawimbi ya umeme na kupoteza nishati. Baada ya oscillations kusimamishwa, chanzo huchaji tena kondakta hadi pengo la cheche litavunjika na kila kitu kurudia tena. Takwimu hapa chini inaonyesha vibrator ya Hertz iliyounganishwa katika mzunguko wa mfululizo na betri ya galvanic na coil ya Ruhmkorff.

Katika moja ya vitetemeshi vya kwanza vilivyokusanywa na mwanasayansi, mipira ya bati inayoweza kusongeshwa yenye kipenyo cha 0.3 m iliwekwa kwenye ncha za waya wa shaba wenye urefu wa m 2.6 na kipenyo cha mm 5, iliyo na pengo la cheche katikati kama zile zinazosikika. Baadaye, Hertz aliondoa mipira hii ili kuongeza mzunguko.

4. Coil ya Ruhmkorff

Coil ya Ruhmkorff, ambayo Heinrich Hertz alitumia katika majaribio yake, iliyopewa jina la mwanafizikia wa Ujerumani Heinrich Ruhmkorff, ina sehemu ya silinda na fimbo ya kati ya chuma ndani, ambayo upepo wa msingi wa waya nene hujeruhiwa. Zamu elfu kadhaa za vilima vya pili vilivyotengenezwa kwa waya mwembamba sana hujeruhiwa juu ya vilima vya msingi. Upepo wa msingi umeunganishwa kwenye betri vipengele vya kemikali na capacitor. Mvunjaji (buzzer) na kubadili huingizwa kwenye mzunguko huo. Madhumuni ya mhalifu ni kufunga kwa njia mbadala na kufungua mzunguko. Matokeo ya hii ni kwamba kwa kila mzunguko mfupi na ufunguzi katika mzunguko wa msingi, mikondo yenye nguvu ya papo hapo inaonekana katika upepo wa sekondari: wakati wa kuingiliwa - mbele (katika mwelekeo sawa na sasa wa vilima vya msingi) na wakati wa kufungwa - reverse. Wakati upepo wa msingi umefungwa, sasa inayoongezeka inapita ndani yake. Coil ya Ruhmkorff huhifadhi nishati katika msingi kwa namna ya shamba la magnetic. Nishati ya shamba la sumaku ni:

C - flux ya sumaku,

L -- inductance ya coil au kugeuka kwa mkondo.

Wakati shamba la magnetic linafikia thamani fulani, silaha huvutia na mzunguko unafungua. Wakati mzunguko unafunguliwa, kuongezeka kwa voltage (nyuma EMF) hutokea katika windings zote mbili, moja kwa moja sawia na idadi ya zamu ya windings, kubwa kwa thamani hata katika vilima vya msingi, na hata kubwa zaidi katika vilima vya sekondari, voltage ya juu ya ambayo huvunja pengo la hewa kati ya vituo vya vilima vya sekondari (voltage ya kuvunjika kwa hewa ni takriban sawa na 3 kV kwa 1mm). EMF ya nyuma katika vilima vya msingi, kupitia upinzani mdogo wa betri ya seli za kemikali, huchaji capacitor C.

5. Kujaribu na vibratorom

Uzoefu wa Heinrich Hertz

Hertz alipokea mawimbi ya sumakuumeme kwa kusisimua vibrator kwa kutumia chanzo voltage ya juu mfululizo wa mapigo ya mkondo wa kubadilishana kwa haraka. Oscillations ya chaji za umeme katika vibrator huunda wimbi la sumakuumeme. Mizunguko tu kwenye vibrator haifanyiki na chembe moja iliyoshtakiwa, lakini na idadi kubwa ya elektroni zinazosonga kwenye tamasha.

Katika wimbi la sumakuumeme, vekta E? na B? ni perpendicular kwa kila mmoja, na vector E? iko kwenye ndege inayopitia vibrator, na vekta B? perpendicular kwa ndege hii.

Takwimu inaonyesha mistari ya nguvu ya uwanja wa umeme na sumaku karibu na vibrator kwa wakati maalum: ndege ya usawa Mistari ya induction ya shamba la magnetic iko, na mistari ya nguvu ya shamba la umeme iko kwenye mstari wa wima. Mawimbi hutolewa kwa kiwango cha juu zaidi katika mwelekeo wa perpendicular kwa mhimili wa vibrator. Hakuna mionzi hutokea kwenye mhimili.

Hertz hakuweza kugundua hili mara moja. Kwa majaribio yake, alitia giza chumba chake. Naye akatembea na resonator, wakati mwingine hata kupitia kioo cha kukuza, akiangalia ambapo katika chumba, kuhusiana na jenereta, cheche ingeonekana.

Wakati wa kujaribu vibrator yake, mwanasayansi aligundua kuwa muundo unaoonekana kuwa wa asili kabisa wa kudhoofika kwa cheche kwenye resonator na umbali unaoongezeka wa chanzo cha kuzunguka huvurugika wakati resonator iko karibu na kuta au karibu na jiko la chuma.

Baada ya kufikiria sana, Hertz aligundua kuwa shida ilikuwa kutafakari kwa mawimbi, na tabia ya kushangaza ya cheche kwenye resonator karibu na kuta haikuwa chochote zaidi ya kuingiliwa. Ili kuthibitisha hili, aliunganisha karatasi ya chuma kwenye ukuta na kuweka vibrator kinyume chake. Akiwa na kitoa sauti mikononi mwake, alianza kusogea polepole kuelekea ukutani. Ilibadilika kuwa mara kwa mara, kwa vipindi vya kawaida, resonator ilianguka katika maeneo yaliyokufa ambayo hakukuwa na cheche. Hizi zilikuwa kanda ambazo wimbi la moja kwa moja la vibrator lilikutana na wimbi lililoonyeshwa la awamu ya kinyume na lilizimwa, ambalo lilithibitisha kikamilifu kuwepo kwa michakato ya kuingiliwa.

Hii ilisababisha furaha ya kweli kwa kila mtu ulimwengu wa kisayansi. Kisha alionyesha kwa urahisi uenezi wa mstari wa mionzi. Wakati njia kutoka kwa vibrator hadi resonator ilizuiwa na skrini ya chuma, cheche za resonator zilipotea kabisa. Wakati huo huo, ikawa kwamba insulators (dielectrics) ni wazi kwa mawimbi ya umeme. Mfano kamili na sheria za kuakisi mwanga ulionyeshwa kwa urahisi - kwa hili, vibrator na resonator ziliwekwa upande mmoja wa karatasi ya chuma iliyo na msingi, ambayo ilichukua jukumu la kioo, na usawa wa pembe za matukio. na tafakari iliangaliwa.

Jaribio la kuonyesha zaidi lilikuwa onyesho la uwezekano wa kinzani wa mionzi ya sumakuumeme. Kwa hili, prism iliyofanywa kwa lami yenye uzito wa tani ilitumiwa. Prism ilikuwa na sura pembetatu ya isosceles na upande wa mita 1.2 na pembe ya kilele ya 300. Kwa kuelekeza "boriti ya umeme" kwenye prism ya lami, Hertz aliandika kupotoka kwake kwa 320, ambayo inalingana na thamani ya refractive index inayokubalika ya 1.69.

Katika majaribio yake, Hertz sio tu alithibitisha kwa majaribio uwepo wa mawimbi ya sumakuumeme, lakini pia alisoma matukio yote ya kawaida ya mawimbi yoyote: tafakari kutoka kwa nyuso za chuma, kinzani kwenye prism kubwa ya dielectric, kuingiliwa kwa wimbi la kusafiri na wimbi lililoonyeshwa kutoka kwa chuma. kioo, nk. Iliwezekana pia kupima kwa majaribio kasi ya mawimbi ya umeme, ambayo iligeuka kuwa kasi sawa mwanga katika utupu. Matokeo haya yanatoa uthibitisho dhabiti zaidi wa usahihi wa nadharia ya sumakuumeme ya Maxwell, kulingana na ambayo mwanga ni wimbi la sumakuumeme.

Maneno ya baadaye

Miaka saba tu baada ya Hertz, mawimbi ya sumakuumeme yalipata matumizi katika mawasiliano yasiyotumia waya. Ni muhimu kwamba mvumbuzi wa Kirusi wa redio Alexander Stepanovich Popov katika radiogram yake ya kwanza mwaka wa 1896 alisambaza maneno mawili: "Heinrich Hertz".

