ชีวประวัติ ลักษณะเฉพาะ การวิเคราะห์

เฮิรตซ์ค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

เมื่อต้นปี พ.ศ. 2431 ศาสตราจารย์ชาวเยอรมัน Heinrich Hertz สนใจบทความหนึ่งใน วารสารวิทยาศาสตร์. เธอเล่าถึงการทำงาน นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเคลวินและแม็กซ์เวลล์ที่สนใจในช่วงปีสุดท้ายของเขา

นักวิทยาศาสตร์สองคนนี้เล็งเห็นและพิสูจน์ด้วยความช่วยเหลือของการคำนวณที่ซับซ้อน ต่อไปนี้: ถ้าผ่านอุปกรณ์ใดๆ กระแสสลับหรือสนามแม่เหล็กสลับปรากฏขึ้น จากนั้นอุปกรณ์ดังกล่าวจะปล่อยพลังงานออกสู่ภายนอก และพาหะของมันคือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

แมกซ์เวลล์ยังระบุว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าประกอบด้วยการเคลื่อนที่และการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในอวกาศ แม้ในสุญญากาศ - สองสนามแม่เหล็กและไฟฟ้า

นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษตั้งข้อสังเกตว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วมหาศาลแต่จำกัดที่ 3 แสนกิโลเมตรต่อวินาที นั่นคือด้วยความเร็วแสง และแสงนั้นเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดพิเศษที่ตาของเรารับรู้

ไม่น่าแปลกใจเลยที่ศาสตราจารย์เฮิร์ตซ์สนใจการค้นพบของแมกซ์เวลล์ โดยวิธีการที่เขาไม่เพียง แต่อ่านเกี่ยวกับเรื่องนี้ แต่เขายังยอมรับ การตัดสินใจที่สำคัญ: หากเป็นไปตามการคำนวณว่ามีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเขาจะทำทุกอย่างเพื่อพิสูจน์โดยประจักษ์ ใช่ เขาต้องตรวจจับคลื่นเหล่านี้ให้ได้!

ศาสตราจารย์ตั้งหน้าตั้งตาทำงานอย่างกระฉับกระเฉง โดยมีหมาป่าผู้ช่วยในห้องปฏิบัติการคอยช่วยเหลือ ศาสตราจารย์กำลังเตรียมอุปกรณ์ที่เหมาะสมซึ่งจะให้บริการเขาสำหรับการทดลอง - จุดประสงค์คือการค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า!

หากเราสามารถย้อนกลับไปในปี 1888 และถูกส่งตัวไปยังห้องทดลองแห่งหนึ่ง สถาบันสารพัดช่างในคาร์ลสรูเออ เราจะได้เห็นศาสตราจารย์เฮิร์ตซ์และผู้ช่วยหนวดยาวของเขา กลางห้องมีโต๊ะสองโต๊ะเบียดชิดกัน บนโต๊ะมีอุปกรณ์พร้อมสำหรับการทดลอง

หนึ่งในนั้นประกอบด้วยขดลวดเหนี่ยวนำที่สร้างประจุไฟฟ้า และช่องว่างของประกายไฟ ซึ่งก็คือลูกบอลทองเหลืองขนาดเล็กสองลูก ซึ่งระหว่างนั้นประกายไฟฟ้าสามารถกระโดดได้หากใช้แรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมกับพวกมัน ลูกบอลอยู่ที่ปลายแท่งโลหะสองอันยาวครึ่งเมตร

แผ่นโลหะค่อนข้างใหญ่ติดอยู่ที่ปลายอีกด้านของแท่ง ซึ่งสะสมประจุไฟฟ้าที่เกิดจากขดลวดเหนี่ยวนำ อุปกรณ์นี้ต่อมาเรียกว่าเครื่องสั่น

เมื่อผู้ช่วยห้องปฏิบัติการเปิดขดลวด ประกายไฟฟ้าเริ่มกระโดดไปมาระหว่างลูกบอลของตัวเหนี่ยวนำ หนึ่งครั้งในทิศทางเดียว และอีกครั้งในทิศทางอื่น จนกระทั่งมันหายไปจนหมด

ศาสตราจารย์เฮิรตซ์มองดูการสั่นสะเทือนของประจุไฟฟ้าในช่องว่างระหว่างลูกบอลเป็นเวลานาน จากนั้นเดินไปที่ปลายด้านตรงข้ามของโต๊ะซึ่งมีอุปกรณ์อีกชิ้นหนึ่งอยู่ มันเป็นเพียงลวดที่งอเป็นวงแหวนและติดกับขาตั้งกล้อง

ที่ปลายลวดโดยประมาณเช่นเดียวกับตัวปล่อยแรงสั่นสะเทือนมีลูกบอลโลหะสองลูกตั้งอยู่: ลูกหนึ่งอยู่บนเส้นลวดโดยตรงและลูกที่สองอยู่ที่ปลายน็อต การหมุนน็อตช่วยให้ลูกบอลขยับเข้าใกล้หรือไกลออกไปได้ สายธรรมดานี้กลายเป็นที่รู้จักในฐานะเครื่องสะท้อนเสียงของเฮิรตซ์

ศาสตราจารย์หยิบขาตั้งกล้องพร้อมเครื่องสะท้อนเสียงและเดินไปที่เครื่องสั่น

ฟังอย่างระมัดระวัง Mr. Wolf - เขาหันไปหาผู้ช่วยในห้องปฏิบัติการ - ทันทีหลังจากสัญญาณของฉัน โปรดเปิดขดลวดเหนี่ยวนำ การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าในเครื่องสั่นซึ่งมองเห็นได้ในรูปของประกายไฟกระโดด จะเป็นแหล่งกำเนิดคลื่น คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มองไม่เห็น การเบี่ยงเบนในอวกาศ การนำพาพลังงาน

หากฉันวางเครื่องสะท้อนเสียงไว้ในเส้นทางของคลื่นเหล่านี้ซึ่งฉันถืออยู่ในมือ ปรากฏการณ์ที่ตรงกันข้ามควรเกิดขึ้นมากกว่าในเครื่องสั่น พลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าควรทำให้เกิดการสั่นทางไฟฟ้าในตัวสะท้อนและแสดงออกมาในประกายไฟที่กระโดดระหว่างลูกบอลที่ปลายลวดรูปวงแหวน

หากมีประกายไฟปรากฏขึ้นระหว่างปลายของแร่ คุณจะกลายเป็นพยาน การค้นพบทางวิทยาศาสตร์. เริ่มกันเลย! กรุณาเปิดขดลวดเหนี่ยวนำและฉันจะจัดการเครื่องสะท้อนเสียง

ผู้ช่วยห้องปฏิบัติการทำทุกอย่างตามคำสั่งของอาจารย์ ประกายไฟปรากฏขึ้นระหว่างลูกบอลสั่น ศาสตราจารย์เฮิร์ตซ์ถือขาตั้งกล้องที่ติดเครื่องสะท้อนเสียงอยู่ในมือและเริ่มเคลื่อนย้ายและติดตั้งเข้าที่ ตำแหน่งที่แตกต่างกันเกี่ยวกับเครื่องสั่น

สิ่งที่เกิดขึ้นต่อไปเป็นไปตามที่นักฟิสิกส์คาดการณ์ไว้ เขาแยกแยะประกายไฟที่แทบจะสังเกตไม่เห็นได้ระหว่างลูกสะท้อนเสียง และในขณะเดียวกันก็ได้ยินเสียงแตกแบบแห้งซึ่งรวมเข้ากับเสียงแตกในเครื่องสั่น เฮิรตซ์หมุนวงแหวนไปในทิศทางเดียวกันในตำแหน่งที่ประกายไฟแรงที่สุด

จากนั้นใช้มืออีกข้างที่ว่าง เขาเริ่มหมุนน็อตรีโซเนเตอร์ เพิ่มระยะห่างระหว่างลูกบอลโลหะ ประกายไฟหยุดปรากฏในระยะไม่กี่มิลลิเมตร ศาสตราจารย์มองไปที่ผู้ช่วยห้องปฏิบัติการอย่างมีชัย และใบหน้าผอมๆ ของเขาซึ่งล้อมรอบด้วยเคราสีเข้มก็เปล่งประกายด้วยรอยยิ้มที่สนุกสนาน

มิสเตอร์วูล์ฟ - ศาสตราจารย์หันไปหาผู้ช่วยห้องปฏิบัติการ - ดูเหมือนว่าคุณและฉันค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งแม็กซ์เวลล์ชาวอังกฤษคาดการณ์ไว้ล่วงหน้าด้วยการคำนวณของเขา? มาดูกันว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราย้ายเครื่องสะท้อนเสียงออกจากเครื่องสั่น

จากช่วงเวลานั้นการทดลองคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ยาวนานและประสบความสำเร็จมาตลอดเริ่มขึ้นซึ่งเฮิรตซ์เรียกว่า "แรงไฟฟ้า"

ปรากฎว่าประกายไฟของแร่ลดลงเมื่อระยะทางเพิ่มขึ้น

หืม - เฮิรตซ์พึมพำ - แม็กซ์เวลล์เขียนว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าคือการสั่น การเปลี่ยนแปลงคงที่ของแรงดันไฟฟ้าของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ส่งผ่านไปยังอีกคลื่นหนึ่ง คลื่นดังกล่าวควรสะท้อนจากหน้าจอโลหะ เช่น แสงจากกระจกเงา เราต้องได้จอเหล็กแบบนี้ Herr Wolf!

ขั้นตอนต่อไปของงานคือการศึกษาคุณสมบัติของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตรวจสอบ ด้วยความช่วยเหลือของหน้าจอโลหะ Hertz ได้รับสิ่งที่เรียกว่า คลื่นนิ่ง.

ซึ่งหมายความว่าการสั่นของคลื่นที่ไปยังหน้าจอและสะท้อนจากคลื่นจะซ้อนทับกัน ด้วยเหตุนี้จึงเหมือนกับแอนติโนดของคลื่น (สถานที่ที่มี ค่าสูงสุดเปลี่ยน สนามแม่เหล็กไฟฟ้า) และโหนด (สถานที่ที่โดยทั่วไปไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลง) ไม่เคลื่อนไหว

เมื่อศาสตราจารย์ย้ายตัวสะท้อนเสียงไปตามคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง ประกายไฟหายไปที่โหนดทั้งหมด และประกายไฟที่แรงที่สุดอยู่ที่แอนติโนด ในการทดลองนี้ ระยะห่างระหว่างโหนดที่อยู่ติดกัน (รวมถึงระหว่างแอนติโหนด) อยู่ที่ประมาณหนึ่งเมตรครึ่ง ความยาวคลื่นยาวเป็นสองเท่า - สามเมตร ด้วยความช่วยเหลือของปริซึมเรซินชนิดพิเศษ เฮิรตซ์ได้พิสูจน์ว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวสามารถหักเหได้เช่นเดียวกับแสง

ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีอยู่จริงไม่เพียงบนกระดาษเท่านั้น แต่ยังมีอยู่จริงด้วย เฮิรตซ์เองไม่ได้คาดหวังถึงการนำการค้นพบนี้ไปใช้จริง นักวิทยาศาสตร์และช่างเทคนิคคนอื่นๆ เป็นผู้บุกเบิกการสื่อสารทางวิทยุโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ ความสำคัญของการค้นพบฮีโร่ของเรื่องราวของเราได้รับการชื่นชมอย่างถูกต้อง นี่เป็นหลักฐานจากข้อเท็จจริงที่ว่าหน่วยความถี่ที่รู้จักในขณะนี้ได้รับการตั้งชื่อตามเขา