Lfasihi

1. Maktaba "Quantum", No. 1, 1988

2. Landsberg G.S., Optics - M.: FIZMATLIT, 2003, 848 p.

3. Kaliteevsky N.I., "Optics ya wimbi", M.: Vyssh. shule, 1978, 383s

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

5. https://ru.wikipedia.org

6. http://ido.tsu.ru

7. http://alexandr4784.narod.ru

Iliyotumwa kwenye Allbest.ru

Nyaraka zinazofanana

    wasifu mfupi G. Hertz. Uthibitisho wa majaribio Nadharia ya Maxwell kama matokeo ya uumbaji wa mwanafizikia wa Ujerumani wa vibrator (emitter) na resonator (receiver) ya mawimbi ya umeme. Muundo wa vibrator, utaratibu wa kutoa cheche za umeme.

    uwasilishaji, umeongezwa 01/15/2013

    Wazo la wimbi na tofauti yake kutoka kwa oscillation. Umuhimu wa ugunduzi wa mawimbi ya umeme na J. Maxwell, kuthibitisha majaribio ya G. Hertz na majaribio ya P. Lebedev. Mchakato na kasi ya uenezi wa uwanja wa sumakuumeme. Sifa na ukubwa wa mawimbi ya sumakuumeme.

    muhtasari, imeongezwa 07/10/2011

    Wasifu wa G. Hertz na D. Frank. Kazi yao ya pamoja: kusoma mwingiliano wa elektroni na atomi gesi nzuri msongamano mdogo. Uchambuzi wa nguvu za elektroni ambazo zimegongana na atomi. Tabia za utupu na taa iliyojaa gesi.

    muhtasari, imeongezwa 12/27/2008

    Mfumo wa milinganyo wa Maxwell katika aina tofauti na muhimu. Utafiti wa R. Hertz. Kasi ya uenezi wa mawimbi ya sumakuumeme. Ugunduzi wa athari ya photoelectric. Uhesabuji wa shinikizo la mwanga. Nishati, msukumo na wingi wa EMF. Vector ya Umov-Poynting.

    uwasilishaji, umeongezwa 03/14/2016

    Tathmini ya nambari ya uhusiano kati ya vigezo wakati wa kutatua tatizo la Hertz kwa silinda kwenye sleeve. Utulivu wa sahani ya mstatili na mzigo wa kutofautiana kwa mstari kwenye ncha. Uamuzi wa masafa na njia za mitetemo ya asili ya poligoni za kawaida.

    tasnifu, imeongezwa 12/12/2013

    Ufunguzi mionzi ya x-ray Winhelm Conrad Roentgen. Kuchapishwa kwa makala "Juu ya aina mpya ya miale" katika jarida la Würzburg Physico-Medical Society. Majaribio ya Hittorf, Crookes, Hertz na Lenard. Tuzo Tuzo la Nobel katika fizikia.

    uwasilishaji, umeongezwa 02/10/2011

    Wazo la mawimbi ya sumakuumeme, kiini na sifa zao, historia ya ugunduzi na utafiti, umuhimu katika maisha ya mwanadamu. Aina za mawimbi ya umeme, yao sifa tofauti. Maeneo ya matumizi ya mawimbi ya umeme katika maisha ya kila siku, athari zao kwa mwili wa binadamu.

    muhtasari, imeongezwa 02/25/2009

    Uamuzi wa nguvu ya uga wa sumaku ya vibrator ya msingi katika eneo la karibu. Equations ya mawimbi ya kusafiri. Urefu wao na kasi ya uenezi wao katika ukanda wa mbali. Maelekezo ya vekta ya poynting. Nguvu na upinzani wa mionzi ya wimbi la umeme.

    wasilisho, limeongezwa 08/13/2013

    Njia za msingi, njia za kubainisha na kuelezea hali ya polarization ya mionzi. Masharti ya mipaka kwa vyombo vya habari vya asili vya gyrotropic. Fomula za uhusiano kati ya ukubwa wa tukio, mawimbi yaliyoonyeshwa na yaliyokataliwa. Kutatua matatizo kuhusu matukio ya wimbi la sumakuumeme.

    kazi ya kozi, imeongezwa 04/13/2014

    Uhusiano kati ya uga zinazobadilishana za umeme na sumaku zinazopishana. Sifa za nyanja za sumakuumeme na mawimbi. Umaalumu wa safu zinazolingana za mionzi na matumizi yao katika maisha ya kila siku. Athari za mawimbi ya sumakuumeme kwenye mwili wa binadamu na ulinzi kutoka kwao.

Nadharia ya umeme na matukio ya sumaku, iliyoundwa na kazi za wanahisabati bora wa nusu ya kwanza ya karne hii na hadi hivi karibuni kukubaliwa na karibu wanasayansi wote, kimsingi walidhani kuwepo kwa maji maalum ya umeme na magnetic yasiyo na uzito ambayo yana mali ya kutenda kwa mbali. Kanuni ya fundisho la Newton la mvuto wa ulimwengu wote- "action in distans" - ilibaki ikiongoza katika mafundisho ya umeme na sumaku. Lakini tayari katika miaka ya 30 Faraday ya kipaji, akiacha bila kuzingatia swali la kiini umeme na sumaku, walionyesha mawazo tofauti kabisa kuhusu matendo yao ya nje. Kuvutia na kukataa miili iliyo na umeme, umeme kupitia ushawishi, mwingiliano wa sumaku na mikondo na, hatimaye, matukio ya introduktionsutbildning ya Faraday haiwakilishi maonyesho moja kwa moja kwa umbali wa mali asili katika maji ya umeme na magnetic, lakini ni matokeo tu ya mabadiliko maalum katika hali ya kati ambayo kuna hizi inaonekana moja kwa moja kushawishi kila mmoja mashtaka ya umeme, sumaku au makondakta na mikondo. Kwa kuwa vitendo vyote kama hivyo vinazingatiwa kwa usawa katika utupu, na vile vile katika nafasi iliyojaa hewa au jambo lingine, basi katika mabadiliko yanayotokana na michakato ya umeme na sumaku. hewani, Faraday aliona sababu ya matukio haya. Kwa hivyo, kama vile kwa kutokea kwa mitetemo maalum ya etha na upitishaji wa mitetemo hii kutoka kwa chembe hadi chembe, chanzo cha nuru humuangazia kitu chochote kilicho mbali nayo, na ndani yake. kwa kesi hii Ni kupitia tu usumbufu maalum katika kati ya etha sawa na upitishaji wa usumbufu huu kutoka safu hadi safu hufanya vitendo vyote vya umeme, sumaku na sumakuumeme kuenea katika nafasi. Wazo kama hilo lilikuwa kanuni elekezi katika utafiti wote wa Faraday; yeye ni muhimu zaidi na kumpeleka kwenye uvumbuzi wake wote maarufu. Lakini haikuwa upesi na haikuwa rahisi kwamba mafundisho ya Faraday yakawa na nguvu zaidi katika sayansi. Kwa miongo kadhaa, wakati ambapo matukio yaliyogunduliwa na yeye yaliweza kufanyiwa uchunguzi wa kina na wa kina, mawazo ya msingi ya Faraday yalipuuzwa au kuchukuliwa moja kwa moja kuwa hayakubaliki na hayajathibitishwa. Ni katika nusu ya pili ya miaka ya sitini ambapo mfuasi mwenye talanta wa Faraday, ambaye alikufa mapema sana, Karani Maxwell, alionekana, ambaye alitafsiri na kuendeleza nadharia ya Faraday, akiipa tabia madhubuti ya hisabati. Maxwell alithibitisha umuhimu wa kuwepo kwa kasi ya mwisho ambayo uhamisho wa madhara ya sasa ya umeme au sumaku hutokea kwa njia ya kati. Kasi hii, kulingana na Maxwell, inapaswa kuwa sawa na kasi ambayo mwanga huenea katikati inayozingatiwa. Mazingira yanayohusika katika usafirishaji wa umeme na vitendo vya sumaku, haiwezi kuwa zaidi ya etha sawa, ambayo inaruhusiwa katika nadharia ya mwanga na joto la mionzi. Mchakato wa uenezi wa vitendo vya umeme na sumaku katika nafasi lazima iwe sawa sawa na mchakato wa uenezi wa mionzi ya mwanga. Sheria zote zinazohusiana na miale ya mwanga zinatumika kikamilifu mionzi ya umeme. Kulingana na Maxwell, jambo la mwanga yenyewe ni jambo la umeme. Mwale wa mwanga ni mfululizo wa misukosuko ya umeme inayosisimka kwa mpangilio katika etha ya kati, ndogo sana. mikondo ya umeme. Ni nini mabadiliko katika mazingira yanajumuisha chini ya ushawishi wa umeme wa mwili fulani, sumaku ya chuma, au uundaji wa sasa katika coil fulani bado haijulikani. Nadharia ya Maxwell bado haifanyi iwezekane kufikiria wazi asili ya kasoro inayodhaniwa. Nini uhakika ni kwamba mabadiliko yoyote deformation ya kati inayozalishwa ndani yake chini ya ushawishi wa umeme wa miili inaambatana na kuibuka kwa matukio ya magnetic katika mazingira haya na, kinyume chake, mabadiliko yoyote katika mazingira ya deformations kusababisha ndani yake chini ya ushawishi wa yoyote mchakato wa magnetic, inaambatana na msisimko wa vitendo vya umeme. Ikiwa wakati wowote wa kati, umeharibika na umeme wa mwili fulani, nguvu ya umeme inazingatiwa katika mwelekeo unaojulikana, yaani, katika mwelekeo huu mpira mdogo sana wa umeme uliowekwa mahali fulani utaanza kusonga, basi kwa ongezeko lolote. au kupungua kwa deformation ya kati, pamoja na ongezeko au kupungua kwa nguvu ya umeme katika hatua fulani, nguvu ya magnetic itaonekana ndani yake kwa mwelekeo perpendicular kwa nguvu ya umeme - iliyowekwa hapa. nguzo ya sumaku itapokea msukumo katika mwelekeo perpendicular kwa nguvu ya umeme. Haya ni matokeo yanayofuata kutoka kwa nadharia ya Maxwell ya umeme. Licha ya kupendezwa sana na fundisho la Faraday-Maxwell, lilitiliwa shaka na wengi. Ujumla wa ujasiri sana ulitiririka kutoka kwa nadharia hii! Majaribio ya G. (Heinrich Hertz), yaliyofanyika mwaka wa 1888, hatimaye yalithibitisha usahihi wa nadharia ya Maxwell. G. imeweza, kwa kusema, kutekeleza fomula za hisabati Maxwell, ilikuwa kweli inawezekana kuthibitisha uwezekano wa kuwepo kwa umeme, au, kwa usahihi, mionzi ya umeme. Kama ilivyoelezwa tayari, kulingana na nadharia ya Maxwell, uenezi wa mwanga wa mwanga kimsingi ni uenezaji wa usumbufu wa umeme unaoundwa mfululizo katika etha, kubadilisha mwelekeo wao haraka. Mwelekeo ambao usumbufu kama huo, kama vile deformations, unasisimua, kulingana na Maxwell, ni perpendicular kwa mwanga wa mwanga yenyewe. Kuanzia hapa ni dhahiri kwamba msisimko wa moja kwa moja katika mwili wowote wa mikondo ya umeme hubadilika haraka sana katika mwelekeo, i.e. msisimko katika kondakta wa mikondo ya umeme ya mwelekeo unaobadilishana na wa muda mfupi sana unapaswa kusababisha usumbufu wa umeme katika etha inayozunguka kondakta huyu, kwa kasi. kubadilisha katika mwelekeo wao, i.e. inapaswa kusababisha jambo hilo kwa ubora kabisa sawa na hiyo, miale ya mwanga ni nini. Lakini imejulikana kwa muda mrefu kuwa wakati mwili wa umeme au jarida la Leyden linatolewa, a mstari mzima mikondo ya umeme kwa njia tofauti katika mwelekeo mmoja au nyingine. Mwili wa kutokwa haupotezi umeme wake mara moja, kinyume chake, wakati wa kutokwa hurejeshwa mara kadhaa na moja au nyingine ya umeme kulingana na ishara. Chaji zinazofuatana zinazotokea kwenye mwili hupungua kidogo kidogo kwa ukubwa. Makundi kama hayo yanaitwa oscillatory. Muda wa kuwepo kwa kondakta wa mtiririko wa umeme mara mbili mfululizo wakati wa kutokwa vile, yaani, muda. mitetemo ya umeme, au vinginevyo, muda wa muda kati ya nyakati mbili ambapo chombo cha kutokwa hupokea malipo makubwa zaidi yanayotokea juu yake kwa mfululizo, kinaweza kuhesabiwa kutoka kwa sura na ukubwa wa mwili wa kutokwa na kondakta ambayo kutokwa vile hutokea. Kulingana na nadharia, muda huu wa oscillations umeme (T) imeonyeshwa na formula:

T = 2π√(LC).

Hapa NA inasimama kwa uwezo wa umeme kutoa mwili na L - mgawo wa kujiingiza kondakta kwa njia ambayo kutokwa hutokea (tazama). Idadi zote mbili zinaonyeshwa kulingana na mfumo sawa wa vitengo kamili. Wakati wa kutumia jar ya kawaida ya Leyden, iliyotolewa kwa njia ya waya inayounganisha sahani zake mbili, muda wa oscillations ya umeme, i.e. T, imedhamiriwa katika 100 na hata elfu 10 ya sekunde. Katika majaribio yake ya kwanza, G. alitia umeme mipira miwili ya chuma (kipenyo cha sentimeta 30) kwa njia tofauti na kuwaruhusu kutoka kwa fimbo fupi na nene ya shaba, iliyokatwa katikati, ambapo cheche ya umeme iliundwa kati ya mipira hiyo miwili. vilivyowekwa vinaelekeana kwenye ncha za nusu mbili za fimbo. Mtini. 1 inaonyesha mchoro wa majaribio ya G. (kipenyo cha fimbo 0.5 cm, kipenyo cha mpira b Na b" 3 cm, pengo kati ya mipira hii ni karibu 0.75 cm na umbali kati ya vituo vya mipira. S V S" sawa na m 1).

Baadaye, badala ya mipira, G. alitumia karatasi za chuma za mraba (40 cm kila upande), ambazo aliziweka kwenye ndege moja. Kuchaji kwa mipira au karatasi kama hizo kulifanywa kwa kutumia coil ya Ruhmkorff inayofanya kazi. Mipira au karatasi zilichajiwa mara nyingi kwa sekunde kutoka kwa koili na kisha kutolewa kupitia fimbo ya shaba iliyo katikati yao, na kuunda cheche ya umeme kwenye pengo kati ya mipira hiyo miwili. b Na b". Muda wa oscillations ya umeme msisimko katika fimbo ya shaba ilizidi kidogo 100-elfu ya pili. Katika majaribio yake zaidi, kwa kutumia, badala ya karatasi zilizo na nusu ya fimbo ya shaba iliyowekwa kwao, mitungi fupi nene yenye ncha za spherical, kati ya ambayo cheche iliruka, G. alipokea mitetemo ya umeme, ambayo muda wake ulikuwa karibu milioni elfu. ya sekunde. Vile jozi ya mipira, karatasi au mitungi, vile vibrator, kama G. anavyoiita, kwa mtazamo wa nadharia ya Maxwellian, ni kituo kinachoeneza miale ya sumakuumeme angani, yaani, inasisimua mawimbi ya sumakuumeme kwenye etha, kama vile chanzo chochote cha mwanga kinachosisimua mawimbi ya mwanga kuzunguka yenyewe. Lakini miale hiyo ya sumakuumeme au mawimbi ya sumakuumeme hayawezi kuwa na athari kwenye jicho la mwanadamu. Tu katika kesi wakati muda wa kila treni ya umeme. oscillation ingefikia moja tu ya bilioni 392 ya sekunde, jicho la mwangalizi lingevutiwa na oscillations hizi na mwangalizi angeona boriti ya sumakuumeme. Lakini ili kufikia kasi hiyo ya oscillations ya umeme ni muhimu vibrator, kwa ukubwa unaolingana na chembe za kimwili. Kwa hiyo, ili kuchunguza miale ya umeme, njia maalum zinahitajika katika usemi unaofaa wa V. Thomson (sasa Lord Kelvin), "jicho la umeme" maalum linahitajika. "Jicho la umeme" kama hilo lilipangwa na G kwa njia rahisi zaidi, hebu tufikirie kuwa kwa umbali fulani kutoka kwa vibrator kuna kondakta mwingine. Usumbufu katika etha iliyosisimuliwa na vibrator inapaswa kuathiri hali ya kondakta huyu. Kondakta huyu atakuwa chini ya mfululizo wa mfululizo wa msukumo, akielekea kusisimua ndani yake kitu sawa na kile kilichosababisha usumbufu huo katika ether, yaani, huwa na kuunda mikondo ya umeme ndani yake, kubadilisha mwelekeo kulingana na kasi ya oscillations ya umeme katika vibrator yenyewe. Lakini misukumo, ikipishana mfululizo, inaweza tu kuchangia kila mmoja wakati ina mdundo kabisa na kile inachosababisha. harakati za umeme katika kondakta kama huyo. Baada ya yote, ni kamba tu iliyounganishwa kwa pamoja inayoweza kutetemeka vizuri kutoka kwa sauti iliyotolewa na kamba nyingine, na hivyo inaweza kuwa chanzo cha sauti huru. Kwa hivyo, kondakta lazima, kwa kusema, apate umeme na vibrator. Kama vile kamba ya urefu na mvutano fulani ina uwezo wa oscillations inayojulikana kwa kasi ya kasi inapopigwa, vivyo hivyo katika kila kondakta msukumo wa umeme unaweza kutoa tu oscillations ya umeme kabisa. vipindi fulani. Kuinama kwa saizi zinazofaa waya wa shaba kwa namna ya mduara au mstatili, na kuacha pengo ndogo tu kati ya ncha za waya na mipira ndogo iliyoibiwa juu yao (Mchoro 2), ambayo moja, kwa njia ya screw, inaweza kukaribia au kuondoka kutoka kwa nyingine. , G. akapokea kama alivyoita; resonator kwa vibrator yake (katika majaribio yake mengi, wakati mipira au karatasi zilizotajwa hapo juu zilitumika kama vibrator, G. alitumia waya wa shaba wa kipenyo cha cm 0.2, iliyopinda kwa namna ya duara yenye kipenyo cha cm 35, kama resonator. )