การทดลองของเฮิรตซ์

ทฤษฎีของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยผลงานของนักคณิตศาสตร์ที่ดีที่สุดในครึ่งแรกของศตวรรษนี้และจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ได้รับการยอมรับจากนักวิทยาศาสตร์เกือบทุกคน โดยพื้นฐานแล้วยอมรับการมีอยู่ของของเหลวไฟฟ้าและแม่เหล็กพิเศษไร้น้ำหนักที่มีคุณสมบัติของการกระทำที่ ระยะทาง หลักคำสอนของนิวตันเรื่อง แรงโน้มถ่วง- "การกระทำในระยะไกล" - ยังคงเป็นผู้นำในคำสอนของไฟฟ้าและแม่เหล็ก แต่แล้วในยุค 30 ฟาราเดย์ผู้ปราดเปรื่องได้ทิ้งคำถามว่า เอนทิตีไฟฟ้าและแม่เหล็ก เขาแสดงความคิดที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงเกี่ยวกับการกระทำภายนอกของพวกเขา แรงดึงดูดและแรงผลักของวัตถุที่ถูกทำให้เป็นไฟฟ้า การเกิดไฟฟ้าด้วยอิทธิพล ปฏิสัมพันธ์ของแม่เหล็กและกระแส และสุดท้าย ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตามทฤษฎีคูลอมบ์ไม่ได้แสดงให้เห็นโดยตรงที่ระยะห่างของคุณสมบัติที่มีอยู่ในของไหลไฟฟ้าและแม่เหล็ก แต่เป็นเพียง ผลที่ตามมาของการเปลี่ยนแปลงพิเศษในสถานะของตัวกลางซึ่งเห็นได้ชัดว่ามีผลกระทบโดยตรงต่อประจุไฟฟ้า แม่เหล็ก หรือตัวนำที่มีกระแส เนื่องจากการกระทำดังกล่าวทั้งหมดถูกสังเกตอย่างเท่าเทียมกันในสุญญากาศ เช่นเดียวกับในพื้นที่ที่เต็มไปด้วยอากาศหรือสสารอื่นๆ ดังนั้นในการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากกระบวนการไฟฟ้าและแม่เหล็ก บนอากาศฟาราเดย์ได้เล็งเห็นถึงสาเหตุของปรากฏการณ์เหล่านี้ ดังนั้น เช่นเดียวกับการเกิดขึ้นของการสั่นสะเทือนแบบพิเศษของอีเธอร์และการส่งผ่านการสั่นสะเทือนเหล่านี้จากอนุภาคหนึ่งไปยังอีกอนุภาคหนึ่ง แหล่งกำเนิดแสงจะส่องสว่างวัตถุบางอย่างที่อยู่ห่างไกลจากมัน ดังนั้น ในกรณีนี้จะต้องผ่านการรบกวนพิเศษในตัวกลางของอีเทอร์เดียวกันและ การส่งสิ่งรบกวนเหล่านี้จากเลเยอร์ การกระทำทางไฟฟ้า แม่เหล็ก และแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดจะแพร่กระจายไปยังเลเยอร์ในอวกาศ แนวคิดนี้เป็นแนวทางในการวิจัยทั้งหมดของฟาราเดย์ เธอบางสิ่งบางอย่าง ที่สำคัญที่สุดคือและนำเขาไปสู่การค้นพบที่มีชื่อเสียงทั้งหมดของเขา แต่การสอนของ Faraday นั้นไม่ช้าและไม่สามารถรวมเข้ากับวิทยาศาสตร์ได้อย่างง่ายดาย เป็นเวลาหลายสิบปีที่ปรากฏการณ์ที่ค้นพบโดยเขาได้รับการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วนและละเอียดที่สุด แนวคิดหลักของฟาราเดย์ถูกเพิกเฉยหรือพิจารณาโดยตรงว่าไม่ค่อยน่าเชื่อและไม่ได้รับการพิสูจน์ ในช่วงครึ่งหลังของอายุหกสิบเศษเท่านั้นที่มีผู้ติดตามที่มีพรสวรรค์ของ Faraday ซึ่งเสียชีวิตเร็วมาก Clerk Maxwell ปรากฏตัวขึ้นซึ่งตีความและพัฒนาทฤษฎีของ Faraday ทำให้เป็นตัวละครทางคณิตศาสตร์ที่เคร่งครัด แม็กซ์เวลล์ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความจำเป็นของการมีอยู่ของความเร็วจำกัด ซึ่งการส่งผ่านการกระทำของกระแสไฟฟ้าหรือแม่เหล็กเกิดขึ้นผ่านตัวกลาง Maxwell กล่าวว่าความเร็วนี้ควรเท่ากับความเร็วที่แสงส่องผ่านในตัวกลางภายใต้การพิจารณาสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการส่งไฟฟ้าและ การกระทำของแม่เหล็ก, ไม่สามารถเป็นอย่างอื่นได้นอกจากอีเธอร์ชนิดเดียวกันซึ่งเป็นที่ยอมรับในทฤษฎีของแสงและความร้อนจากการแผ่รังสี กระบวนการแพร่กระจายของการกระทำทางไฟฟ้าและแม่เหล็กในอวกาศจะต้องมีคุณภาพเหมือนกับกระบวนการแพร่กระจายของรังสีแสง กฎหมายทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับรังสีแสงมีผลบังคับใช้กับ รังสีไฟฟ้าตาม Maxwell ปรากฏการณ์ของแสงเป็นปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า ลำแสงเป็นชุดของการรบกวนทางไฟฟ้าที่กระตุ้นอย่างต่อเนื่องในอีเธอร์ของตัวกลางซึ่งมีขนาดเล็กมาก กระแสไฟฟ้า. อะไรคือการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าของร่างกาย, การดึงดูดเหล็กหรือการก่อตัวของกระแสในขดลวด - ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ยังไม่สามารถแสดงลักษณะของการเสียรูปที่สันนิษฐานได้อย่างชัดเจน เป็นที่แน่นอนเท่านั้นว่า การเปลี่ยนแปลงใด ๆการเปลี่ยนรูปของตัวกลางที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าของร่างกายนั้นมาพร้อมกับการปรากฏตัวของปรากฏการณ์แม่เหล็กในตัวกลางนี้และในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงใด ๆในสภาพแวดล้อมของการเสียรูปส่งผลให้อยู่ภายใต้อิทธิพลของบางคน กระบวนการแม่เหล็กมาพร้อมกับความตื่นเต้น การกระทำทางไฟฟ้า. หาก ณ จุดใดในตัวกลางที่เปลี่ยนรูปโดยการใช้ไฟฟ้าของวัตถุบางส่วน จะมีการสังเกตแรงเคลื่อนไฟฟ้าในทิศทางหนึ่ง นั่นคือ ลูกบอลไฟฟ้าขนาดเล็กมากที่วางอยู่ในตำแหน่งที่กำหนดจะเคลื่อนที่ในทิศทางนี้ จากนั้นไม่ว่าจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงใน การเปลี่ยนรูปของตัวกลางพร้อมกับการเพิ่มหรือลดแรงไฟฟ้า ณ จุดที่กำหนด แรงแม่เหล็กจะปรากฏในทิศทางตั้งฉากกับแรงไฟฟ้า - วางไว้ที่นี่ ขั้วแม่เหล็กจะได้รับแรงผลักในทิศทางตั้งฉากกับแรงเคลื่อนไฟฟ้า นี่คือผลลัพธ์ที่ตามมาจากทฤษฎีไฟฟ้าของ Maxwell แม้จะมีความสนใจอย่างมากในคำสอนของ Faraday-Maxwell แต่หลายคนก็พบกับความสงสัย ทฤษฎีนี้มีลักษณะทั่วไปที่ชัดเจนเกินไป! การทดลอง G. (Heinrich Hertz) ที่ผลิตในปี 1888 ได้ยืนยันความถูกต้องของทฤษฎีของ Maxwell ในที่สุด ช. จัดการ, พูด, ตระหนัก สูตรทางคณิตศาสตร์ Maxwell สามารถพิสูจน์ความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของรังสีไฟฟ้าหรือแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างถูกต้อง ตามที่ระบุไว้แล้ว ตามทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ การแพร่กระจายของลำแสงโดยพื้นฐานแล้ว การแพร่กระจายของการรบกวนทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในอีเทอร์ และเปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็ว Maxwell กล่าวว่าทิศทางที่การก่อกวน การเสียรูปดังกล่าวตื่นเต้นนั้นอยู่ในแนวตั้งฉากกับลำแสง จากนี้ จะเห็นได้ชัดว่าการกระตุ้นโดยตรงในร่างกายของกระแสไฟฟ้าใด ๆ ที่เปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็ว เช่น การกระตุ้นในตัวนำของกระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางสลับกันและมีระยะเวลาสั้น ๆ ควรอยู่ในอีเทอร์รอบ ๆ ตัวนำนี้ การรบกวนทางไฟฟ้าที่สอดคล้องกันจะเปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็ว กล่าวคือควรทำให้เกิดปรากฏการณ์ในเชิงคุณภาพอย่างสมบูรณ์ เช่นนั้นลำแสงคืออะไร. แต่เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าเมื่อวัตถุไฟฟ้าหรือโถเลย์เดนถูกปล่อยประจุในตัวนำที่มีการคายประจุ ทั้งเส้นกระแสไฟฟ้าสลับกันในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่ง ตัวคายประจุจะไม่สูญเสียไฟฟ้าในทันที ในทางกลับกัน ในระหว่างการคายประจุ จะมีการชาร์จซ้ำหลายครั้งด้วยสัญญาณไฟฟ้าอย่างใดอย่างหนึ่ง ประจุที่ต่อเนื่องกันที่ปรากฏบนร่างกายจะลดลงทีละเล็กทีละน้อยตามขนาดของมัน อันดับดังกล่าวเรียกว่า การสั่นสะเทือนระยะเวลาของการมีอยู่ในตัวนำของกระแสไฟฟ้าสองกระแสที่ต่อเนื่องกันโดยมีการปล่อยเช่นระยะเวลา การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้า,หรืออีกนัยหนึ่งคือ ช่วงเวลาระหว่างสองช่วงเวลาที่ตัวคายประจุได้รับประจุติดต่อกันมากที่สุดที่ปรากฏบนตัว สามารถคำนวณได้จากรูปร่างและขนาดของตัวคายประจุและตัวนำที่เกิดการคายประจุดังกล่าว ตามทฤษฎีแล้ว ระยะเวลาของการสั่นทางไฟฟ้านี้ (ต)แสดงโดยสูตร:

T = 2π√(LC).

ที่นี่ จากหมายถึง ความจุไฟฟ้าร่างกายคายประจุและ แอล - ค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำตัวเองตัวนำที่เกิดการปล่อย (ดู) ค่าทั้งสองจะแสดงตามระบบเดียวกันของหน่วยสัมบูรณ์ เมื่อใช้กระป๋องเลย์เดนธรรมดาซึ่งปล่อยผ่านสายไฟที่เชื่อมต่อวัสดุบุผิวทั้งสอง ระยะเวลาของการสั่นทางไฟฟ้าคือ ที,กำหนดไว้ใน 100 และแม้กระทั่ง 10,000 ของวินาที G. ในการทดลองครั้งแรกของเขาได้กระตุ้นลูกบอลโลหะสองลูก (เส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ซม.) ที่แตกต่างกันและปล่อยให้พวกมันถูกปล่อยผ่านแท่งทองแดงที่สั้นและค่อนข้างหนาซึ่งผ่าตรงกลางซึ่งเกิดประกายไฟระหว่างลูกบอลสองลูกซึ่งติดตั้งอยู่บน ปลายไม้ทั้งสองด้านหันเข้าหากัน รูปที่. รูปที่ 1 แสดงโครงร่างการทดลองของ G. (เส้นผ่านศูนย์กลางแท่ง 0.5 ซม. เส้นผ่านศูนย์กลางลูกบอล และ ข" 3 ซม. ช่องว่างระหว่างลูกบอลเหล่านี้ประมาณ 0.75 ซม. และระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของลูกบอล ใน เอส"เท่ากับ 1 ม.)

ต่อจากนั้นแทนที่จะใช้ลูกบอล G. ใช้แผ่นโลหะสี่เหลี่ยม (ด้านละ 40 ซม.) ซึ่งวางอยู่ในระนาบเดียว การโหลดลูกบอลหรือแผ่นดังกล่าวดำเนินการโดยใช้ขดลวด Ruhmkorff ที่ใช้งานอยู่ ลูกบอลหรือแผ่นกระดาษถูกชาร์จหลายครั้งต่อวินาทีจากขดลวด แล้วปล่อยผ่านแท่งทองแดงที่อยู่ระหว่างลูกบอลทั้งสอง ทำให้เกิดประกายไฟฟ้าในช่องว่างระหว่างลูกบอลทั้งสอง และ ข".ระยะเวลาของการสั่นทางไฟฟ้าที่ตื่นเต้นในกรณีนี้ในแท่งทองแดงนั้นเกินหนึ่งในแสนของวินาทีเล็กน้อย ในการทดลองต่อไปของเขาโดยใช้แท่งทองแดงครึ่งหนึ่งแทนที่จะเป็นแผ่นทรงกระบอกหนาสั้นที่มีปลายทรงกลมซึ่งระหว่างนั้นมีประกายไฟเพิ่มขึ้น G. ได้รับการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าซึ่งมีระยะเวลาเพียงประมาณหนึ่งพันล้านของ วินาที. เช่นบอลคู่แผ่นหรือกระบอกเป็นต้น เครื่องสั่น,ดังที่ G. เรียกมันว่า จากมุมมองของทฤษฎีของ Maxwell มันเป็นศูนย์กลางที่แพร่กระจายรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศ นั่นคือ มันกระตุ้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอีเทอร์ เช่นเดียวกับแหล่งกำเนิดแสงที่กระตุ้นคลื่นแสงรอบๆ ตัวมันเอง แต่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวไม่สามารถมีผลกระทบต่อดวงตาของมนุษย์ได้ เฉพาะในกรณีที่ระยะเวลาการใช้ไฟฟ้าแต่ละครั้ง การสั่นจะสูงถึงหนึ่งใน 392 พันล้านของวินาที ตาของผู้สังเกตจะประทับใจกับการสั่นเหล่านี้ และผู้สังเกตจะเห็นลำแสงแม่เหล็กไฟฟ้า แต่เพื่อให้ได้ความเร็วของการสั่นทางไฟฟ้านั้นเป็นสิ่งจำเป็น เครื่องสั่น,ขนาดที่เหมาะสม อนุภาคทางกายภาพ. ดังนั้น ในการตรวจจับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า จึงจำเป็นต้องใช้วิธีการพิเศษ ตามการแสดงออกที่เหมาะสมของ W. Thomson (ปัจจุบันคือ Lord Kelvin) จำเป็นต้องใช้ "ตาไฟฟ้า" แบบพิเศษ "ตาไฟฟ้า" ดังกล่าวมากที่สุด ด้วยวิธีง่ายๆจัดโดย G. ลองนึกดูว่ามีตัวนำอีกตัวอยู่ห่างจากเครื่องสั่น การรบกวนในอีเธอร์ซึ่งกระตุ้นโดยเครื่องสั่นควรสะท้อนให้เห็นในสถานะของตัวนำนี้ ตัวนำนี้จะถูกกระตุ้นเป็นชุดๆ ต่อเนื่องกัน โดยมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นสิ่งที่คล้ายกันกับสิ่งที่ทำให้เกิดการรบกวนในอีเทอร์ เช่น ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในนั้น เปลี่ยนทิศทางตามความเร็วของการสั่นของไฟฟ้าใน เครื่องสั่นนั่นเอง แต่อิมพัลส์ที่สลับกันต่อเนื่องกันจะสามารถสนับสนุนซึ่งกันและกันได้ก็ต่อเมื่ออิมพัลส์เป็นจังหวะอย่างสมบูรณ์กับการเคลื่อนไหวทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริงในตัวนำดังกล่าว ท้ายที่สุดแล้ว เฉพาะเครื่องสายที่ได้รับการปรับเสียงพร้อมกันเท่านั้นที่จะสามารถสั่นอย่างเห็นได้ชัดจากเสียงที่ปล่อยออกมาจากเครื่องสายอื่น และด้วยเหตุนี้จึงสามารถเป็นแหล่งกำเนิดเสียงอิสระได้ ดังนั้น ถ้าจะพูดกัน ตัวนำก็ต้องสะท้อนทางไฟฟ้ากับเครื่องสั่น เช่นเดียวกับสตริงที่มีความยาวและแรงดึงที่กำหนดสามารถมาจากการกระแทกเข้าสู่การสั่นที่รู้จักกันในแง่ของความเร็ว ดังนั้นในตัวนำแต่ละตัวจากแรงกระตุ้นไฟฟ้า การสั่นของไฟฟ้าจะเกิดขึ้นได้อย่างสมบูรณ์เท่านั้น บางช่วง. โดยการดัดลวดทองแดงที่มีขนาดเหมาะสมให้เป็นรูปวงกลมหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้า เหลือช่องว่างเล็กน้อยระหว่างปลายลวดที่มีลูกบอลเล็กๆ ติดอยู่ (รูปที่ 2) ซึ่งใคร ๆ ก็สามารถเข้าใกล้หรือเคลื่อนออกจากกันได้ อีกอันใช้สกรู G. ได้รับในขณะที่เขาตั้งชื่อว่า เครื่องสะท้อนเสียงเครื่องสั่นของเขา (ในการทดลองส่วนใหญ่ เมื่อลูกบอลหรือแผ่นที่กล่าวถึงข้างต้นทำหน้าที่เป็นเครื่องสั่น G. ใช้ลวดทองแดงเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2 ซม. เป็นตัวสะท้อนเสียง โดยงอเป็นรูปวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 35 ซม.)