Kwa vibrator iliyofanywa kwa mitungi fupi nene, resonator ilikuwa mduara sawa wa waya, 0.1 cm nene na 7.5 cm kwa kipenyo kwa vibrator sawa, katika majaribio yake ya baadaye, G. alijenga resonator ya sura tofauti kidogo. Waya mbili za moja kwa moja, 0.5 cm dia. na urefu wa cm 50, iko moja juu ya nyingine na umbali kati ya mwisho wao wa cm 5; kutoka ncha zote mbili za waya hizi zinazotazamana, waya nyingine mbili zinazofanana za kipenyo cha 0.1 cm hutolewa perpendicular kwa mwelekeo wa waya. na urefu wa cm 15, ambazo zimeunganishwa na mipira ya mita ya cheche. Haijalishi jinsi msukumo wa mtu binafsi ni dhaifu kutokana na usumbufu unaotokea kwenye etha chini ya ushawishi wa vibrator, wao, hata hivyo, wakikuza kila mmoja kwa vitendo, wanaweza kusisimua mikondo ya umeme inayoonekana tayari kwenye resonator, iliyoonyeshwa katika malezi ya cheche kati ya mipira ya resonator. Cheche hizi ni ndogo sana (zilifikia 0.001 cm), lakini zinatosha kuwa kigezo cha msisimko wa msisimko wa umeme kwenye resonator na, kwa saizi yao, hutumika kama kiashiria cha kiwango cha usumbufu wa umeme wa resonator na. etha inayoizunguka.

Kwa kutazama cheche zinazotokea kwenye kitoa sauti kama hicho, Hertz alichunguza nafasi karibu na vibrator kwa umbali tofauti na pande tofauti. Tukiacha majaribio haya ya G. na matokeo aliyoyapata, tuendelee na utafiti uliothibitisha kuwepo. mwisho kasi ya uenezi wa vitendo vya umeme. Skrini kubwa iliyotengenezwa kwa karatasi za zinki iliunganishwa kwenye moja ya kuta za chumba ambamo majaribio yalifanywa. Skrini hii iliunganishwa chini. Kwa umbali wa mita 13 kutoka kwa skrini, vibrator iliyofanywa kwa sahani iliwekwa ili ndege za sahani zake ziwe sawa na ndege ya skrini na katikati kati ya mipira ya vibrator ilikuwa kinyume na katikati ya skrini. Ikiwa vibrator, wakati wa operesheni yake, mara kwa mara huchochea usumbufu wa umeme kwenye ether inayozunguka na ikiwa usumbufu huu unaenea katikati sio mara moja, lakini kwa kasi fulani, basi, baada ya kufikia skrini na kutafakari nyuma kutoka kwa mwisho, kama sauti na mwanga. usumbufu, usumbufu huu, pamoja na zile zinazotumwa kwenye skrini na vibrator, huunda hali katika etha, katika nafasi kati ya skrini na vibrator; sawa na hiyo, ambayo hutokea chini ya hali sawa kutokana na kuingiliwa kwa mawimbi ya kupinga, yaani katika nafasi hii usumbufu utachukua tabia. "mawimbi yaliyosimama"(tazama Mawimbi). Hali ya hewa katika maeneo yanayolingana na "nodi" Na "antinodes" ya mawimbi hayo, ni wazi, yanapaswa kutofautiana kwa kiasi kikubwa. Kuweka resonator yake na ndege yake sambamba na skrini na ili kituo chake kiwe kwenye mstari uliochorwa kutoka katikati kati ya mipira ya vibrator ya kawaida kwa ndege ya skrini, G. aliona. kwa umbali tofauti wa resonator kutoka skrini, cheche ndani yake ni tofauti sana kwa urefu. Karibu na skrini yenyewe, karibu hakuna cheche zinazoonekana kwenye resonator, pia kwa umbali sawa na 4.1 na 8.5 m Badala yake, kung'aa ni kubwa wakati resonator imewekwa kwa umbali kutoka kwa skrini sawa na 1.72 m, 6.3 m na 10.8 m. . G. alihitimisha kutokana na majaribio yake kwamba kwa wastani 4.5 m hutenganisha kutoka kwa kila mmoja nafasi hizo za resonator ambayo matukio yaliyozingatiwa ndani yake, yaani, cheche, hugeuka kuwa karibu sawa. G. alipata kitu sawa kabisa na nafasi tofauti ya ndege ya resonator, wakati ndege hii ilikuwa perpendicular kwa skrini na kupita kwenye mstari wa kawaida unaotolewa kwenye skrini kutoka katikati kati ya mipira ya vibrator na wakati. mhimili wa ulinganifu resonator (yaani, kipenyo chake kupita katikati kati ya mipira yake) ilikuwa sawa na hii ya kawaida. Tu na nafasi hii ya ndege ya resonator maxima cheche ndani yake zilipatikana ambapo, katika nafasi ya awali ya resonator, minima, na nyuma. Kwa hivyo 4.5 m inalingana na urefu "mawimbi ya sumakuumeme yaliyosimama" inayotokea kati ya skrini na vibrator katika nafasi iliyojaa hewa (matukio ya kinyume yanayozingatiwa katika resonator katika nafasi zake mbili, i.e., cheche za maxima katika nafasi moja na minima katika nyingine, zinaelezewa kikamilifu na ukweli kwamba katika nafasi moja ya oscillations ya umeme ya resonator ni msisimko ndani yake nguvu za umeme, kinachojulikana deformations umeme katika ether katika nafasi nyingine husababishwa kama matokeo ya tukio nguvu za sumaku, yaani wanachangamka deformations magnetic).

Pamoja na urefu wa "wimbi lililosimama" (l) na kwa wakati (T), sambamba na oscillation moja kamili ya umeme kwenye vibrator, kwa kuzingatia nadharia ya malezi ya usumbufu wa mara kwa mara (kama-wimbi), ni rahisi kuamua kasi. (v), ambayo usumbufu kama huo hupitishwa angani. Kasi hii

v = (2l)/T.

Katika majaribio ya G. l= 4.5 m, T= 0.000000028". Kuanzia hapa v= 320,000 (takriban) km kwa sekunde, yaani karibu sana na kasi ya mwanga inayoenea hewani. G. alisoma uenezi wa vibrations umeme katika makondakta, yaani, katika waya. Kwa ajili hiyo, maboksi sawa sahani ya shaba, ambayo ilikuja waya ndefu iliyopigwa kwa usawa (Mchoro 3).

Katika waya huu, kwa sababu ya kutafakari kwa vibrations vya umeme kutoka mwisho wake wa maboksi, " mawimbi yaliyosimama", usambazaji wa "nodes" na "antinodes" ambayo pamoja na waya G. kupatikana kwa kutumia resonator. G. inayotokana na uchunguzi huu kwa kasi ya uenezi wa oscillations umeme katika waya thamani sawa na kilomita 200,000 kwa pili. Lakini ufafanuzi huu si sahihi kwa mujibu wa nadharia ya Maxwell na katika kesi hii kasi inapaswa kuwa sawa na ya hewa, yaani, inapaswa kuwa sawa na kasi ya mwanga katika hewa (Majaribio ya 300,000 kwa pili). G. na waangalizi wengine walithibitisha msimamo wa nadharia ya Maxwell.

Kuwa na chanzo cha mawimbi ya sumakuumeme, kitetemeshi, na njia ya kugundua mawimbi hayo, resonator, G. ilithibitisha kwamba mawimbi kama hayo, kama mawimbi ya mwanga, yanaweza kuakisiwa na kuakisiwa na kwamba usumbufu wa umeme katika mawimbi haya ni sawa na mwelekeo. ya uenezi wao, yaani, aligundua ubaguzi katika mionzi ya umeme. Kwa kusudi hili, aliweka vibrator ambayo hutoa oscillations ya haraka sana ya umeme (vibrator iliyofanywa kwa mitungi miwili mifupi) kwenye mstari wa kielelezo wa kioo cha silinda kilichofanywa kwa zinki; ilivyoelezwa hapo juu, iliyofanywa kwa waya mbili za moja kwa moja. Kwa kuelekeza mawimbi ya sumakuumeme kutoka kwenye kioo cha kwanza hadi kwenye skrini fulani ya gorofa ya chuma, G., kwa msaada wa kioo kingine, aliweza kuamua sheria za kuakisi mawimbi ya umeme, na kwa kulazimisha mawimbi haya kupita kwenye prism kubwa iliyotengenezwa kwa lami. , pia aliamua kinzani zao. Sheria za kutafakari na kukataa ziligeuka kuwa sawa na kwa mawimbi ya mwanga. Kwa kutumia vioo hivi hivi, G. alithibitisha kuwa miale ya umeme polarized, wakati shoka za vioo viwili vilivyowekwa kinyume na kila mmoja vilikuwa sambamba chini ya hatua ya vibrator, cheche zilizingatiwa katika resonator. Wakati moja ya vioo ilizungushwa 90 ° karibu na mwelekeo wa mionzi, yaani, axes ya vioo ilifanya pembe ya kulia kwa kila mmoja, athari yoyote ya cheche katika resonator ilipotea.