สำหรับเครื่องสั่นที่ทำจากกระบอกหนาสั้น เครื่องสะท้อนเสียงจะเป็นเส้นลวดวงกลมที่คล้ายกัน หนา 0.1 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 7.5 ซม. สายไฟตรง 2 เส้น เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 ซม. และยาว 50 ซม. ตั้งอยู่บนความต่อเนื่องของอีกอันโดยมีระยะห่างระหว่างปลาย 5 ซม. จากปลายทั้งสองของเส้นลวดเหล่านี้หันเข้าหากัน เส้นลวดขนานอีกสองเส้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 ซม. จะถูกลากในแนวตั้งฉากกับทิศทางของเส้นลวด และความยาว 15 ซม. ซึ่งติดกับลูกวัดประกายไฟ ไม่ว่าแรงกระตุ้นของแต่ละคนจะอ่อนแอเพียงใดจากการรบกวนที่เกิดขึ้นในอีเทอร์ภายใต้อิทธิพลของเครื่องสั่น แต่อย่างไรก็ตาม พวกมันที่มีส่วนช่วยซึ่งกันและกันในการดำเนินการสามารถกระตุ้นกระแสไฟฟ้าที่สังเกตได้อยู่แล้วในเรโซเนเตอร์ ซึ่งแสดงออกมาในรูปของ ประกายไฟระหว่างลูกแร่ ประกายไฟเหล่านี้มีขนาดเล็กมาก (สูงถึง 0.001 ซม.) แต่ก็เพียงพอที่จะเป็นเกณฑ์สำหรับการกระตุ้นการสั่นทางไฟฟ้าในเรโซเนเตอร์ และโดยขนาดของมัน เพื่อทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ระดับการรบกวนทางไฟฟ้าของทั้ง ตัวสะท้อนเสียงและอีเทอร์ที่อยู่รอบๆ

จากการสังเกตประกายไฟที่ปรากฏในเครื่องสะท้อนเสียงดังกล่าว เฮิรตซ์ยังได้ตรวจสอบพื้นที่รอบๆ เครื่องสั่นในระยะทางและทิศทางต่างๆ กัน ทิ้งการทดลองเหล่านี้ G. และผลลัพธ์ที่เขาได้รับเรามาศึกษาที่ยืนยันการมีอยู่ สุดยอดความเร็วของการแพร่กระจายของการกระทำทางไฟฟ้า ผนังด้านหนึ่งของห้องที่ทำการทดลองมีการติดหน้าจอขนาดใหญ่ที่ทำจากแผ่นสังกะสี โล่นี้เชื่อมต่อกับกราวด์ เครื่องสั่นจานถูกวางไว้ที่ระยะ 13 เมตรจากหน้าจอเพื่อให้ระนาบของจานขนานกับระนาบของหน้าจอ และตรงกลางระหว่างลูกบอลไวเบรเตอร์อยู่ตรงกลางของหน้าจอ หากเครื่องสั่นระหว่างการทำงานกระตุ้นการรบกวนทางไฟฟ้าในอีเทอร์โดยรอบเป็นระยะๆ และหากการรบกวนเหล่านี้แพร่กระจายในตัวกลางไม่ในทันที แต่ด้วยความเร็วระดับหนึ่ง เมื่อมาถึงหน้าจอและสะท้อนกลับจากสิ่งหลัง เช่น การรบกวนของเสียงและแสง การรบกวนเหล่านี้พร้อมกับสิ่งรบกวนที่ส่งไปยังหน้าจอโดยเครื่องสั่น ก่อตัวเป็นสถานะในอีเธอร์ ในช่องว่างระหว่างหน้าจอกับเครื่องสั่น คล้ายกับว่าซึ่งเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายคลึงกันเนื่องจากการแทรกสอดของคลื่นตรงข้าม กล่าวคือ ในพื้นที่นี้ ความปั่นป่วนจะตกอยู่กับตัวละคร "คลื่นนิ่ง"(ดู คลื่น). สถานะของอีเธอร์ในสถานที่ที่สอดคล้องกับ "นอต"และ "แอนติโนด"เห็นได้ชัดว่าคลื่นดังกล่าวควรแตกต่างกันอย่างมาก การวางเครื่องสะท้อนเสียงของเขาในระนาบขนานกับหน้าจอและให้จุดศูนย์กลางอยู่บนเส้นที่ลากจากตรงกลางระหว่างลูกบอลสั่นปกติกับระนาบของหน้าจอ G. สังเกต ในระยะทางที่ต่างกันของตัวสะท้อนจากหน้าจอประกายไฟจะมีความยาวแตกต่างกันมากใกล้กับหน้าจอเองแทบไม่สังเกตเห็นประกายไฟในเรโซเนเตอร์เช่นกันที่ระยะ 4.1 และ 8.5 ม. และ 10.8 ม. G. จากการทดลองของเขาสรุปได้ว่าโดยเฉลี่ย 4.5 ม. แยกออกจากกันตำแหน่งของเรโซเนเตอร์ที่ ปรากฏการณ์ที่สังเกตได้คือประกายไฟกลายเป็นสิ่งเดียวกัน G. ได้รับเหมือนกันทุกประการในตำแหน่งที่แตกต่างกันของระนาบเสียงสะท้อน เมื่อระนาบนี้ตั้งฉากกับหน้าจอและผ่านเส้นปกติที่ลากไปยังหน้าจอจากตรงกลางระหว่างลูกสั่นและเมื่อ แกนสมมาตรตัวสะท้อนเสียง (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางที่ผ่านตรงกลางระหว่างลูกของมัน) ขนานกับเส้นปกตินี้ เฉพาะตำแหน่งนี้ของระนาบเสียงสะท้อน สูงสุดได้รับประกายไฟในตำแหน่งก่อนหน้าของตัวสะท้อน ขั้นต่ำ,และกลับ ดังนั้น 4.5 ม. สอดคล้องกับความยาว “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ายืน”เกิดขึ้นระหว่างหน้าจอและเครื่องสั่นในช่องว่างที่เต็มไปด้วยอากาศ (ปรากฏการณ์ตรงข้ามที่สังเกตได้ในเครื่องสะท้อนเสียงในสองตำแหน่ง กล่าวคือ สูงสุดของประกายไฟในตำแหน่งหนึ่งและต่ำสุดในอีกตำแหน่งหนึ่ง ได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วนโดยข้อเท็จจริงที่ว่าในตำแหน่งหนึ่งของ การสั่นด้วยไฟฟ้าของเรโซเนเตอร์ตื่นเต้นอยู่ในนั้น แรงไฟฟ้า, เรียกว่า. การเสียรูปทางไฟฟ้าในอีเธอร์ในตำแหน่งอื่นเกิดจากการเกิดขึ้น แรงแม่เหล็ก,เช่น ตื่นเต้น การเสียรูปของแม่เหล็ก)

ตามแนวยาวของ "คลื่นนิ่ง" (ล)และตามเวลา (ต)สอดคล้องกับการสั่นทางไฟฟ้าเต็มรูปแบบหนึ่งครั้งในเครื่องสั่น ตามทฤษฎีการก่อตัวของการรบกวนเป็นระยะ (คล้ายคลื่น) ทำให้ง่ายต่อการกำหนดความเร็ว (โวลต์)ซึ่งการรบกวนดังกล่าวจะถูกส่งไปในอากาศ ความเร็วนี้

v = (2l)/ต.

ในการทดลองของ G.: = 4.5 ม. = 0.000000028" ดังนั้น โวลต์\u003d 320,000 (โดยประมาณ) กม. ต่อวินาที นั่นคือ ใกล้เคียงกับความเร็วของการแพร่กระจายของแสงในอากาศมาก G. ตรวจสอบการแพร่กระจายของการสั่นทางไฟฟ้าในตัวนำนั่นคือในสายไฟ เพื่อจุดประสงค์นี้ แผ่นทองแดงที่คล้ายกันหุ้มฉนวนถูกวางขนานกับแผ่นสั่นหนึ่งแผ่น ซึ่งลวดที่ยืดออกยาวในแนวนอน (รูปที่ 3)

ในสายนี้เนื่องจากการสะท้อนของการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าจากปลายแยกทำให้เกิด "คลื่นนิ่ง" ขึ้นเช่นกัน การกระจายของ "โหนด" และ "แอนติโหนด" ซึ่งตามเส้นลวด G. พบได้ด้วยความช่วยเหลือของเครื่องสะท้อนเสียง G. อนุมานจากการสังเกตเหล่านี้สำหรับความเร็วของการแพร่กระจายของการสั่นทางไฟฟ้าในเส้นลวดที่มีค่าเท่ากับ 200,000 กม. ต่อวินาที แต่คำจำกัดความนี้ไม่ถูกต้อง ตามทฤษฎีของ Maxwell ในกรณีนี้ ความเร็วควรเท่ากับความเร็วของอากาศ นั่นคือควรเท่ากับความเร็วแสงในอากาศ (300,000 กม. ต่อวินาที) การทดลองที่ดำเนินการหลังจาก G. โดยผู้สังเกตการณ์คนอื่นยืนยันตำแหน่งของทฤษฎีของ Maxwell

การมีแหล่งกำเนิดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องสั่น และวิธีการตรวจจับคลื่นดังกล่าว เครื่องสะท้อนเสียง G. พิสูจน์ว่าคลื่นดังกล่าว เช่นเดียวกับคลื่นแสง อยู่ภายใต้การสะท้อนและการหักเห และการรบกวนทางไฟฟ้าในคลื่นเหล่านี้ตั้งฉากกับทิศทาง ของการขยายพันธุ์ เช่น ค้นพบ โพลาไรซ์ในรังสีไฟฟ้า เพื่อจุดประสงค์นี้ เขาวางไวเบรเตอร์ซึ่งให้การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าเร็วมาก (ไวเบรเตอร์ของกระบอกสูบสั้นสองอัน) ในแนวโฟกัสของกระจกทรงกระบอกพาราโบลาที่ทำจากสังกะสี เขาวางรีโซเนเตอร์ในแนวโฟกัสของกระจกเงาอีกอันหนึ่ง ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นจากสายตรงสองเส้น . การนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากกระจกบานแรกไปยังหน้าจอโลหะแบน G. โดยใช้กระจกอีกบานสามารถกำหนดกฎการสะท้อนของคลื่นไฟฟ้า และบังคับให้คลื่นเหล่านี้ผ่านปริซึมขนาดใหญ่ที่ทำจากแอสฟัลต์ และพิจารณาการหักเหของแสง กฎของการสะท้อนและการหักเหกลายเป็นเช่นเดียวกับคลื่นแสง ด้วยความช่วยเหลือของกระจกเงาเดียวกันนี้ G. พิสูจน์ว่ารังสีไฟฟ้า โพลาไรซ์,เมื่อแกนของกระจกสองบานวางตรงข้ามกันขนานกัน จะสังเกตเห็นประกายไฟในตัวสะท้อนภายใต้การทำงานของเครื่องสั่น เมื่อกระจกบานหนึ่งหันไปตามทิศทางของรังสี 90° นั่นคือ แกนของกระจกทำมุมฉากระหว่างกัน ร่องรอยของประกายไฟในตัวสะท้อนจะหายไป

ด้วยวิธีนี้ การทดลองของ G. ได้พิสูจน์ความถูกต้องของตำแหน่งของ Maxwell เครื่องสั่นของ G. เหมือนกับแหล่งกำเนิดแสง แผ่พลังงานออกไปในอวกาศโดยรอบ ซึ่งส่งผ่านรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังทุกสิ่งที่สามารถดูดซับมันได้ เปลี่ยนพลังงานนี้ให้เป็นรูปแบบอื่นที่ประสาทสัมผัสของเราเข้าถึงได้ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้ามีคุณภาพค่อนข้างใกล้เคียงกับรังสีความร้อนหรือแสง ความแตกต่างของพวกเขาจากหลังอยู่ในความยาวของคลื่นที่สอดคล้องกันเท่านั้น ความยาวของคลื่นแสงวัดเป็น 1 ใน 10,000 ของมิลลิเมตร ในขณะที่ความยาวของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระตุ้นโดยเครื่องสั่นจะแสดงเป็นเมตรปรากฏการณ์ที่ G. ค้นพบในภายหลังทำหน้าที่เป็นหัวข้อของการวิจัยโดยนักฟิสิกส์หลายคน โดยทั่วไป ข้อสรุปของ G. ได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์จากการศึกษาเหล่านี้ ตอนนี้เรารู้แล้วว่าความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามทฤษฎีของ Maxwell เปลี่ยนไปพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในตัวกลางที่คลื่นดังกล่าวแพร่กระจาย ความเร็วนี้เป็นสัดส่วนผกผัน √K,ที่ไหน ถึงค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของตัวกลางที่กำหนด เราทราบดีว่าเมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายไปตามตัวนำ การสั่นทางไฟฟ้าจะ "ลดลง" ซึ่งเมื่อรังสีไฟฟ้าสะท้อนออกมา "แรงดันไฟฟ้า" ของคลื่นจะเป็นไปตามกฎที่กำหนดโดย Fresnel สำหรับรังสีของแสง เป็นต้น

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าถ้าคุณพันเข็มเหล็กด้วยลวดและปล่อยโถ Leyden ผ่านลวดนี้ ขั้วโลกเหนือไม่ได้ผลเสมอไปที่ปลายเข็มซึ่งคาดว่าจะเป็นไปตามทิศทางของกระแสไฟขาออกและตามกฎ ... พจนานุกรมสารานุกรมฉ. Brockhaus และ I.A. เอฟรอน

พจนานุกรมสารานุกรม F.A. Brockhaus และ I.A. เอฟรอน

จ. เรียกว่ามีอยู่ในกายที่สื่อถึงกายนี้ คุณสมบัติพิเศษทำให้เกิดความสามารถในการทำหน้าที่ทางกลไกในร่างกายอื่น ๆ เพื่อดึงดูดหรือขับไล่พวกเขาภายใต้เงื่อนไขบางประการและยังทำให้เกิดในร่างกายนี้ด้วย ... พจนานุกรมสารานุกรม F.A. Brockhaus และ I.A. เอฟรอน

ไมเคิล ฟาราเดย์ตั้งชื่อให้กับวัตถุที่ไม่นำไฟฟ้าหรือนำไฟฟ้าได้ไม่ดี เช่น อากาศ แก้ว เรซินต่างๆ กำมะถัน ฯลฯ ร่างกายดังกล่าวเรียกอีกอย่างว่าฉนวน ก่อนการวิจัยของ Faraday ดำเนินการใน 30 ... ... พจนานุกรมสารานุกรม F.A. Brockhaus และ I.A. เอฟรอน