Kwa njia hii, majaribio ya G. yalithibitisha usahihi wa nafasi ya Maxwell. Kitetemeko cha G., kama chanzo cha nuru, hutoa nishati kwenye nafasi inayozunguka, ambayo, kupitia miale ya sumakuumeme, hupitishwa kwa kila kitu kinachoweza kuinyonya, na kubadilisha nishati hii kuwa fomu nyingine inayoweza kufikiwa na hisi zetu. Miale ya sumakuumeme inafanana kabisa kwa ubora na miale ya joto au mwanga. Tofauti yao kutoka kwa mwisho iko tu katika urefu wa mawimbi yanayofanana. Urefu wa mawimbi ya mwanga hupimwa kwa elfu kumi ya milimita, wakati urefu wa mawimbi ya umeme yanayosisimuliwa na vibrators huonyeshwa kwa mita. Matukio yaliyogunduliwa na G. baadaye yalitumika kama somo la utafiti na wanafizikia wengi. Kwa ujumla, hitimisho la G. linathibitishwa kikamilifu na masomo haya. Sasa tunajua, zaidi ya hayo, kwamba kasi ya uenezaji wa mawimbi ya umeme, kama ifuatavyo kutoka kwa nadharia ya Maxwell, inabadilika pamoja na mabadiliko ya kati ambayo mawimbi hayo yanaenea. Kasi hii ni sawia √K, Wapi KWA kinachojulikana mara kwa mara ya dielectric ya kati iliyotolewa. Tunajua kwamba wakati mawimbi ya sumakuumeme yanapoenea pamoja na kondakta, mitetemo ya umeme "hupunguzwa," kwamba wakati miale ya umeme inaonyeshwa, "voltage" yao inafuata sheria zilizotolewa na Fresnel kwa miale ya mwanga, nk.

Makala ya G. kuhusu jambo linalozingatiwa, yakikusanywa pamoja, sasa yamechapishwa chini ya mada: H. Hertz, “Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft” (Lpts., 1892).

NA. Borgman.

  • - zilizowekwa na taasisi za utafiti katika uzalishaji ...

    Kitabu cha marejeleo cha kamusi ya kilimo

  • - majaribio na mimea shambani katika vyombo vya kukua bila chini, kuchimbwa kwenye udongo ...

    Kamusi ya maneno ya mimea

  • - mtoaji wa wimbi la redio aliyependekezwa naye. mwanafizikia G. Hertz, ambaye alithibitisha kuwepo kwa sumaku za umeme. mawimbi Hertz alitumia vijiti vya shaba na chuma...

    Ensaiklopidia ya kimwili

  • - kanuni ya curvature angalau, moja ya tofauti ...

    Ensaiklopidia ya kimwili

  • - majaribio yaliyofanywa mpango wa umoja na mbinu wakati huo huo katika idadi kubwa pointi ili kuanzisha viashiria vya kiasi cha hatua aina fulani, kipimo, njia na muda wa kuweka mbolea au...

    Kamusi ya maneno ya mimea

  • - antenna rahisi zaidi kwa namna ya fimbo ya chuma. mipira kwenye ncha na pengo katikati ili kuunganisha chanzo cha umeme. mitetemo, kwa mfano, coil ya Ruhmkorff au mzigo...
  • - moja ya tofauti ...

    Sayansi ya asili. Kamusi ya encyclopedic

  • - mwandishi wa kijeshi, b. Machi 24, 1870, Mwa. Kompyuta. Kanali...
  • - Prof. Nikol...

    Kubwa ensaiklopidia ya wasifu

  • - "MAJARIBU" - kuu. op. Montaigne...

    Encyclopedia ya Falsafa

  • - mji katika wilaya ya Glyboksky ya mkoa wa Chernivtsi. Kiukreni SSR, kwenye mto. Gertsovka, kilomita 35 kuelekea kusini-mashariki. kutoka Chernivtsi na kilomita 8 kutoka kwa reli. kituo cha Novoselitsa. Kiwanda cha kushona nguo na nguo...
  • - Hertz dipole, antenna rahisi zaidi iliyotumiwa na Heinrich Hertz katika majaribio ambayo yalithibitisha kuwepo kwa mawimbi ya umeme. Ilikuwa fimbo ya shaba na mipira ya chuma mwishoni, kupasuka kwake ...

    Kubwa Ensaiklopidia ya Soviet

  • - kanuni ya curvature kidogo, moja ya kanuni tofauti za mechanics, ambayo inathibitisha kwamba kwa kukosekana kwa nguvu kazi ya yote yanayowezekana kinematically, yaani, trajectories zinazoruhusiwa na miunganisho,...

    Encyclopedia kubwa ya Soviet

  • - uzoefu ambao ulikuwa uthibitisho wa majaribio wa uwazi nishati ya ndani Atomu. Ilifanyika mwaka wa 1913 na J. Frank na G. Hertz. Katika Mtini. 1 inaonyesha mchoro wa jaribio...

    Encyclopedia kubwa ya Soviet

  • - mji katika Ukraine, Chernivtsi kanda, karibu na reli. Sanaa. Novoselitsa. Wakazi elfu 2.4. Kushona na ushirika wa uzalishaji wa haberdashery "Prut". Inajulikana tangu 1408 ... Kutoka kwa kitabu Kutoka Immigrant to Inventor mwandishi Pupin Mikhail

    IX. Ugunduzi wa Hertz Lazima nikiri kwamba nilipokuja Berlin kwa mara ya kwanza, nilileta chuki za zamani dhidi ya Wajerumani, ambazo zilinizuia kwa kiasi fulani kuzoea hali hiyo mpya. Teutonicism huko Prague, niliposoma huko, iliacha hisia zisizoweza kusahaulika kwangu

    Baadhi ya matukio hatari. Majaribio ya kugawanyika mara mbili. Ecstasy ya digrii ya tatu na ya nne.

    Kutoka kwa kitabu Yoga for the West mwandishi Kerneyts S

    Baadhi majaribio hatari. Majaribio ya kugawanyika mara mbili. Ecstasy ya digrii ya tatu na ya nne. Majaribio yote yafuatayo shahada ya juu hatari. Mwanafunzi asijaribu kuzitoa kabla ya wakati wake na hasa kabla hajaiondoa hofu yote na hata woga wote kutoka kwa

    MITAMBO YA HERZIAN

    Kutoka kwa kitabu Mechanics from Antiquity to the Present Day mwandishi Grigoryan Ashot Tigranovich

    MITAMBO YA HERZ KATIKA KARNE YA 17 kazi za Galileo na Newton ziliwekwa kanuni za msingi Mechanics ya zamani katika karne ya 18 na 19. Euler, d'Alembert, Lagrange, Hamilton, Jacobi, Ostrogradsky, kulingana na misingi hii, walijenga jengo la ajabu la mechanics ya uchambuzi na kuliendeleza.

    Sura ya 4 ADVENTURE YA HERTZ NA ULIMWENGU WA NISTADT

    Kutoka kwa kitabu England. Hakuna vita, hakuna amani mwandishi Shirokorad Alexander Borisovich

    8.6.6. Maisha mafupi ya Heinrich Hertz

    Kutoka kwa kitabu Historia ya Dunia katika nyuso mwandishi Fortunatov Vladimir Valentinovich

    8.6.6. Maisha mafupi Heinrich Hertz Mwanafizikia wa Ujerumani Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) aliishi miaka thelathini na sita tu, lakini kila mtoto wa shule anajua jina hili, mtu yeyote ambaye anafahamu kidogo fizikia katika Chuo Kikuu cha Berlin, walimu wa Heinrich walikuwa wanasayansi maarufu Hermann

    Hertz vibrator

    Kutoka kwa kitabu Ensaiklopidia kubwa teknolojia mwandishi Timu ya waandishi

    Hertz vibrator Hertz vibrator ni mzunguko wa oscillatory wazi ambao una vijiti viwili vilivyotenganishwa na pengo ndogo. Vijiti vinaunganishwa na chanzo cha juu cha voltage, ambayo hujenga cheche kwenye pengo kati yao Katika vibrator ya Hertz.

    Sura ya 4. 1700 - 1749. Majaribio ya Gauxby na Grey, mashine za umeme, "Leyden jar" ya Muschenbreck, majaribio ya Franklin

    mwandishi Kuchin Vladimir

    Sura ya 4. 1700 - 1749. Majaribio ya Gauxby na Grey, magari ya umeme, "Leyden jar" Muschenbreck, majaribio ya Franklin 1701 Halley Mwanzoni mwa karne ya 18, Mwingereza Edmund Halley alianza safari tatu kwenda Bahari ya Atlantiki, wakati ambao alikuwa wa kwanza kuweka alama kwenye ramani

    Sura ya 8. 1830 - 1839 majaribio ya Faraday, majaribio ya Henry, telegraph ya Schilling, telegraph ya Morse, kipengele cha Daniel

    Kutoka kwa kitabu Popular History - kutoka kwa umeme hadi televisheni mwandishi Kuchin Vladimir

    Sura ya 8. 1830 - 1839 majaribio ya Faraday, majaribio ya Henry, Schilling telegraph, Morse telegraph, Daniel kipengele 1831 Faraday, Henry Mnamo 1831, mwanafizikia Michael Faraday alikamilisha mfululizo wa majaribio ya mafanikio, aligundua uhusiano kati ya sasa na sumaku na kuunda mpangilio wa kwanza.