เมื่อปล่อยประจุไฟฟ้า, คอนเดนเซอร์, โถเลย์เดน หรือแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยไหดังกล่าวหลายอัน ไฟฟ้าซึ่งอยู่ในตัวนำซึ่งมีการปลดปล่อยออกมามีการกำหนด ... ... พจนานุกรมสารานุกรม F.A. Brockhaus และ I.A. เอฟรอน

- (เฮิรตซ์) ชาวเยอรมันที่มีชื่อเสียง นักฟิสิกส์; ประเภท. ในปี พ.ศ. 2400 ได้รับการศึกษาในกรุงเบอร์ลินและมิวนิคเป็นผู้ช่วยของเฮล์มโฮลทซ์ ในปี พ.ศ. 2426 เอกชน รศ. ในฟิสิกส์เชิงทฤษฎีใน Kiel ในปี พ.ศ. 2428 ในตำแหน่งศาสตราจารย์ระดับสูง โรงเรียนเทคนิคในคาร์ลสรูเออ ตั้งแต่ปี 1889…… พจนานุกรมสารานุกรม F.A. Brockhaus และ I.A. เอฟรอน

- (ทางกายภาพ) บางมาก หนาแน่นเล็กน้อย ดังนั้นจึงไม่อยู่ภายใต้แรงดึงดูดที่มองเห็นได้ ประเภทสสารสมมุติฐาน แคลอรี่ (แคลอรี่), ไฟฟ้า, แม่เหล็ก, สสารส่องสว่าง, อีเธอร์ ก่อนหน้านี้ถือว่าสารดังกล่าวเป็นของเหลว ... ... พจนานุกรมสารานุกรม F.A. Brockhaus และ I.A. เอฟรอน

ขึ้นอยู่กับกลุ่มของปรากฏการณ์ สำหรับความเข้าใจและการจัดระบบซึ่งถือว่าการมีอยู่ของแรงที่น่าดึงดูดและน่ารังเกียจ ชื่อที่แตกต่างกันเช่น P. แรงโน้มถ่วง ไฟฟ้า แม่เหล็ก และ ... ... พจนานุกรมสารานุกรม F.A. Brockhaus และ I.A. เอฟรอน

การดึงดูดและการขับไล่ ขึ้นอยู่กับกลุ่มของปรากฏการณ์สำหรับการทำความเข้าใจและการจัดระบบซึ่งถือว่าการมีอยู่ของกองกำลังที่น่าดึงดูดและน่ารังเกียจเหล่านี้ได้รับชื่ออื่นเช่น: P. แรงดึงดูด, ... ... Wikipedia

: เยอรมนี - ไป . แหล่งที่มา:ฉบับ VIIIa (1893): เยอรมนี - Guo, p. 559-563 ( ดัชนี) แหล่งอื่น ๆ: เมสเบ้ :


ประสบการณ์เฮิรตซ์- ทฤษฎีปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าและแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยผลงานของนักคณิตศาสตร์ที่เก่งที่สุดในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษนี้และจนกระทั่งนักวิทยาศาสตร์เกือบทุกคนยอมรับเมื่อเร็วๆ นี้ โดยพื้นฐานแล้วยอมรับการมีอยู่ของของเหลวไฟฟ้าและแม่เหล็กพิเศษไร้น้ำหนักที่มีคุณสมบัติของการกระทำ ในระยะทาง หลักการของหลักคำสอนเรื่องความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน - "การกระทำในระยะไกล" - ยังคงเป็นแนวทางในหลักคำสอนของไฟฟ้าและแม่เหล็ก แต่แล้วในยุค 30 ฟาราเดย์ผู้ปราดเปรื่องได้ทิ้งคำถามว่า เอนทิตีไฟฟ้าและแม่เหล็ก เขาแสดงความคิดที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงเกี่ยวกับการกระทำภายนอกของพวกเขา แรงดึงดูดและแรงผลักของวัตถุที่ถูกทำให้เป็นไฟฟ้า การเกิดไฟฟ้าด้วยอิทธิพล ปฏิสัมพันธ์ของแม่เหล็กและกระแส และสุดท้าย ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำตามทฤษฎีคูลอมบ์ไม่ได้แสดงให้เห็นโดยตรงที่ระยะห่างของคุณสมบัติที่มีอยู่ในของไหลไฟฟ้าและแม่เหล็ก แต่เป็นเพียง ผลที่ตามมาของการเปลี่ยนแปลงพิเศษในสถานะของตัวกลางซึ่งเห็นได้ชัดว่ามีผลกระทบโดยตรงต่อประจุไฟฟ้า แม่เหล็ก หรือตัวนำที่มีกระแส เนื่องจากการกระทำดังกล่าวทั้งหมดถูกสังเกตอย่างเท่าเทียมกันในสุญญากาศ เช่นเดียวกับในพื้นที่ที่เต็มไปด้วยอากาศหรือสสารอื่นๆ ดังนั้นในการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากกระบวนการไฟฟ้าและแม่เหล็ก บนอากาศฟาราเดย์ได้เล็งเห็นถึงสาเหตุของปรากฏการณ์เหล่านี้ ดังนั้น เช่นเดียวกับการเกิดขึ้นของการสั่นสะเทือนแบบพิเศษของอีเธอร์และการส่งผ่านการสั่นสะเทือนเหล่านี้จากอนุภาคหนึ่งไปยังอีกอนุภาคหนึ่ง แหล่งกำเนิดแสงจะส่องสว่างวัตถุบางอย่างที่อยู่ห่างไกลจากมัน ดังนั้น ในกรณีนี้จะต้องผ่านการรบกวนพิเศษในตัวกลางของอีเทอร์เดียวกันและ การส่งสิ่งรบกวนเหล่านี้จากเลเยอร์ การกระทำทางไฟฟ้า แม่เหล็ก และแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดจะแพร่กระจายไปยังเลเยอร์ในอวกาศ แนวคิดนี้เป็นแนวทางในการวิจัยทั้งหมดของฟาราเดย์ เธอคือผู้ที่สำคัญที่สุดที่นำเขาไปสู่การค้นพบที่โด่งดังทั้งหมดของเขา แต่การสอนของ Faraday นั้นไม่ช้าและไม่สามารถรวมเข้ากับวิทยาศาสตร์ได้อย่างง่ายดาย เป็นเวลาหลายสิบปีที่ปรากฏการณ์ที่ค้นพบโดยเขาได้รับการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วนและละเอียดที่สุด แนวคิดหลักของฟาราเดย์ถูกเพิกเฉยหรือพิจารณาโดยตรงว่าไม่ค่อยน่าเชื่อและไม่ได้รับการพิสูจน์ ในช่วงครึ่งหลังของอายุหกสิบเศษเท่านั้นที่มีผู้ติดตามที่มีพรสวรรค์ของ Faraday ซึ่งเสียชีวิตเร็วมาก Clerk Maxwell ปรากฏตัวขึ้นซึ่งตีความและพัฒนาทฤษฎีของ Faraday ทำให้เป็นตัวละครทางคณิตศาสตร์ที่เคร่งครัด แม็กซ์เวลล์ได้พิสูจน์ให้เห็นถึงความจำเป็นของการมีอยู่ของความเร็วจำกัด ซึ่งการส่งผ่านการกระทำของกระแสไฟฟ้าหรือแม่เหล็กเกิดขึ้นผ่านตัวกลาง Maxwell กล่าวว่าความเร็วนี้ควรเท่ากับความเร็วที่แสงส่องผ่านในตัวกลางภายใต้การพิจารณาสื่อที่มีส่วนร่วมในการส่งผ่านของการกระทำทางไฟฟ้าและแม่เหล็กไม่สามารถเป็นอย่างอื่นได้นอกจากอีเทอร์เดียวกัน ซึ่งเป็นที่ยอมรับในทฤษฎีของแสงและความร้อนที่แผ่ออกมา กระบวนการแพร่กระจายของการกระทำทางไฟฟ้าและแม่เหล็กในอวกาศจะต้องมีคุณภาพเหมือนกับกระบวนการแพร่กระจายของรังสีแสง กฎหมายทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับรังสีแสงมีผลบังคับใช้กับ รังสีไฟฟ้าตาม Maxwell ปรากฏการณ์ของแสงเป็นปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า ลำแสงเป็นชุดของการก่อกวนทางไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าขนาดเล็กมาก ซึ่งถูกกระตุ้นอย่างต่อเนื่องในอีเธอร์ของตัวกลาง อะไรคือการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าของร่างกาย, การดึงดูดเหล็กหรือการก่อตัวของกระแสในขดลวด - ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ยังไม่สามารถแสดงลักษณะของการเสียรูปที่สันนิษฐานได้อย่างชัดเจน เป็นที่แน่นอนเท่านั้นว่า การเปลี่ยนแปลงใด ๆการเปลี่ยนรูปของตัวกลางที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของกระแสไฟฟ้าของร่างกายนั้นมาพร้อมกับการปรากฏตัวของปรากฏการณ์แม่เหล็กในตัวกลางนี้และในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสภาพแวดล้อมของการเสียรูปที่เกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของกระบวนการแม่เหล็กบางอย่างจะมาพร้อมกับการกระตุ้นของการกระทำทางไฟฟ้า หาก ณ จุดใดในตัวกลางที่เปลี่ยนรูปโดยการทำให้เป็นไฟฟ้าของวัตถุบางส่วน จะมีการสังเกตแรงเคลื่อนไฟฟ้าในทิศทางหนึ่ง นั่นคือ ลูกบอลไฟฟ้าขนาดเล็กมากที่วางอยู่ในตำแหน่งที่กำหนดจะเคลื่อนที่ในทิศทางนี้ จากนั้นไม่ว่าจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงใน การเปลี่ยนรูปของตัวกลางพร้อมกับการเพิ่มหรือลดแรงไฟฟ้า ณ จุดที่กำหนด แรงแม่เหล็กจะปรากฏขึ้นในทิศทางตั้งฉากกับแรงไฟฟ้า - ขั้วแม่เหล็กที่วางที่นี่จะได้รับแรงผลักในทิศทางตั้งฉาก ต่อแรงเคลื่อนไฟฟ้า นี่คือผลลัพธ์ที่ตามมาจากทฤษฎีไฟฟ้าของ Maxwell แม้จะมีความสนใจอย่างมากในคำสอนของ Faraday-Maxwell แต่หลายคนก็พบกับความสงสัย ทฤษฎีนี้มีลักษณะทั่วไปที่ชัดเจนเกินไป! การทดลองของ G. (Heinrich Hertz) ซึ่งทำขึ้นในปี 1888 ได้ยืนยันความถูกต้องของทฤษฎีของ Maxwell ในที่สุด G. ประสบความสำเร็จในการทำให้สูตรทางคณิตศาสตร์ของ Maxwell เป็นจริง อันที่จริง เขาประสบความสำเร็จในการพิสูจน์ความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของรังสีไฟฟ้าหรือที่ถูกต้องคือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ตามที่ระบุไว้แล้ว ตามทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ การแพร่กระจายของลำแสงโดยพื้นฐานแล้ว การแพร่กระจายของการรบกวนทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในอีเทอร์ และเปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็ว Maxwell กล่าวว่าทิศทางที่การก่อกวน การเสียรูปดังกล่าวตื่นเต้นนั้นอยู่ในแนวตั้งฉากกับลำแสง จากนี้ เห็นได้ชัดว่าการกระตุ้นโดยตรงในร่างกายของกระแสไฟฟ้าใด ๆ ที่เปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็ว เช่น การกระตุ้นในตัวนำของกระแสไฟฟ้าที่มีทิศทางสลับและระยะเวลาสั้น ๆ ควรอยู่ในอีเทอร์รอบ ๆ ตัวนำนี้ การรบกวนทางไฟฟ้าที่สอดคล้องกันจะเปลี่ยนทิศทางอย่างรวดเร็ว กล่าวคือ มันควรทำให้เกิดปรากฏการณ์เชิงคุณภาพที่ค่อนข้างคล้ายกับรังสีของแสง แต่เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าเมื่อวัตถุไฟฟ้าหรือโถเลย์เดนถูกปล่อยประจุในตัวนำที่มีการคายประจุ กระแสไฟฟ้าทั้งชุดจะเกิดขึ้นสลับกันในทิศทางเดียวหรืออีกทางหนึ่ง ตัวคายประจุจะไม่สูญเสียไฟฟ้าในทันที ในทางกลับกัน ในระหว่างการคายประจุ จะมีการชาร์จซ้ำหลายครั้งด้วยสัญญาณไฟฟ้าอย่างใดอย่างหนึ่ง ประจุที่ต่อเนื่องกันที่ปรากฏบนร่างกายจะลดลงทีละเล็กทีละน้อยตามขนาดของมัน อันดับดังกล่าวเรียกว่า การสั่นสะเทือนระยะเวลาของการมีอยู่ในตัวนำของกระแสไฟฟ้าสองกระแสที่ต่อเนื่องกันโดยมีการปล่อยเช่นระยะเวลา การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้า,หรืออีกนัยหนึ่งคือ ช่วงเวลาระหว่างสองช่วงเวลาที่ตัวคายประจุได้รับประจุติดต่อกันมากที่สุดที่ปรากฏบนตัว สามารถคำนวณได้จากรูปร่างและขนาดของตัวคายประจุและตัวนำที่เกิดการคายประจุดังกล่าว ตามทฤษฎีแล้ว ระยะเวลาของการสั่นทางไฟฟ้านี้ (ต)แสดงโดยสูตร:

T = 2 π L C . (\displaystyle T=2\pi (\sqrt (LC)))