    Kutoka kwa kitabu Ritz's Ballistic Theory and the Picture of the Universe mwandishi Semikov Sergey Alexandrovich

    § 4.8 Jaribio la Frank-Hertz Tofauti inayoweza kutokea inapofikia 4.9 V, elektroni katika mgongano wa inelastiki na atomi za zebaki karibu na gridi ya taifa zitazipa nguvu zake zote... Majaribio kama haya yalifanywa na atomi nyingine baadaye. Kwa wote, tabia

: Ujerumani - Nenda. Chanzo: juzuu ya VIIIa (1893): Ujerumani - Go, p. 559-563 ( · index) Vyanzo vingine: MESBE :


Majaribio ya Hertz.- Nadharia ya matukio ya umeme na sumaku, iliyoundwa na kazi za wanahisabati bora wa nusu ya kwanza ya karne hii na hadi hivi karibuni kukubaliwa na karibu wanasayansi wote, kimsingi walidhani kuwepo kwa maji maalum ya umeme na magnetic ambayo yana mali ya kutenda. kwa mbali. Kanuni ya fundisho la Newton la uvutano wa ulimwengu wote - "action in distans" - ilibaki kuongoza katika fundisho la umeme na sumaku. Lakini tayari katika miaka ya 30 Faraday ya kipaji, akiacha bila kuzingatia swali la kiini umeme na sumaku, walionyesha mawazo tofauti kabisa kuhusu matendo yao ya nje. Kuvutia na kukataa miili iliyo na umeme, umeme kupitia ushawishi, mwingiliano wa sumaku na mikondo na, hatimaye, matukio ya introduktionsutbildning ya Faraday haiwakilishi maonyesho moja kwa moja kwa umbali wa mali asili katika maji ya umeme na magnetic, lakini ni matokeo tu ya mabadiliko maalum katika hali ya kati ambayo kuna hizi inaonekana moja kwa moja kushawishi kila mmoja mashtaka ya umeme, sumaku au makondakta na mikondo. Kwa kuwa vitendo vyote kama hivyo vinazingatiwa kwa usawa katika utupu, na vile vile katika nafasi iliyojaa hewa au jambo lingine, basi katika mabadiliko yanayotokana na michakato ya umeme na sumaku. hewani, Faraday aliona sababu ya matukio haya. Kwa hivyo, kama vile kwa kutokea kwa mitetemo maalum ya etha na upitishaji wa mitikisiko hii kutoka kwa chembe hadi chembe, chanzo cha nuru huangazia kitu kilicho mbali nayo, na katika kesi hii tu kupitia usumbufu maalum katika kati ya etha sawa na. upitishaji wa usumbufu huu kutoka kwa safu athari zote za umeme, sumaku na sumakuumeme huenea katika nafasi hadi safu. Wazo kama hilo lilikuwa kanuni elekezi katika utafiti wote wa Faraday; Ni yeye ambaye muhimu zaidi alimpeleka kwenye uvumbuzi wake wote maarufu. Lakini haikuwa upesi na haikuwa rahisi kwamba mafundisho ya Faraday yakawa na nguvu zaidi katika sayansi. Kwa miongo kadhaa, wakati ambapo matukio yaliyogunduliwa na yeye yaliweza kufanyiwa uchunguzi wa kina na wa kina, mawazo ya msingi ya Faraday yalipuuzwa au kuchukuliwa moja kwa moja kuwa hayakubaliki na hayajathibitishwa. Ni katika nusu ya pili ya miaka ya sitini ambapo mfuasi mwenye talanta wa Faraday, ambaye alikufa mapema sana, Karani Maxwell, alionekana, ambaye alitafsiri na kuendeleza nadharia ya Faraday, akiipa tabia madhubuti ya hisabati. Maxwell alithibitisha umuhimu wa kuwepo kwa kasi ya mwisho ambayo uhamisho wa madhara ya sasa ya umeme au sumaku hutokea kwa njia ya kati. Kasi hii, kulingana na Maxwell, inapaswa kuwa sawa na kasi ambayo mwanga huenea katikati inayozingatiwa. Ya kati ambayo inashiriki katika uhamisho wa vitendo vya umeme na magnetic haiwezi kuwa tofauti na ether sawa, ambayo inaruhusiwa katika nadharia ya mwanga na joto la radiant. Mchakato wa uenezi wa vitendo vya umeme na sumaku katika nafasi lazima iwe sawa sawa na mchakato wa uenezi wa mionzi ya mwanga. Sheria zote zinazohusiana na miale ya mwanga zinatumika kikamilifu mionzi ya umeme. Kulingana na Maxwell, jambo la mwanga yenyewe ni jambo la umeme. Mionzi ya mwanga ni mfululizo wa usumbufu wa umeme, mikondo ya umeme ndogo sana, mfululizo msisimko katika ether ya kati. Ni nini mabadiliko katika mazingira yanajumuisha chini ya ushawishi wa umeme wa mwili fulani, sumaku ya chuma, au uundaji wa sasa katika coil fulani bado haijulikani. Nadharia ya Maxwell bado haifanyi iwezekane kufikiria wazi asili ya kasoro inayodhaniwa. Nini uhakika ni kwamba mabadiliko yoyote deformation ya kati inayozalishwa ndani yake chini ya ushawishi wa umeme wa miili inaambatana na kuibuka kwa matukio ya magnetic katika mazingira haya na, kinyume chake, mabadiliko yoyote katika mazingira ya deformations kusababisha yake chini ya ushawishi wa baadhi ya mchakato magnetic, ni akiongozana na msisimko wa vitendo umeme. Ikiwa wakati wowote wa kati, umeharibika na umeme wa mwili fulani, nguvu ya umeme inazingatiwa katika mwelekeo unaojulikana, yaani, katika mwelekeo huu mpira mdogo sana wa umeme uliowekwa mahali fulani utaanza kusonga, basi kwa ongezeko lolote. au kupungua kwa deformation ya kati, pamoja na kuongezeka au kupungua kwa nguvu ya umeme katika hatua fulani, nguvu ya sumaku itaonekana ndani yake kwa mwelekeo wa perpendicular kwa nguvu ya umeme - pole ya sumaku iliyowekwa hapa itapokea kushinikiza. mwelekeo perpendicular kwa nguvu ya umeme. Haya ni matokeo yanayofuata kutoka kwa nadharia ya Maxwell ya umeme. Licha ya kupendezwa sana na fundisho la Faraday-Maxwell, lilitiliwa shaka na wengi. Ujumla wa ujasiri sana ulitiririka kutoka kwa nadharia hii! Majaribio ya G. (Heinrich Hertz), yaliyofanyika mwaka wa 1888, hatimaye yalithibitisha usahihi wa nadharia ya Maxwell. G. aliweza, kwa kusema, kutekeleza kanuni za hisabati za Maxwell kwa kweli aliweza kuthibitisha uwezekano wa kuwepo kwa umeme, au, kwa usahihi, mionzi ya umeme. Kama ilivyoelezwa tayari, kulingana na nadharia ya Maxwell, uenezi wa mwanga wa mwanga kimsingi ni uenezaji wa usumbufu wa umeme unaoundwa mfululizo katika etha, kubadilisha mwelekeo wao haraka. Mwelekeo ambao usumbufu kama huo, kama vile deformations, unasisimua, kulingana na Maxwell, ni perpendicular kwa mwanga wa mwanga yenyewe. Kuanzia hapa ni dhahiri kwamba msisimko wa moja kwa moja katika mwili wowote wa mikondo ya umeme hubadilika haraka sana katika mwelekeo, i.e. msisimko katika kondakta wa mikondo ya umeme ya mwelekeo unaobadilishana na wa muda mfupi sana unapaswa kusababisha usumbufu wa umeme katika etha inayozunguka kondakta huyu, kwa kasi. kubadilika katika mwelekeo wao , yaani, inapaswa kusababisha jambo kwa ubora sawa na kile ambacho mionzi ya mwanga inawakilisha. Lakini imejulikana kwa muda mrefu kwamba wakati mwili wa umeme au jarida la Leyden hutolewa, mfululizo mzima wa mikondo ya umeme huundwa katika conductor kwa njia ambayo kutokwa hutokea, kwa njia tofauti katika mwelekeo mmoja au nyingine. Mwili wa kutokwa haupotezi umeme wake mara moja, kinyume chake, wakati wa kutokwa hurejeshwa mara kadhaa na moja au nyingine ya umeme kulingana na ishara. Chaji zinazofuatana zinazotokea kwenye mwili hupungua kidogo kidogo kwa ukubwa. Makundi kama hayo yanaitwa oscillatory. Muda wa kuwepo kwa kondakta wa mtiririko wa umeme mara mbili mfululizo wakati wa kutokwa vile, yaani, muda. mitetemo ya umeme, au vinginevyo, muda wa muda kati ya nyakati mbili ambapo chombo cha kutokwa hupokea malipo makubwa zaidi yanayotokea juu yake kwa mfululizo, kinaweza kuhesabiwa kutoka kwa sura na ukubwa wa mwili wa kutokwa na kondakta ambayo kutokwa vile hutokea. Kulingana na nadharia, muda huu wa oscillations umeme (T) imeonyeshwa na formula:

T = 2 π L C.