ที่นี่ จากหมายถึง ความจุไฟฟ้าร่างกายคายประจุและ แอล - ค่าสัมประสิทธิ์การเหนี่ยวนำตัวเองตัวนำที่เกิดการปล่อย (ดู) ค่าทั้งสองจะแสดงตามระบบเดียวกันของหน่วยสัมบูรณ์ เมื่อใช้กระป๋องเลย์เดนธรรมดาซึ่งปล่อยผ่านสายไฟที่เชื่อมต่อวัสดุบุผิวทั้งสอง ระยะเวลาของการสั่นทางไฟฟ้าคือ ที,กำหนดไว้ใน 100 และแม้กระทั่ง 10,000 ของวินาที G. ในการทดลองครั้งแรกของเขาได้กระตุ้นลูกบอลโลหะสองลูก (เส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ซม.) ที่แตกต่างกันและปล่อยให้พวกมันถูกปล่อยผ่านแท่งทองแดงที่สั้นและค่อนข้างหนาซึ่งผ่าตรงกลางซึ่งเกิดประกายไฟระหว่างลูกบอลสองลูกซึ่งติดตั้งอยู่บน ปลายไม้ทั้งสองด้านหันเข้าหากัน รูปที่. รูปที่ 1 แสดงโครงร่างการทดลองของ G. (เส้นผ่านศูนย์กลางแท่ง 0.5 ซม. เส้นผ่านศูนย์กลางลูกบอล และ ข' 3 ซม. ช่องว่างระหว่างลูกบอลเหล่านี้ประมาณ 0.75 ซม. และระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของลูกบอล ใน เอสเท่ากับ 1 ม.) ต่อจากนั้นแทนที่จะใช้ลูกบอล G. ใช้แผ่นโลหะสี่เหลี่ยม (ด้านละ 40 ซม.) ซึ่งวางอยู่ในระนาบเดียว การโหลดลูกบอลหรือแผ่นดังกล่าวดำเนินการโดยใช้ขดลวด Ruhmkorff ที่ใช้งานอยู่ ลูกบอลหรือแผ่นกระดาษถูกชาร์จหลายครั้งต่อวินาทีจากขดลวด แล้วปล่อยผ่านแท่งทองแดงที่อยู่ระหว่างลูกบอลทั้งสอง ทำให้เกิดประกายไฟฟ้าในช่องว่างระหว่างลูกบอลทั้งสอง และ ข'. ระยะเวลาของการสั่นทางไฟฟ้าที่ตื่นเต้นในกรณีนี้ในแท่งทองแดงนั้นเกินหนึ่งในแสนของวินาทีเล็กน้อย ในการทดลองต่อไปของเขาโดยใช้แท่งทองแดงครึ่งหนึ่งแทนที่จะเป็นแผ่นทรงกระบอกหนาสั้นที่มีปลายทรงกลมซึ่งระหว่างนั้นมีประกายไฟเพิ่มขึ้น G. ได้รับการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าซึ่งมีระยะเวลาเพียงประมาณหนึ่งพันล้านของ วินาที. เช่นบอลคู่แผ่นหรือกระบอกเป็นต้น เครื่องสั่น,ดังที่ G. เรียกมันว่า จากมุมมองของทฤษฎีของ Maxwell มันเป็นศูนย์กลางที่แพร่กระจายรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในอวกาศ นั่นคือ มันกระตุ้นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในอีเทอร์ เช่นเดียวกับแหล่งกำเนิดแสงที่กระตุ้นคลื่นแสงรอบๆ ตัวมันเอง แต่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรือคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าดังกล่าวไม่สามารถมีผลกระทบต่อดวงตาของมนุษย์ได้ เฉพาะในกรณีที่ระยะเวลาการใช้ไฟฟ้าแต่ละครั้ง การสั่นจะสูงถึงหนึ่งใน 392 พันล้านของวินาที ตาของผู้สังเกตจะประทับใจกับการสั่นเหล่านี้ และผู้สังเกตจะเห็นลำแสงแม่เหล็กไฟฟ้า แต่เพื่อให้ได้ความเร็วของการสั่นทางไฟฟ้านั้นเป็นสิ่งจำเป็น เครื่องสั่น,ขนาดที่สอดคล้องกับอนุภาคทางกายภาพ ดังนั้น ในการตรวจจับรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า จึงจำเป็นต้องใช้วิธีการพิเศษ ตามการแสดงออกที่เหมาะสมของ W. Thomson (ปัจจุบันคือ Lord Kelvin) จำเป็นต้องใช้ "ตาไฟฟ้า" แบบพิเศษ "ตาไฟฟ้า" ดังกล่าวถูกจัดเรียงด้วยวิธีที่ง่ายที่สุดโดย G. ลองนึกภาพว่ามีตัวนำอีกอันอยู่ห่างจากเครื่องสั่น การรบกวนในอีเธอร์ซึ่งกระตุ้นโดยเครื่องสั่นควรสะท้อนให้เห็นในสถานะของตัวนำนี้ ตัวนำนี้จะถูกกระตุ้นเป็นชุดๆ ต่อเนื่องกัน โดยมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นสิ่งที่คล้ายกันกับสิ่งที่ทำให้เกิดการรบกวนในอีเทอร์ เช่น ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในนั้น เปลี่ยนทิศทางตามความเร็วของการสั่นของไฟฟ้าใน เครื่องสั่นนั่นเอง แต่อิมพัลส์ที่สลับกันต่อเนื่องกันจะสามารถสนับสนุนซึ่งกันและกันได้ก็ต่อเมื่ออิมพัลส์เป็นจังหวะอย่างสมบูรณ์กับการเคลื่อนไหวทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจริงในตัวนำดังกล่าว ท้ายที่สุดแล้ว เฉพาะเครื่องสายที่ได้รับการปรับเสียงพร้อมกันเท่านั้นที่จะสามารถสั่นอย่างเห็นได้ชัดจากเสียงที่ปล่อยออกมาจากเครื่องสายอื่น และด้วยเหตุนี้จึงสามารถเป็นแหล่งกำเนิดเสียงอิสระได้ ดังนั้น ถ้าจะพูดกัน ตัวนำก็ต้องสะท้อนทางไฟฟ้ากับเครื่องสั่น เช่นเดียวกับเชือกที่มีความยาวและแรงดึงที่กำหนดสามารถมาจากการกระแทกเข้าสู่การสั่นที่รู้จักกันในแง่ของความเร็ว ดังนั้นในตัวนำแต่ละตัวจากแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าจึงสามารถสร้างการสั่นทางไฟฟ้าของช่วงเวลาที่แน่นอนได้เท่านั้น โดยการดัดลวดทองแดงที่มีขนาดเหมาะสมให้เป็นรูปวงกลมหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้า เหลือช่องว่างเล็กน้อยระหว่างปลายลวดที่มีลูกบอลเล็กๆ ติดอยู่ (รูปที่ 2) ซึ่งใคร ๆ ก็สามารถเข้าใกล้หรือเคลื่อนออกจากกันได้ อีกอันใช้สกรู G. ได้รับในขณะที่เขาตั้งชื่อว่า เครื่องสะท้อนเสียงเครื่องสั่นของเขา (ในการทดลองส่วนใหญ่ เมื่อลูกบอลหรือแผ่นที่กล่าวถึงข้างต้นทำหน้าที่เป็นเครื่องสั่น G. ใช้ลวดทองแดงเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.2 ซม. เป็นตัวสะท้อนเสียง โดยงอเป็นรูปวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 35 ซม.) สำหรับเครื่องสั่นที่ทำจากกระบอกหนาสั้น เครื่องสะท้อนเสียงจะเป็นเส้นลวดวงกลมที่คล้ายกัน หนา 0.1 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 7.5 ซม. สายไฟตรง 2 เส้น เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 ซม. และยาว 50 ซม. ตั้งอยู่บนความต่อเนื่องของอีกอันโดยมีระยะห่างระหว่างปลาย 5 ซม. จากปลายทั้งสองของเส้นลวดเหล่านี้หันเข้าหากัน เส้นลวดขนานอีกสองเส้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 ซม. จะถูกลากในแนวตั้งฉากกับทิศทางของเส้นลวด และความยาว 15 ซม. ซึ่งติดกับลูกวัดประกายไฟ ไม่ว่าแรงกระตุ้นของแต่ละคนจะอ่อนแอเพียงใดจากการรบกวนที่เกิดขึ้นในอีเทอร์ภายใต้อิทธิพลของเครื่องสั่น แต่อย่างไรก็ตาม พวกมันที่มีส่วนช่วยซึ่งกันและกันในการดำเนินการสามารถกระตุ้นกระแสไฟฟ้าที่สังเกตได้อยู่แล้วในเรโซเนเตอร์ ซึ่งแสดงออกมาในรูปของ ประกายไฟระหว่างลูกแร่ ประกายไฟเหล่านี้มีขนาดเล็กมาก (สูงถึง 0.001 ซม.) แต่ก็เพียงพอที่จะเป็นเกณฑ์สำหรับการกระตุ้นการสั่นทางไฟฟ้าในเรโซเนเตอร์ และโดยขนาดของมัน เพื่อทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ระดับการรบกวนทางไฟฟ้าของทั้ง ตัวสะท้อนเสียงและอีเทอร์ที่อยู่รอบๆ จากการสังเกตประกายไฟที่ปรากฏในเครื่องสะท้อนเสียงดังกล่าว เฮิรตซ์ยังได้ตรวจสอบพื้นที่รอบๆ เครื่องสั่นในระยะทางและทิศทางต่างๆ กัน ทิ้งการทดลองเหล่านี้ G. และผลลัพธ์ที่เขาได้รับเรามาศึกษาที่ยืนยันการมีอยู่ สุดยอดความเร็วของการแพร่กระจายของการกระทำทางไฟฟ้า ผนังด้านหนึ่งของห้องที่ทำการทดลองมีการติดหน้าจอขนาดใหญ่ที่ทำจากแผ่นสังกะสี โล่นี้เชื่อมต่อกับกราวด์ เครื่องสั่นจานถูกวางไว้ที่ระยะ 13 เมตรจากหน้าจอเพื่อให้ระนาบของจานขนานกับระนาบของหน้าจอ และตรงกลางระหว่างลูกบอลไวเบรเตอร์อยู่ตรงกลางของหน้าจอ หากเครื่องสั่นระหว่างการทำงานกระตุ้นการรบกวนทางไฟฟ้าในอีเทอร์โดยรอบเป็นระยะๆ และหากการรบกวนเหล่านี้แพร่กระจายในตัวกลางไม่ในทันที แต่ด้วยความเร็วระดับหนึ่ง เมื่อมาถึงหน้าจอและสะท้อนกลับจากสิ่งหลัง เช่น การรบกวนของเสียงและแสง การรบกวนเหล่านี้พร้อมกับสิ่งรบกวนที่ส่งไปยังหน้าจอโดยเครื่องสั่น ก่อตัวเป็นอีเธอร์ในช่องว่างระหว่างหน้าจอกับเครื่องสั่น สถานะคล้ายกับที่เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายคลึงกันเนื่องจากการรบกวนของคลื่นตรงข้าม กล่าวคือในพื้นที่นี้ความปั่นป่วนจะเกิดขึ้นกับตัวละคร "คลื่นนิ่ง"(ดู คลื่น). สถานะของอีเธอร์ในสถานที่ที่สอดคล้องกับ "นอต"และ "แอนติโนด"เห็นได้ชัดว่าคลื่นดังกล่าวควรแตกต่างกันอย่างมาก การวางเครื่องสะท้อนเสียงของเขาในระนาบขนานกับหน้าจอและให้จุดศูนย์กลางอยู่บนเส้นที่ลากจากตรงกลางระหว่างลูกบอลสั่นปกติกับระนาบของหน้าจอ G. สังเกต ในระยะทางที่ต่างกันของตัวสะท้อนจากหน้าจอประกายไฟจะมีความยาวแตกต่างกันมากใกล้กับหน้าจอเองแทบไม่สังเกตเห็นประกายไฟในเรโซเนเตอร์เช่นกันที่ระยะ 4.1 และ 8.5 ม. และ 10.8 ม. G. จากการทดลองของเขาสรุปได้ว่าโดยเฉลี่ย 4.5 ม. แยกออกจากกันตำแหน่งของเรโซเนเตอร์ที่ ปรากฏการณ์ที่สังเกตได้คือประกายไฟกลายเป็นสิ่งเดียวกัน G. ได้รับเหมือนกันทุกประการในตำแหน่งที่แตกต่างกันของระนาบเสียงสะท้อน เมื่อระนาบนี้ตั้งฉากกับหน้าจอและผ่านเส้นปกติที่ลากไปยังหน้าจอจากตรงกลางระหว่างลูกสั่นและเมื่อ แกนสมมาตรตัวสะท้อนเสียง (เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางที่ผ่านตรงกลางระหว่างลูกของมัน) ขนานกับเส้นปกตินี้ เฉพาะตำแหน่งนี้ของระนาบเสียงสะท้อน สูงสุดได้รับประกายไฟในตำแหน่งก่อนหน้าของตัวสะท้อน ขั้นต่ำ,และกลับ ดังนั้น 4.5 ม. สอดคล้องกับความยาว “คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ายืน”เกิดขึ้นระหว่างหน้าจอและเครื่องสั่นในช่องว่างที่เต็มไปด้วยอากาศ (ปรากฏการณ์ตรงข้ามที่สังเกตได้ในเครื่องสะท้อนเสียงในสองตำแหน่ง กล่าวคือ สูงสุดของประกายไฟในตำแหน่งหนึ่งและต่ำสุดในอีกตำแหน่งหนึ่ง ได้รับการอธิบายอย่างครบถ้วนโดยข้อเท็จจริงที่ว่าในตำแหน่งหนึ่งของ การสั่นด้วยไฟฟ้าของเรโซเนเตอร์ตื่นเต้นอยู่ในนั้น แรงไฟฟ้า,เรียกว่า. การเสียรูปทางไฟฟ้าในอีเธอร์ในตำแหน่งอื่นเกิดจากการเกิดขึ้น แรงแม่เหล็ก,เช่น ตื่นเต้น การเสียรูปของแม่เหล็ก)

ตามแนวยาวของ "คลื่นนิ่ง" (ล)และตามเวลา (ต)สอดคล้องกับการสั่นทางไฟฟ้าเต็มรูปแบบหนึ่งครั้งในเครื่องสั่น ตามทฤษฎีการก่อตัวของการรบกวนเป็นระยะ (คล้ายคลื่น) ทำให้ง่ายต่อการกำหนดความเร็ว (โวลต์)ซึ่งการรบกวนดังกล่าวจะถูกส่งไปในอากาศ ความเร็วนี้ วี = 2 ล. ที . (\displaystyle v=(\frac (2l)(T)))ในการทดลองของ G.: = 4.5 ม. = 0.000000028″. จากที่นี่ โวลต์\u003d 320,000 (โดยประมาณ) กม. ต่อวินาที นั่นคือ ใกล้เคียงกับความเร็วของการแพร่กระจายของแสงในอากาศมาก G. ตรวจสอบการแพร่กระจายของการสั่นทางไฟฟ้าในตัวนำนั่นคือในสายไฟ เพื่อจุดประสงค์นี้ แผ่นทองแดงที่คล้ายกันหุ้มฉนวนถูกวางขนานกับแผ่นสั่นหนึ่งแผ่น ซึ่งลวดที่ยืดออกยาวในแนวนอน (รูปที่ 3) ในสายนี้เนื่องจากการสะท้อนของการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าจากปลายแยกทำให้เกิด "คลื่นนิ่ง" ขึ้นเช่นกัน การกระจายของ "โหนด" และ "แอนติโนด" ซึ่งตามเส้นลวด G. พบได้ด้วยความช่วยเหลือของตัวสะท้อน G. อนุมานจากการสังเกตเหล่านี้สำหรับความเร็วของการแพร่กระจายของการสั่นทางไฟฟ้าในเส้นลวดที่มีค่าเท่ากับ 200,000 กม. ต่อวินาที แต่คำจำกัดความนี้ไม่ถูกต้อง ตามทฤษฎีของ Maxwell ในกรณีนี้ ความเร็วควรเท่ากับความเร็วของอากาศ นั่นคือควรเท่ากับความเร็วแสงในอากาศ (300,000 กม. ต่อวินาที) การทดลองที่ดำเนินการหลังจาก G. โดยผู้สังเกตการณ์คนอื่นยืนยันตำแหน่งของทฤษฎีของ Maxwell