Hapa NA inasimama kwa uwezo wa umeme kutoa mwili na L - mgawo wa kujiingiza kondakta kwa njia ambayo kutokwa hutokea (tazama). Idadi zote mbili zinaonyeshwa kulingana na mfumo sawa wa vitengo kamili. Wakati wa kutumia jar ya kawaida ya Leyden, iliyotolewa kwa njia ya waya inayounganisha sahani zake mbili, muda wa oscillations ya umeme, i.e. T, imedhamiriwa katika 100 na hata elfu 10 ya sekunde. Katika majaribio yake ya kwanza, G. alitia umeme mipira miwili ya chuma (kipenyo cha sentimeta 30) kwa njia tofauti na kuwaruhusu kutoka kwa fimbo fupi na nene ya shaba, iliyokatwa katikati, ambapo cheche ya umeme iliundwa kati ya mipira hiyo miwili. vilivyowekwa vinaelekeana kwenye ncha za nusu mbili za fimbo. Mtini. 1 inaonyesha mchoro wa majaribio ya G. (kipenyo cha fimbo 0.5 cm, kipenyo cha mpira b Na (\displaystyle T=2\pi (\sqrt (LC))) 3 cm, pengo kati ya mipira hii ni karibu 0.75 cm na umbali kati ya vituo vya mipira. S V b′ sawa na m 1). Baadaye, badala ya mipira, G. alitumia karatasi za chuma za mraba (40 cm kila upande), ambazo aliziweka kwenye ndege moja. Kuchaji kwa mipira au karatasi kama hizo kulifanywa kwa kutumia coil ya Ruhmkorff inayofanya kazi. Mipira au karatasi zilichajiwa mara nyingi kwa sekunde kutoka kwa koili na kisha kutolewa kupitia fimbo ya shaba iliyo katikati yao, na kuunda cheche ya umeme kwenye pengo kati ya mipira hiyo miwili. b Na (\displaystyle T=2\pi (\sqrt (LC))). Muda wa oscillations ya umeme msisimko katika fimbo ya shaba ilizidi kidogo 100-elfu ya pili. Katika majaribio yake zaidi, kwa kutumia, badala ya karatasi zilizo na nusu ya fimbo ya shaba iliyowekwa kwao, mitungi fupi nene yenye ncha za spherical, kati ya ambayo cheche iliruka, G. alipokea mitetemo ya umeme, ambayo muda wake ulikuwa karibu milioni elfu. ya sekunde. Vile jozi ya mipira, karatasi au mitungi, vile vibrator, kama G. anavyoiita, kwa mtazamo wa nadharia ya Maxwellian, ni kituo kinachoeneza miale ya sumakuumeme angani, yaani, inasisimua mawimbi ya sumakuumeme kwenye etha, kama vile chanzo chochote cha mwanga kinachosisimua mawimbi ya mwanga kuzunguka yenyewe. Lakini miale hiyo ya sumakuumeme au mawimbi ya sumakuumeme hayawezi kuwa na athari kwenye jicho la mwanadamu. Tu katika kesi wakati muda wa kila treni ya umeme. oscillation ingefikia moja tu ya bilioni 392 ya sekunde, jicho la mwangalizi lingevutiwa na oscillations hizi na mwangalizi angeona boriti ya sumakuumeme. Lakini ili kufikia kasi hiyo ya oscillations ya umeme ni muhimu vibrator, kwa ukubwa unaolingana na chembe za kimwili. Kwa hiyo, ili kuchunguza miale ya umeme, njia maalum zinahitajika katika usemi unaofaa wa V. Thomson (sasa Lord Kelvin), "jicho la umeme" maalum linahitajika. "Jicho la umeme" kama hilo lilipangwa na G kwa njia rahisi zaidi, hebu tufikirie kuwa kwa umbali fulani kutoka kwa vibrator kuna kondakta mwingine. Usumbufu katika etha iliyosisimuliwa na vibrator inapaswa kuathiri hali ya kondakta huyu. Kondakta huyu atakuwa chini ya mfululizo wa mfululizo wa msukumo, akielekea kusisimua ndani yake kitu sawa na kile kilichosababisha usumbufu huo katika ether, yaani, huwa na kuunda mikondo ya umeme ndani yake, kubadilisha mwelekeo kulingana na kasi ya oscillations ya umeme katika vibrator yenyewe. Lakini misukumo, ikibadilishana mfululizo, inaweza tu kuchangia kila mmoja wakati wao ni wa sauti kabisa na harakati za umeme ambazo husababisha kweli katika kondakta kama huyo. Baada ya yote, ni kamba tu iliyounganishwa kwa pamoja inayoweza kutetemeka vizuri kutoka kwa sauti iliyotolewa na kamba nyingine, na hivyo inaweza kuwa chanzo cha sauti huru. Kwa hivyo, kondakta lazima, kwa kusema, apate umeme na vibrator. Kama vile kamba ya urefu na mvutano fulani ina uwezo wa kuzunguka kwa kasi inayojulikana kwa kasi inapopigwa, vivyo hivyo katika kila kondakta msukumo wa umeme unaweza kutoa oscillations ya umeme ya vipindi vyema tu. Kuwa na waya wa shaba ulioinama wa vipimo vinavyofaa kwa namna ya mduara au mstatili, na kuacha pengo ndogo tu kati ya ncha za waya na mipira midogo iliyoibiwa juu yao (Mchoro 2), ambayo moja, kwa njia ya screw; inaweza kukaribia au kusonga mbali na nyingine, G. alipokea, kama alivyotaja resonator kwa vibrator yake (katika majaribio yake mengi, wakati mipira au karatasi zilizotajwa hapo juu zilitumika kama vibrator, G. alitumia waya wa shaba wa kipenyo cha cm 0.2, iliyopinda kwa namna ya duara yenye kipenyo cha cm 35, kama resonator. ) Kwa vibrator iliyofanywa kwa mitungi fupi nene, resonator ilikuwa mduara sawa wa waya, 0.1 cm nene na 7.5 cm kwa kipenyo kwa vibrator sawa, katika majaribio yake ya baadaye, G. alijenga resonator ya sura tofauti kidogo. Waya mbili za moja kwa moja, 0.5 cm dia. na urefu wa cm 50, iko moja juu ya nyingine na umbali kati ya mwisho wao wa cm 5; kutoka ncha zote mbili za waya hizi zinazotazamana, waya nyingine mbili zinazofanana za kipenyo cha 0.1 cm hutolewa perpendicular kwa mwelekeo wa waya. na urefu wa cm 15, ambazo zimeunganishwa na mipira ya mita ya cheche. Haijalishi jinsi msukumo wa mtu binafsi ni dhaifu kutokana na usumbufu unaotokea kwenye etha chini ya ushawishi wa vibrator, wao, hata hivyo, wakikuza kila mmoja kwa vitendo, wanaweza kusisimua mikondo ya umeme inayoonekana tayari kwenye resonator, iliyoonyeshwa katika malezi ya cheche kati ya mipira ya resonator. Cheche hizi ni ndogo sana (zilifikia 0.001 cm), lakini zinatosha kuwa kigezo cha msisimko wa msisimko wa umeme kwenye resonator na, kwa saizi yao, hutumika kama kiashiria cha kiwango cha usumbufu wa umeme wa resonator na. etha inayoizunguka. Kwa kutazama cheche zinazotokea kwenye kitoa sauti kama hicho, Hertz alichunguza nafasi karibu na vibrator kwa umbali tofauti na pande tofauti. Tukiacha majaribio haya ya G. na matokeo aliyoyapata, tuendelee na utafiti uliothibitisha kuwepo. mwisho kasi ya uenezi wa vitendo vya umeme. Skrini kubwa iliyotengenezwa kwa karatasi za zinki iliunganishwa kwenye moja ya kuta za chumba ambamo majaribio yalifanywa. Skrini hii iliunganishwa chini. Kwa umbali wa mita 13 kutoka kwa skrini, vibrator iliyofanywa kwa sahani iliwekwa ili ndege za sahani zake ziwe sawa na ndege ya skrini na katikati kati ya mipira ya vibrator ilikuwa kinyume na katikati ya skrini. Ikiwa vibrator, wakati wa operesheni yake, mara kwa mara huchochea usumbufu wa umeme kwenye ether inayozunguka na ikiwa usumbufu huu unaenea katikati sio mara moja, lakini kwa kasi fulani, basi, baada ya kufikia skrini na kutafakari nyuma kutoka kwa mwisho, kama sauti na mwanga. usumbufu, usumbufu huu, pamoja na zile zinazotumwa kwa skrini na vibrator, hutengeneza etha, katika nafasi kati ya skrini na vibrator, hali inayofanana na ile inayotokea chini ya hali kama hiyo kwa sababu ya kuingiliwa kwa mawimbi yanayopingana. , yaani katika nafasi hii usumbufu utachukua mhusika "mawimbi yaliyosimama"(tazama Mawimbi). Hali ya hewa katika maeneo yanayolingana na "nodi" Na "antinodes" ya mawimbi hayo, ni wazi, yanapaswa kutofautiana kwa kiasi kikubwa. Kuweka resonator yake na ndege yake sambamba na skrini na ili kituo chake kiwe kwenye mstari uliochorwa kutoka katikati kati ya mipira ya vibrator ya kawaida kwa ndege ya skrini, G. aliona. kwa umbali tofauti wa resonator kutoka skrini, cheche ndani yake ni tofauti sana kwa urefu. Karibu na skrini yenyewe, karibu hakuna cheche zinazoonekana kwenye resonator, pia kwa umbali sawa na 4.1 na 8.5 m Badala yake, kung'aa ni kubwa wakati resonator imewekwa kwa umbali kutoka kwa skrini sawa na 1.72 m, 6.3 m na 10.8 m. . G. alihitimisha kutokana na majaribio yake kwamba kwa wastani 4.5 m hutenganisha kutoka kwa kila mmoja nafasi hizo za resonator ambayo matukio yaliyozingatiwa ndani yake, yaani, cheche, hugeuka kuwa karibu sawa. G. alipata kitu sawa kabisa na nafasi tofauti ya ndege ya resonator, wakati ndege hii ilikuwa perpendicular kwa skrini na kupita kwenye mstari wa kawaida unaotolewa kwenye skrini kutoka katikati kati ya mipira ya vibrator na wakati. mhimili wa ulinganifu resonator (yaani, kipenyo chake kupita katikati kati ya mipira yake) ilikuwa sawa na hii ya kawaida. Tu na nafasi hii ya ndege ya resonator maxima cheche ndani yake zilipatikana ambapo, katika nafasi ya awali ya resonator, minima, na nyuma. Kwa hivyo 4.5 m inalingana na urefu "mawimbi ya sumakuumeme yaliyosimama" inayotokea kati ya skrini na vibrator katika nafasi iliyojaa hewa (matukio ya kinyume yanayozingatiwa katika resonator katika nafasi zake mbili, i.e., cheche za maxima katika nafasi moja na minima katika nyingine, zinaelezewa kikamilifu na ukweli kwamba katika nafasi moja ya oscillations ya umeme ya resonator ni msisimko ndani yake nguvu za umeme, kinachojulikana deformations umeme katika ether katika nafasi nyingine husababishwa kama matokeo ya tukio nguvu za sumaku, yaani wanachangamka deformations magnetic).

Kulingana na urefu wa "wimbi lililosimama" (l) na kwa wakati (T), sambamba na oscillation moja kamili ya umeme kwenye vibrator, kwa kuzingatia nadharia ya malezi ya usumbufu wa mara kwa mara (kama-wimbi), ni rahisi kuamua kasi. (v), ambayo usumbufu kama huo hupitishwa angani. Kasi hii v = 2 l T.(\mtindo wa maonyesho v=(\frac (2l)(T))) l= 4.5 m, T Katika majaribio ya G. v= 0.000000028″. Kutoka hapa

Kuwa na chanzo cha mawimbi ya sumakuumeme, kitetemeshi, na njia ya kugundua mawimbi hayo, resonator, G. ilithibitisha kwamba mawimbi kama hayo, kama mawimbi ya mwanga, yanaweza kuakisiwa na kuakisiwa na kwamba usumbufu wa umeme katika mawimbi haya ni sawa na mwelekeo. ya uenezi wao, yaani, aligundua ubaguzi katika mionzi ya umeme. Kwa kusudi hili, aliweka vibrator ambayo hutoa oscillations ya haraka sana ya umeme (vibrator iliyofanywa kwa mitungi miwili mifupi) kwenye mstari wa kielelezo wa kioo cha silinda kilichofanywa kwa zinki; ilivyoelezwa hapo juu, iliyofanywa kwa waya mbili za moja kwa moja. Kwa kuelekeza mawimbi ya sumakuumeme kutoka kwenye kioo cha kwanza hadi kwenye skrini fulani ya gorofa ya chuma, G., kwa msaada wa kioo kingine, aliweza kuamua sheria za kuakisi mawimbi ya umeme, na kwa kulazimisha mawimbi haya kupita kwenye prism kubwa iliyotengenezwa kwa lami. , pia aliamua kinzani zao. Sheria za kutafakari na kukataa ziligeuka kuwa sawa na kwa mawimbi ya mwanga. Kwa kutumia vioo hivi hivi, G. alithibitisha kuwa miale ya umeme polarized, wakati shoka za vioo viwili vilivyowekwa kinyume na kila mmoja vilikuwa sambamba chini ya hatua ya vibrator, cheche zilizingatiwa katika resonator. Wakati moja ya vioo ilizungushwa 90 ° karibu na mwelekeo wa mionzi, yaani, axes ya vioo ilifanya pembe ya kulia kwa kila mmoja, athari yoyote ya cheche katika resonator ilipotea.

Kwa njia hii, majaribio ya G. yalithibitisha usahihi wa nafasi ya Maxwell. Kitetemeko cha G., kama chanzo cha nuru, hutoa nishati kwenye nafasi inayozunguka, ambayo, kupitia miale ya sumakuumeme, hupitishwa kwa kila kitu kinachoweza kuinyonya, na kubadilisha nishati hii kuwa fomu nyingine inayoweza kufikiwa na hisi zetu. Miale ya sumakuumeme inafanana kabisa kwa ubora na miale ya joto au mwanga. Tofauti yao kutoka kwa mwisho iko tu katika urefu wa mawimbi yanayofanana. Urefu wa mawimbi ya mwanga hupimwa kwa elfu kumi ya milimita, wakati urefu wa mawimbi ya umeme yanayosisimuliwa na vibrators huonyeshwa kwa mita. Matukio yaliyogunduliwa na G. baadaye yalitumika kama somo la utafiti na wanafizikia wengi. Kwa ujumla, hitimisho la G. linathibitishwa kikamilifu na masomo haya. Sasa tunajua, zaidi ya hayo, kwamba kasi ya uenezaji wa mawimbi ya umeme, kama ifuatavyo kutoka kwa nadharia ya Maxwell, inabadilika pamoja na mabadiliko ya kati ambayo mawimbi hayo yanaenea. Kasi hii ni sawia = 320,000 (takriban) km kwa sekunde, yaani karibu sana na kasi ya mwanga inayoenea hewani. G. alisoma uenezi wa vibrations umeme katika makondakta, yaani, katika waya. Kwa kusudi hili, sahani ya shaba ya maboksi ya aina hiyo iliwekwa sambamba na sahani moja ya vibrator, ambayo ilikuja waya mrefu iliyopigwa kwa usawa (Mchoro 3). Katika waya huu, kutokana na kutafakari kwa vibrations vya umeme kutoka mwisho wake wa maboksi, "mawimbi yaliyosimama" pia yaliundwa, usambazaji wa "nodes" na "antinodes" ambazo pamoja na waya G. kupatikana kwa kutumia resonator. G. inayotokana na uchunguzi huu kwa kasi ya uenezi wa vibrations umeme katika waya thamani sawa na 200,000 km kwa pili. Lakini ufafanuzi huu si sahihi. Kwa mujibu wa nadharia ya Maxwell, katika kesi hii kasi inapaswa kuwa sawa na kwa hewa, yaani inapaswa kuwa sawa na kasi ya mwanga katika hewa. (km 300,000 kwa sekunde). Majaribio yaliyofanywa baada ya G. na waangalizi wengine kuthibitisha msimamo wa nadharia ya Maxwell. Wapi K , (\mtindo wa kuonyesha (\sqrt (K)),) kinachojulikana mara kwa mara ya dielectric ya kati iliyotolewa. Tunajua kwamba wakati mawimbi ya sumakuumeme yanapoenea kwenye vikondakta, mitetemo ya umeme "hupunguzwa" kwamba miale ya umeme inapoakisiwa, "voltage" yake hufuata sheria zilizotolewa na Fresnel za miale ya mwanga, n.k. makala ya G. kuhusu jambo linalozingatiwa; , zilizokusanywa pamoja, sasa zimechapishwa chini ya kichwa: H. Hertz, "Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft" (Lpts., 1892).