การมีแหล่งกำเนิดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องสั่น และวิธีการตรวจจับคลื่นดังกล่าว เครื่องสะท้อนเสียง G. พิสูจน์ว่าคลื่นดังกล่าว เช่นเดียวกับคลื่นแสง อยู่ภายใต้การสะท้อนและการหักเห และการรบกวนทางไฟฟ้าในคลื่นเหล่านี้ตั้งฉากกับทิศทาง ของการขยายพันธุ์ เช่น ค้นพบ โพลาไรซ์ในรังสีไฟฟ้า เพื่อจุดประสงค์นี้ เขาวางไวเบรเตอร์ซึ่งให้การสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าเร็วมาก (ไวเบรเตอร์ของกระบอกสูบสั้นสองอัน) ในแนวโฟกัสของกระจกทรงกระบอกพาราโบลาที่ทำจากสังกะสี เขาวางรีโซเนเตอร์ในแนวโฟกัสของกระจกเงาอีกอันหนึ่ง ตามที่อธิบายไว้ข้างต้นจากสายตรงสองเส้น . การนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากกระจกบานแรกไปยังหน้าจอโลหะแบน G. โดยใช้กระจกอีกบานสามารถกำหนดกฎการสะท้อนของคลื่นไฟฟ้า และบังคับให้คลื่นเหล่านี้ผ่านปริซึมขนาดใหญ่ที่ทำจากแอสฟัลต์ และพิจารณาการหักเหของแสง กฎของการสะท้อนและการหักเหกลายเป็นเช่นเดียวกับคลื่นแสง ด้วยความช่วยเหลือของกระจกเงาเดียวกันนี้ G. พิสูจน์ว่ารังสีไฟฟ้า โพลาไรซ์,เมื่อแกนของกระจกสองบานวางตรงข้ามกันขนานกัน จะสังเกตเห็นประกายไฟในตัวสะท้อนภายใต้การทำงานของเครื่องสั่น เมื่อกระจกบานหนึ่งหันไปตามทิศทางของรังสี 90° นั่นคือ แกนของกระจกทำมุมฉากระหว่างกัน ร่องรอยของประกายไฟในตัวสะท้อนจะหายไป

ด้วยวิธีนี้ การทดลองของ G. ได้พิสูจน์ความถูกต้องของตำแหน่งของ Maxwell เครื่องสั่นของ G. เหมือนกับแหล่งกำเนิดแสง แผ่พลังงานออกไปในอวกาศโดยรอบ ซึ่งส่งผ่านรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไปยังทุกสิ่งที่สามารถดูดซับมันได้ เปลี่ยนพลังงานนี้ให้เป็นรูปแบบอื่นที่ประสาทสัมผัสของเราเข้าถึงได้ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้ามีคุณภาพค่อนข้างใกล้เคียงกับรังสีความร้อนหรือแสง ความแตกต่างของพวกเขาจากหลังอยู่ในความยาวของคลื่นที่สอดคล้องกันเท่านั้น ความยาวของคลื่นแสงวัดเป็น 1 ใน 10,000 ของมิลลิเมตร ในขณะที่ความยาวของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระตุ้นโดยเครื่องสั่นจะแสดงเป็นเมตรปรากฏการณ์ที่ G. ค้นพบในภายหลังทำหน้าที่เป็นหัวข้อของการวิจัยโดยนักฟิสิกส์หลายคน โดยทั่วไป ข้อสรุปของ G. ได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์จากการศึกษาเหล่านี้ ตอนนี้เรารู้แล้วว่าความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตามทฤษฎีของ Maxwell เปลี่ยนไปพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงในตัวกลางที่คลื่นดังกล่าวแพร่กระจาย ความเร็วนี้เป็นสัดส่วนผกผัน K , (\displaystyle (\sqrt (K)),)ที่ไหน เคค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของตัวกลางที่กำหนด เราทราบดีว่าเมื่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแพร่กระจายไปตามตัวนำ การสั่นทางไฟฟ้าจะ "ลดลง" ซึ่งเมื่อรังสีไฟฟ้าถูกสะท้อน "แรงดันไฟฟ้า" ของคลื่นจะเป็นไปตามกฎที่กำหนดโดย Fresnel สำหรับรังสีของแสง ฯลฯ บทความของ G. เกี่ยวกับปรากฏการณ์ภายใต้ การพิจารณาซึ่งรวบรวมไว้ด้วยกัน ปัจจุบันจัดพิมพ์ภายใต้ชื่อ: H. Hertz, "Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft" (Lpts., 1892)

ส่งงานที่ดีของคุณในฐานความรู้เป็นเรื่องง่าย ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

การทำงานที่ดีไปที่ไซต์">

นักศึกษา บัณฑิต นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงานจะขอบคุณมาก

โพสต์เมื่อ http://www.allbest.ru/

กระทรวงอุดมศึกษาและมัธยมศึกษาแห่งสาธารณรัฐอุซเบกิสถาน

มหาวิทยาลัยแห่งชาติของสาธารณรัฐอุซเบกิสถาน ตั้งชื่อตาม มีร์โซ อูลักเบก

คณะฟิสิกส์

รายงาน

ตามระเบียบวินัย: "เลนส์"

ในหัวข้อ: "การทดลองของ Heinrich Hertz"

จัดเตรียมโดย:

นักศึกษาชั้นปีที่ 2

อันเดรย์อนาโตลีวิชแห่งสวรรค์

หัวหน้างาน:

dpms ศ.

วาลิเยฟ อุยกุน วาคิโดวิช

ทาชเคนต์ 2015

บทนำ

1. คำชี้แจงของปัญหา

2. ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจ

3. เครื่องสั่นเฮิรตซ์

4. ขดลวด Ruhmkorff

5. การทดลองเครื่องสั่น

คำต่อท้าย

วรรณกรรม

บทนำ

Heinrich Hertz เกิดในปี พ.ศ. 2400 ในเมืองฮัมบูร์ก (ประเทศเยอรมนี) ในครอบครัวทนายความ ตั้งแต่เด็ก เขามีความจำดีเลิศและมีความสามารถที่ยอดเยี่ยมทั้งการวาดภาพ ภาษา ความคิดสร้างสรรค์ทางเทคนิคและแสดงความสนใจใน วิทยาศาสตร์ที่แน่นอน. ในปี พ.ศ. 2423 ขณะอายุ 23 ปี เขาสำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเบอร์ลินด้วยปริญญาเอกด้านไฟฟ้าพลศาสตร์เชิงทฤษฎี ผู้บังคับบัญชาของ Hertz คือ G. Helmholtz นักฟิสิกส์ชาวยุโรปที่มีชื่อเสียงซึ่ง Hertz ทำงานเป็นผู้ช่วยในอีกสามปีข้างหน้า

เฮล์มโฮลทซ์ซึ่งจัดการกับปัญหามากมายทางฟิสิกส์ได้พัฒนาทฤษฎีอิเล็กโทรไดนามิกส์ในแบบของเขาเอง ทฤษฎีของเขาแข่งขันกับทฤษฎีที่นำเสนอก่อนหน้านี้ของ W. Weber และ J.K. Maxwell นี่คือสามทฤษฎีหลักของแม่เหล็กไฟฟ้าในเวลานั้น อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีการยืนยันการทดลอง

1. คำชี้แจงของปัญหา

ในปี พ.ศ. 2422 สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งเบอร์ลิน (Berlin Academy of Sciences) ตามความคิดริเริ่มของเฮล์มโฮลทซ์ได้เสนองานแข่งขัน: "เพื่อสร้างการทดลองว่ามีความเชื่อมโยงระหว่างแรงอิเล็กโทรไดนามิกกับ โพลาไรเซชันไดอิเล็กตริก". วิธีแก้ปัญหานี้คือ การทดลองยืนยันและควรจะให้คำตอบว่าทฤษฎีใดถูกต้อง เฮล์มโฮลทซ์แนะนำให้เฮิรตซ์ทำภารกิจนี้ เฮิรตซ์พยายามแก้ปัญหาโดยใช้การสั่นทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างการคายประจุของตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ อย่างไรก็ตาม ในไม่ช้าเขาก็พบปัญหา - ต้องใช้การสั่นสะเทือนความถี่สูงมากกว่าที่พวกเขาจะรับได้ในขณะนั้น

ความผันผวน ความถี่สูง, เกินความถี่ของกระแสอุตสาหกรรมอย่างมีนัยสำคัญ (50 Hz) สามารถรับได้โดยใช้วงจรออสซิลเลเตอร์ ความถี่ของการแกว่ง u = 1 / v (LC) จะยิ่งมากขึ้น ความเหนี่ยวนำและความจุของวงจรก็จะยิ่งน้อยลง

การคำนวณอย่างง่ายแสดงให้เห็นว่าในการสร้างความถี่ที่เฮิรตซ์จัดการเพื่อให้ได้มาในภายหลัง (500 MHz) จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุ 2 nF และตัวเหนี่ยวนำ 2 nH อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าทางอุตสาหกรรมในช่วงเวลานั้นยังไม่บรรลุถึงความเป็นไปได้ในการสร้างความจุและความเหนี่ยวนำขนาดเล็กเช่นนี้

2. ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจ

ล้มเหลวในการแก้ปัญหานี้ เขายังคงมีความหวังที่จะหาคำตอบ ตั้งแต่นั้นมา ทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าก็สนใจเขาเสมอ

ต่อมาในฤดูใบไม้ร่วงปี พ.ศ. 2429 การดีบักอุปกรณ์บรรยายคือการตรวจสอบ ขดลวดเหนี่ยวนำด้วยช่องว่างของประกายไฟที่ปรับได้อย่างละเอียดระหว่างลูกบอลโลหะที่ปลายขดลวด Hertz ค้นพบ ปรากฏการณ์ที่น่าสนใจ: เพื่อกระตุ้นประกายไฟในขดลวดอันใดอันหนึ่ง ไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อแบตเตอรี่อันทรงพลังเข้ากับอันที่สอง สิ่งสำคัญคือประกายไฟจะพุ่งขึ้นในช่องว่างของประกายไฟของขดลวดปฐมภูมิ

เขาทำการทดลองหลายครั้งเพื่อยืนยันการสังเกตของเขา

3. เครื่องสั่นเฮิรตซ์

ในการทดลองของเขา เพื่อให้ได้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เฮิรตซ์ใช้อุปกรณ์ง่ายๆ ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าเครื่องสั่นเฮิรตซ์

อุปกรณ์นี้เป็นวงจรออสซิลเลเตอร์แบบเปิด (รูปด้านขวา) วงจรออสซิลเลเตอร์ปกติที่แสดงในรูปด้านซ้าย (สามารถเรียกว่าปิดได้) ไม่เหมาะสำหรับการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ความจริงก็คือว่าสนามไฟฟ้ากระแสสลับมีความเข้มข้นเป็นส่วนใหญ่ พื้นที่ขนาดเล็กช่องว่างระหว่างแผ่นตัวเก็บประจุและแม่เหล็ก - ภายในขดลวด เพื่อให้การแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีความเข้มเพียงพอ พื้นที่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับจะต้องมีขนาดใหญ่และไม่ปิดด้วยแผ่นโลหะ มีความคล้ายคลึงกันกับรังสี คลื่นเสียง. สายออสซิลเลตหรือส้อมเสียงที่ไม่มีกล่องเสียงสะท้อนแทบจะไม่แผ่ออกมา เนื่องจากในกรณีนี้ การสั่นสะเทือนของอากาศจะถูกกระตุ้นในบริเวณพื้นที่ขนาดเล็กมากที่อยู่ติดกับสายหรือกิ่งก้านของส้อมเสียงโดยตรง

พื้นที่ที่สร้างสนามไฟฟ้ากระแสสลับจะเพิ่มขึ้นหากแผ่นตัวเก็บประจุถูกแยกออกจากกัน เป็นผลให้ความจุลดลง การลดพื้นที่ของแผ่นพร้อมกันจะลดความจุลงอีก การลดความจุจะเพิ่มความถี่ธรรมชาติของวงจรออสซิลเลเตอร์นี้ หากต้องการเพิ่มความถี่ คุณต้องเปลี่ยนขดลวดเป็นเส้นตรงโดยไม่ต้องหมุน ความเหนี่ยวนำของลวดตรงมีค่าน้อยกว่าความเหนี่ยวนำของขดลวดมาก ผลักแผ่นเปลือกโลกออกจากกันอย่างต่อเนื่องและในขณะเดียวกันก็ลดขนาดลง เราจะมาถึงวงจรการแกว่งแบบเปิด เป็นเพียงสายตรง ในวงจรเปิด ประจุจะไม่กระจุกตัวที่ปลาย แต่จะกระจายไปทั่วตัวนำ ปัจจุบันใน ช่วงเวลานี้เวลาในทุกส่วนของตัวนำจะชี้ไปในทิศทางเดียวกัน แต่ความแรงของกระแสไฟฟ้าไม่เท่ากันในแต่ละส่วนของตัวนำ ในตอนท้ายมีค่าเท่ากับศูนย์และตรงกลางจะถึงค่าสูงสุด

เพื่อกระตุ้นการสั่นในวงจรดังกล่าว จำเป็นต้องตัดลวดตรงกลางเพื่อให้มีช่องว่างอากาศเล็กๆ เหลืออยู่ ซึ่งเรียกว่าช่องว่างประกายไฟ ด้วยช่องว่างนี้ ทำให้สามารถชาร์จตัวนำทั้งสองให้มีความต่างศักย์สูงได้

เมื่อมีการจ่ายประจุตรงข้ามที่มากพอให้กับลูกบอล จะมีการคายประจุไฟฟ้าระหว่างประจุและใน วงจรไฟฟ้าเกิดการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าฟรี หลังจากการเติมลูกบอลแต่ละครั้ง ประกายไฟจะกระโดดไปมาระหว่างลูกบอลอีกครั้ง และกระบวนการนี้ซ้ำหลายครั้ง เมื่อวางขดลวดที่มีลูกบอลสองลูกที่ปลายระยะทางจากวงจรนี้ - เครื่องสะท้อนเสียง - เฮิรตซ์ค้นพบว่าเมื่อประกายไฟกระโดดระหว่างลูกบอลของเครื่องสั่น ประกายไฟเล็ก ๆ จะเกิดขึ้นระหว่างลูกบอลของเครื่องสั่น ดังนั้น ในระหว่างการสั่นทางไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสลับกระแสน้ำวนจะเกิดขึ้นในพื้นที่รอบๆ ฟิลด์นี้สร้างกระแสไฟฟ้าในวงจรทุติยภูมิ (เรโซเนเตอร์)

เนื่องจากความจุและความเหนี่ยวนำต่ำ ความถี่การสั่นจึงสูงมาก แน่นอนว่าการสั่นจะหน่วงด้วยเหตุผลสองประการ: ประการแรก เนื่องจากมีแรงต้านแบบแอคทีฟในเครื่องสั่น ซึ่งมีขนาดใหญ่เป็นพิเศษในช่องว่างของประกายไฟ ประการที่สองเนื่องจากเครื่องสั่นปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสูญเสียพลังงานในกระบวนการ หลังจากที่การสั่นหยุดลง แหล่งกำเนิดจะชาร์จตัวนำทั้งสองอีกครั้งจนกว่าจะเกิดการสลายของช่องว่างของประกายไฟ และทุกอย่างจะเกิดขึ้นซ้ำตั้งแต่เริ่มต้น ภาพด้านล่างแสดงเครื่องสั่นของ Hertz ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแบตเตอรี่กัลวานิกและขดลวด Ruhmkorff

ในเครื่องสั่นเครื่องแรกที่นักวิทยาศาสตร์ประกอบขึ้น ที่ปลายลวดทองแดงยาว 2.6 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. พร้อมกับช่องว่างประกายไฟตรงกลาง ลูกดีบุกเคลื่อนที่ได้ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.3 ม. ถูกติดตั้งเป็นลูกสะท้อน ต่อจากนั้น เฮิรตซ์ได้ถอดลูกบอลเหล่านี้ออกเพื่อเพิ่มความถี่

4. รูห์มคอร์ฟฟ์ คอยล์

ขดลวด Ruhmkorff ซึ่ง Heinrich Hertz ใช้ในการทดลองของเขา ตั้งชื่อตาม Heinrich Ruhmkorff นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน ประกอบด้วยส่วนทรงกระบอกที่มีแกนเหล็กตรงกลางซึ่งพันขดลวดปฐมภูมิที่มีลวดหนา ขดลวดทุติยภูมิหลายพันรอบพันรอบขดลวดปฐมภูมิ ขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ องค์ประกอบทางเคมีและคอนเดนเซอร์ เบรกเกอร์ (ออด) และสวิตช์ถูกนำเข้าสู่วงจรเดียวกัน วัตถุประสงค์ของเบรกเกอร์คือการปิดและเปิดวงจรสลับกันอย่างรวดเร็ว ผลที่ได้คือเมื่อปิดและเปิดแต่ละครั้งในวงจรปฐมภูมิ กระแสที่เกิดขึ้นทันทีทันใดจะปรากฏขึ้นในขดลวดทุติยภูมิ: เมื่อถูกขัดจังหวะ จะไปข้างหน้า (ในทิศทางเดียวกับกระแสของขดลวดปฐมภูมิ) และเมื่อปิด จะย้อนกลับ เมื่อขดลวดปฐมภูมิถูกปิด กระแสที่เพิ่มขึ้นจะไหลผ่าน ขดลวด Ruhmkorff เก็บพลังงานไว้ในแกนกลางในรูปของสนามแม่เหล็ก พลังงานของสนามแม่เหล็กคือ:

C - ฟลักซ์แม่เหล็ก

L คือความเหนี่ยวนำของขดลวดหรือขดลวดที่มีกระแส

เมื่อสนามแม่เหล็กถึงค่าหนึ่ง กระดองจะถูกดึงดูดและวงจรจะเปิดขึ้น เมื่อเปิดวงจรในขดลวดทั้งสอง จะเกิดแรงดันไฟกระชาก (back EMF) ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับจำนวนรอบของขดลวด มีขนาดใหญ่แม้ในขดลวดปฐมภูมิ และยิ่งมากในขดลวดทุติยภูมิ ไฟฟ้าแรงสูง ซึ่งทะลุผ่านช่องว่างอากาศระหว่างขั้วของขดลวดทุติยภูมิ (แรงดันพังทลายของอากาศมีค่าเท่ากับ 3 kV คูณ 1 มม.) EMF ด้านหลังในขดลวดปฐมภูมิจะชาร์จตัวเก็บประจุ C ผ่านความต้านทานต่ำขององค์ประกอบทางเคมีของแบตเตอรี่

5. การทดลอง Vibratoรัม

สัมผัสกับไฮน์ริช เฮิรตซ์

เฮิรตซ์ได้รับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่น่าตื่นเต้นในเครื่องสั่นโดยใช้แหล่งกำเนิด ไฟฟ้าแรงสูงชุดของพัลส์ของกระแสสลับอย่างรวดเร็ว ความผันผวน ค่าไฟฟ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นในเครื่องสั่น เฉพาะการสั่นในเครื่องสั่นเท่านั้นที่ไม่ได้ดำเนินการโดยอนุภาคที่มีประจุเพียงอนุภาคเดียว แต่เกิดจากอิเล็กตรอนจำนวนมากที่เคลื่อนที่ในคอนเสิร์ต

ในเวกเตอร์คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า E? และ บี? ตั้งฉากกัน และเวกเตอร์ E? อยู่ในระนาบที่ผ่านเครื่องสั่น และเวกเตอร์ B? ตั้งฉากกับระนาบนี้

รูปแสดงเส้นความแรงของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กรอบๆ เครื่องสั่น ณ เวลาที่กำหนด: ระนาบแนวนอนเส้นของการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กจะอยู่และในแนวตั้ง - เส้นแรงดึง สนามไฟฟ้า. การแผ่คลื่นเกิดขึ้นโดยมีความเข้มสูงสุดในทิศทางที่ตั้งฉากกับแกนของเครื่องสั่น ไม่มีการแผ่รังสีตามแนวแกน

เฮิรตซ์ไม่ประสบความสำเร็จในการค้นพบสิ่งนี้ในทันที สำหรับการทดลองของเขา เขาทำให้ห้องของเขามืดลง และเขาเดินไปพร้อมกับเครื่องสะท้อนเสียง บางครั้งถึงกับส่องผ่านแว่นขยาย ซึ่งในห้องนั้น เมื่อเทียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ประกายไฟจะปรากฏขึ้น

ในขณะที่ทดลองกับเครื่องสั่น นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นว่ารูปแบบที่ดูเหมือนเป็นธรรมชาติอย่างสมบูรณ์พร้อมกับประกายไฟในตัวสะท้อนที่อ่อนลงโดยมีระยะทางเพิ่มขึ้นไปยังแหล่งที่มาของการสั่นสะเทือนนั้นถูกละเมิดเมื่อเครื่องสะท้อนอยู่ใกล้ผนังหรือใกล้เตาเหล็ก

หลังจากครุ่นคิดอย่างหนัก เฮิรตซ์ก็ตระหนักว่าสสารนี้อยู่ในการสะท้อนของคลื่น และพฤติกรรมแปลกๆ ของประกายไฟในรีโซเนเตอร์ใกล้กับผนังนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าการรบกวน เพื่อยืนยันสิ่งนี้ เขาติดแผ่นโลหะที่มีสายดินเข้ากับผนังและวางเครื่องสั่นไว้ข้างหน้า ด้วยเครื่องสะท้อนเสียงในมือ เขาเริ่มเคลื่อนที่ช้าๆ ในทิศทางที่ตั้งฉากกับผนัง ในกรณีนี้ปรากฎว่าเป็นระยะ ๆ เป็นระยะ ๆ ตัวสะท้อนเสียงตกลงไปในพื้นที่อับซึ่งไม่มีประกายไฟ เหล่านี้เป็นโซนที่คลื่นโดยตรงของเครื่องสั่นพบกับคลื่นสะท้อนของเฟสตรงข้ามและดับลงซึ่งยืนยันการมีอยู่ของกระบวนการรบกวนอย่างเต็มที่

สิ่งนี้ทำให้เกิดความยินดีอย่างแท้จริงแก่โลกวิทยาศาสตร์ทั้งหมด นอกจากนี้เขายังแสดงให้เห็นถึงความตรงของการแพร่กระจายของรังสีได้อย่างง่ายดาย เมื่อเส้นทางจากเครื่องสั่นไปยังเครื่องสะท้อนกลับถูกกั้นด้วยตะแกรงโลหะ ประกายไฟในตัวสะท้อนกลับหายไปโดยสิ้นเชิง ในเวลาเดียวกัน ปรากฎว่าฉนวน (ไดอิเล็กตริก) มีความโปร่งใสสำหรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การเปรียบเทียบอย่างสมบูรณ์กับกฎของการสะท้อนแสงก็แสดงให้เห็นอย่างง่ายดายเช่นกัน - ด้วยเหตุนี้เครื่องสั่นและเครื่องสะท้อนเสียงจึงถูกติดตั้งที่ด้านหนึ่งของแผ่นโลหะที่มีสายดินซึ่งทำหน้าที่เป็นกระจกและความเท่าเทียมกันของมุมตกกระทบ และตรวจสอบการสะท้อนกลับ

สิ่งที่แสดงให้เห็นมากที่สุดคือการทดลองที่แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการหักเหของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้จึงใช้ปริซึมแอสฟัลต์ที่มีน้ำหนักมากกว่าหนึ่งตัน ปริซึมมีรูปร่างเป็นสามเหลี่ยมหน้าจั่วที่มีด้านยาว 1.2 เมตร และมีมุมอยู่ที่ยอด 300 เฮิรตซ์บันทึกค่าเบี่ยงเบนด้วย 320 ซึ่งสอดคล้องกับค่าที่ยอมรับได้ของดัชนีการหักเหของแสงซึ่งเท่ากับ 1.69 โดยกำหนดทิศทาง "ลำแสงไฟฟ้า" ที่ปริซึมยางมะตอย

ในการทดลองของเขา เฮิรตซ์ไม่เพียงแต่ทดลองพิสูจน์การมีอยู่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังศึกษาปรากฏการณ์ทั่วไปของคลื่นทุกชนิดด้วย: การสะท้อนจากพื้นผิวโลหะ การหักเหของปริซึมไดอิเล็กทริกขนาดใหญ่ การแทรกสอดของคลื่นเคลื่อนที่ด้วยคลื่นที่สะท้อนจากโลหะ กระจก ฯลฯ จากการทดลองยังสามารถวัดความเร็วของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งกลายเป็น ความเร็วเท่ากันแสงในสุญญากาศ ผลลัพธ์เหล่านี้เป็นหนึ่งในข้อพิสูจน์ที่ชัดเจนที่สุดเกี่ยวกับความถูกต้องของทฤษฎีแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell ซึ่งระบุว่าแสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

คำต่อท้าย

เจ็ดปีหลังจากเฮิรตซ์ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าพบการใช้งานในการสื่อสารไร้สาย เป็นเรื่องสำคัญที่ Alexander Stepanovich Popov นักประดิษฐ์วิทยุชาวรัสเซียใน Radiogram แรกของเขาในปี 1896 ได้ส่งคำสองคำ: "Heinrich Hertz"

แอลวรรณกรรม

1. ห้องสมุด "ควอนตัม" ฉบับที่ 1, 2531

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

3. Kaliteevsky N.I. , "เลนส์คลื่น", มอสโก: Vyssh โรงเรียน พ.ศ. 2521, 383 วินาที

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

5.https://ru.wikipedia.org

6. http://ido.tsu.ru

7. http://alexandr4784.narod.ru

โฮสต์บน Allbest.ru

เอกสารที่คล้ายกัน

    ชีวประวัติสั้น ๆจี.เฮิร์ตซ์. การยืนยันการทดลองทฤษฎีของ Maxwell อันเป็นผลมาจากการสร้างโดยนักฟิสิกส์ชาวเยอรมันเกี่ยวกับเครื่องสั่น (ตัวส่งสัญญาณ) และตัวสะท้อน (ตัวรับ) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การออกแบบเครื่องสั่นกลไกการเกิดประกายไฟ

    งานนำเสนอ เพิ่ม 01/15/2013

    แนวคิดของคลื่นและความแตกต่างจากการสั่น ความสำคัญของการค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าโดย J. Maxwell ยืนยันการทดลองของ G. Hertz และการทดลองของ P. Lebedev กระบวนการและความเร็วของการแพร่กระจายของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติและขนาดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

    บทคัดย่อ เพิ่ม 07/10/2011

    ชีวประวัติของ G. Hertz และ D. Frank การทำงานร่วมกัน: การศึกษาปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนกับอะตอม ก๊าซมีตระกูลความหนาแน่นต่ำ. การวิเคราะห์พลังงานของอิเล็กตรอนที่มีการชนกับอะตอม ลักษณะของหลอดสุญญากาศและหลอดบรรจุแก๊ส

    บทคัดย่อ, เพิ่ม 12/27/2008

    ระบบสมการของ Maxwell ในรูปแบบดิฟเฟอเรนเชียลและอินทิกรัล การวิจัยโดยอาร์เฮิร์ตซ์ ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การค้นพบเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก การคำนวณความดันแสง พลังงาน แรงกระตุ้น และมวลของ EMF เวกเตอร์ Umov-Poynting

    งานนำเสนอ เพิ่ม 03/14/2016

    การประเมินเชิงตัวเลขของการพึ่งพาระหว่างพารามิเตอร์ในการแก้ปัญหาเฮิรตซ์สำหรับกระบอกสูบในบูช ความมั่นคงของแผ่นสี่เหลี่ยมที่มีโหลดแปรผันเชิงเส้นที่ปลาย การกำหนดความถี่และโหมดการสั่นตามธรรมชาติของรูปหลายเหลี่ยมปกติ

    วิทยานิพนธ์, เพิ่ม 12/12/2013

    เปิด รังสีเอ็กซ์เรย์วิงเฮล์ม คอนราด เรินต์เก้น การตีพิมพ์บทความ "เกี่ยวกับรังสีชนิดใหม่" ในวารสารของ Würzburg Physico-Medical Society การทดลองโดย Hittorf, Crookes, Hertz และ Lenard รางวัล รางวัลโนเบลในวิชาฟิสิกส์

    งานนำเสนอ เพิ่ม 02/10/2011

    แนวคิดของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สาระสำคัญและคุณลักษณะ ประวัติการค้นพบและการวิจัย ความสำคัญในชีวิตมนุษย์ ประเภทของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คุณสมบัติที่โดดเด่น. การประยุกต์ใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในชีวิตประจำวันผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์

    บทคัดย่อ เพิ่ม 02/25/2009

    การกำหนดความแรงของสนามแม่เหล็กของเครื่องสั่นเบื้องต้นในโซนใกล้ สมการคลื่นเคลื่อนที่ ความยาวและความเร็วในการขยายพันธุ์ในพื้นที่ห่างไกล ทิศทางของเวกเตอร์ชี้ กำลังและความต้านทานการแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

    งานนำเสนอ เพิ่ม 08/13/2013

    วิธีการพื้นฐาน วิธีการตั้งค่าและอธิบายสถานะของโพลาไรเซชันของรังสี เงื่อนไขขอบเขตสำหรับตัวกลางไจโรโทรปิกตามธรรมชาติ สูตรความสัมพันธ์ระหว่างแอมพลิจูดของเหตุการณ์ คลื่นสะท้อนและคลื่นหักเห การแก้ปัญหาการตกของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

    ภาคนิพนธ์ เพิ่ม 04/13/2014

    ความสัมพันธ์ระหว่างไฟฟ้าสลับกับไฟฟ้าสลับ สนามแม่เหล็ก. คุณสมบัติของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่น ความจำเพาะของช่วงของรังสีที่เกี่ยวข้องและการประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน ผลกระทบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในร่างกายมนุษย์และการป้องกันจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

เรามาศึกษาประเด็นที่เกี่ยวข้องกับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากันต่อไป
และหัวข้อของบทเรียนของเราจะอุทิศให้กับการทดลองของ Heinrich Hertz และการสร้าง
วิทยุถึงนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A. Popov
การสั่นของแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในวงจรการสั่นตามทฤษฎีของ Maxwell
สามารถแพร่กระจายไปในอวกาศได้ ในงานของเขาเขาแสดงให้เห็นว่าคลื่นเหล่านี้
เคลื่อนที่ด้วยความเร็วแสง 300,000 กม./วินาที อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์หลายคนได้พยายาม
หักล้างงานของ Maxwell หนึ่งในนั้นคือ Heinrich Hertz เขาสงสัยเกี่ยวกับ
งานของ Maxwell และพยายามทำการทดลองเพื่อหักล้างการขยายพันธุ์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่แพร่กระจายในอวกาศเรียกว่าสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
คลื่น.
ในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก และความแรงของสนามไฟฟ้า
ตั้งฉากกันและจากทฤษฎีของแมกซ์เวลล์ก็ได้ระนาบตามมา
ตำแหน่งของการเหนี่ยวนำและความเข้มของแม่เหล็กอยู่ที่มุม 900 กับทิศทาง
การแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (รูปที่ 1)
ข้าว. 1. ระนาบตำแหน่งของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กและความเข้ม (ที่มา)
ข้อสรุปเหล่านี้และพยายามท้าทายไฮน์ริช เฮิรตซ์ ในการทดลองของเขา เขาพยายามสร้างอุปกรณ์
เพื่อศึกษาคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อให้ได้อิมิตเตอร์ของแม่เหล็กไฟฟ้า
คลื่น ไฮน์ริช เฮิรตซ์สร้างสิ่งที่เรียกว่าเครื่องสั่นเฮิรตซ์ ปัจจุบันเราเรียกมันว่า
เสาอากาศส่งสัญญาณ (รูปที่ 2)

ข้าว. 2. เครื่องสั่นของเฮิรตซ์ (ที่มา)
ลองพิจารณาว่า Heinrich Hertz ได้ตัวส่งหรือเสาอากาศส่งสัญญาณมาได้อย่างไร
ข้าว. 3.วงจรเฮิรตซ์สั่นแบบปิด (ที่มา)
มีวงจรการสั่นแบบปิด (รูปที่ 3) เฮิรตซ์เริ่มกระจายจาน
ตัวเก็บประจุใน ด้านที่แตกต่างกันและในที่สุดแผ่นเปลือกโลกจะอยู่ที่มุม 1800 ด้วย
ปรากฎว่าหากมีการสั่นเกิดขึ้นในวงจรการสั่นนี้
ห่อหุ้มวงจรการแกว่งเปิดนี้จากทุกด้าน ผลที่ตามมา
สนามไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงสร้างสนามแม่เหล็กสลับและแม่เหล็กสลับ
สร้างไฟฟ้าและอื่น ๆ กระบวนการนี้เรียกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
(รูปที่ 4)

ข้าว. 4. การแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ที่มา)
หากแหล่งจ่ายแรงดันเชื่อมต่อกับวงจรออสซิลเลเตอร์แบบเปิด ให้อยู่ระหว่างเครื่องหมายลบ
และประกายไฟจะพุ่งเป็นบวก ซึ่งเป็นประจุที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว รอบๆ
ประจุนี้เคลื่อนที่ด้วยความเร่ง จะเกิดสนามแม่เหล็กสลับขึ้น ซึ่ง
สร้างสนามไฟฟ้ากระแสน้ำวนกระแสสลับ ซึ่งจะสร้างกระแสสลับ
แม่เหล็กและอื่น ๆ ดังนั้นตามสมมติฐานของ Heinrich Hertz จะมี
การแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เป้าหมายของการทดลองของเฮิรตซ์คือการสังเกตการณ์
ปฏิสัมพันธ์และการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ในการรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เฮิรตซ์ต้องสร้างเรโซเนเตอร์ (รูปที่ 5)
ข้าว. 5. เรโซเนเตอร์ของเฮิรตซ์ (ที่มา)
นี่คือวงจรออสซิลเลเตอร์ ซึ่งเป็นตัวนำที่ถูกตัดออก
ติดตั้งลูกบอลสองลูกและลูกบอลเหล่านี้ตั้งอยู่ค่อนข้าง

จากกันในระยะทางสั้นๆ ประกายไฟพุ่งขึ้นระหว่างลูกสะท้อนสองลูก
เกือบจะพร้อมกันเมื่อประกายไฟพุ่งเข้าสู่ตัวปล่อย (รูปที่ 6)
รูปที่ 6 การปล่อยและการรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (ที่มา)
มีการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการรับคลื่นนี้ตามมา
เรโซเนเตอร์ซึ่งใช้เป็นตัวรับ
จากประสบการณ์นี้จึงตามมาว่ามีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า พวกมันแพร่กระจาย
ดังนั้นพวกมันจึงถ่ายโอนพลังงาน สามารถสร้างกระแสไฟฟ้าได้ วงปิด,
ซึ่งอยู่ห่างจากตัวปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามากพอสมควร
ในการทดลองของเฮิรตซ์ ระยะห่างระหว่างช่องเปิด วงจรออสซิลเลเตอร์และตัวสะท้อนคือ
ประมาณสามเมตร เท่านี้ก็เพียงพอที่จะค้นพบว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถ
กระจายไปในอวกาศ ต่อมาเฮิรตซ์ได้ทำการทดลองและพบว่า
วิธีการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งที่วัสดุบางอย่างสามารถรบกวนได้
ตัวอย่างเช่นการแพร่กระจายวัสดุที่นำไฟฟ้าไม่ได้ให้
เพื่อส่งผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า วัสดุที่ไม่นำไฟฟ้า
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่จะผ่าน
การประดิษฐ์วิทยุโดย A. Popov
การทดลองของ Heinrich Hertz แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ในการส่งและรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่
ต่อจากนั้นนักวิทยาศาสตร์หลายคนเริ่มทำงานในทิศทางนี้ ความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่สุดได้รับ
รัสเซีย นักวิทยาศาสตร์อเล็กซานเดอร์ Popov เขาเป็นคนแรกในโลกที่ดำเนินการถ่ายโอน
ข้อมูลในระยะไกล นี่คือสิ่งที่เราเรียกว่าวิทยุซึ่งแปลเป็นภาษารัสเซีย
"วิทยุ" หมายถึง "แผ่" โดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าส่งไร้สาย
ข้อมูลดำเนินการเมื่อวันที่ 7 พฤษภาคม พ.ศ. 2438 ที่มหาวิทยาลัยเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก
อุปกรณ์ของ Popov ได้รับการติดตั้งซึ่งได้รับภาพรังสีชุดแรกประกอบด้วยเท่านั้น
สองคำ: ไฮน์ริช เฮิรตซ์
ความจริงก็คือในเวลานี้โทรเลข ( การสื่อสารแบบมีสาย) และมีโทรศัพท์อยู่แล้ว
นอกจากนี้ยังมีรหัสมอร์สด้วยความช่วยเหลือซึ่งพนักงานของโปปอฟส่งจุดและขีดกลาง
ซึ่งเขียนและถ่ายทอดไว้บนกระดานหน้าคณะกรรมาธิการ วิทยุ Popov แน่นอน
ไม่เหมือนกับเครื่องรับสมัยใหม่ที่เราใช้ (รูปที่ 7)

ข้าว. 7. เครื่องรับวิทยุของโปปอฟ (ที่มา)
Popov ไม่ได้ทำการศึกษาครั้งแรกเกี่ยวกับการรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยตัวปล่อย
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและพายุฝนฟ้าคะนองรับสัญญาณฟ้าผ่าและเขาเรียกเครื่องรับของเขา
เครื่องตรวจจับฟ้าผ่า (รูปที่ 8)
ข้าว. 8. กองหน้าสายฟ้าของโปปอฟ (ที่มา)
ข้อดีของโปปอฟรวมถึงความเป็นไปได้ในการสร้างเสาอากาศรับสัญญาณซึ่งเขาเป็นผู้แสดงให้เห็น
จำเป็นต้องสร้างเสาอากาศยาวพิเศษที่สามารถรับได้เพียงพอ
พลังงานจำนวนมากจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อเหนี่ยวนำเสาอากาศนี้
ไฟฟ้ากระแสสลับ.
พิจารณาว่าเครื่องรับของโปปอฟประกอบด้วยส่วนใดบ้าง ส่วนหลักของเครื่องรับคือ
coherer (หลอดแก้วที่บรรจุตะไบโลหะ (รูปที่ 9))

ข้าว. 9. Coherer (ที่มา)
สภาพตะไบเหล็กนี้มีขนาดใหญ่ ความต้านทานไฟฟ้า, ในการดังกล่าว
ในสถานะ coherer ของกระแสไฟฟ้าไม่ผ่าน แต่มันก็คุ้มค่าที่จะลื่นไถลประกายไฟเล็กน้อย
ผ่าน coherer (สำหรับสิ่งนี้มีผู้ติดต่อสองคนที่แยกจากกัน) และขี้เลื่อย
ซินเตอร์และความต้านทานของ coherer ลดลงหลายร้อยเท่า
ส่วนถัดไปของเครื่องรับของ Popov คือกระดิ่งไฟฟ้า (รูปที่ 10)
ข้าว. 10. กระดิ่งไฟฟ้าในเครื่องรับของโปปอฟ (ที่มา)
มันเป็นกระดิ่งไฟฟ้าที่ประกาศการรับสัญญาณของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ยกเว้น
แหล่งที่มาของสัญญาณไฟฟ้าในเครื่องรับของโปปอฟคือ กระแสตรง– แบตเตอรี่ (รูปที่ 7)
ซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของเครื่องรับทั้งหมด และแน่นอนเสาอากาศรับสัญญาณที่โปปอฟ
เพิ่มขึ้น ลูกโป่ง(รูปที่ 11)

ข้าว. 11. เสาอากาศรับสัญญาณ (ที่มา)
การทำงานของเครื่องรับมีดังนี้: แบตเตอรี่สร้างกระแสไฟฟ้าในวงจร, ใน
ซึ่งเปิดเครื่อง coherer และกระดิ่ง กระดิ่งไฟฟ้าไม่สามารถส่งเสียงดังได้เนื่องจากผู้ประสานงาน
มีความต้านทานไฟฟ้าสูง กระแสไฟฟ้าไม่ผ่าน และจำเป็น
เลือกความต้านทานที่เหมาะสม เมื่อรังสีแม่เหล็กไฟฟ้ากระทบกับเสาอากาศรับสัญญาณ
คลื่น, กระแสไฟฟ้าถูกเหนี่ยวนำในนั้น, กระแสไฟฟ้าจากเสาอากาศและแหล่งกำเนิด
แหล่งจ่ายไฟรวมกันมีขนาดใหญ่พอ - ในขณะนั้นประกายไฟพุ่งขึ้นขี้เลื่อยที่เชื่อมโยงกัน
เผาและกระแสไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์ ระฆังเริ่มดังขึ้น (รูปที่ 12)
ข้าว. 12. หลักการทำงานของเครื่องรับ Popov (ที่มา)
ในเครื่องรับของโปปอฟ นอกจากกระดิ่งแล้ว ยังมีกลไกเครื่องเคาะที่ออกแบบมาในลักษณะนั้นด้วย
ตีระฆังและตัวประสานพร้อมกัน จึงสั่นตัวประสาน เมื่อไหร่

คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามา, ระฆังดังขึ้น, coherer ถูกเขย่า - ขี้เลื่อยร่วน,
และขณะนั้นความต้านทานเพิ่มขึ้นอีก กระแสไฟฟ้าก็หยุดไหล
ผู้ประสานงาน ระฆังหยุดดังจนกว่าจะมีการรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าครั้งต่อไป ดังนั้น
นี่คือวิธีการทำงานของเครื่องรับของโปปอฟ
Popov ชี้ให้เห็นสิ่งต่อไปนี้: เครื่องรับสามารถทำงานได้ค่อนข้างดีแม้ในขนาดใหญ่
ระยะทาง แต่สำหรับสิ่งนี้จำเป็นต้องสร้างตัวปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดีมาก
- นั่นคือปัญหาในขณะนั้น
การส่งสัญญาณครั้งแรกโดยอุปกรณ์ของ Popov เกิดขึ้นที่ระยะ 25 เมตรและอยู่ภายใน
เป็นเวลาหลายปีระยะทางมากกว่า 50 กิโลเมตรแล้ว วันนี้ด้วยความช่วยเหลือของคลื่นวิทยุ
เราสามารถส่งข้อมูลไปได้ทั่วโลก
บทสรุป
ไม่เพียง Popov เท่านั้นที่ทำงานในพื้นที่นี้ Marconi นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลีสามารถแนะนำเขาได้
คิดค้นสู่การผลิตเกือบทั่วโลก ดังนั้นวิทยุเครื่องแรก
มาหาเราจากต่างประเทศ เราจะพิจารณาหลักการของวิทยุสื่อสารสมัยใหม่ดังต่อไปนี้
ชั้นเรียน

บรรณานุกรม
Tikhomirova S.A. , Yavorsky B.M. ฟิสิกส์ ( ระดับพื้นฐานของ) - ม.: Mnemosyne,
2012.
1.

การบ้าน
Heinrich Hertz พยายามท้าทายข้อสรุปใดของ Maxwell
กำหนดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ตั้งชื่อหลักการทำงานของเครื่องรับโปปอฟ
1.
2.
3.