Puterea curentului din circuit va atinge valoarea maximă atunci când energia câmpului electric este complet convertită în energia câmpului magnetic. Acest moment reprezintă a doua stare tipică a sistemului (Fig. 181), când toată energia sa este exprimată numai în energia câmpului magnetic.

Cantitatea de energie a câmpului magnetic

în acest moment, dacă sistemul este lipsit de pierderi, este egală cu rezerva inițială de energie a câmpului electric, i.e.

Unde Sunt - valoarea maximă a intensității curentului, așa-numita amplitudine. Tensiunea de pe plăcile condensatorului în acest moment este zero (U 2 \u003d 0).

În cazul în care un r¹ 0sau, în general, dacă există pierderi de energie în sistem, atunci, desigur, o parte din sursa inițială de energie se va pierde și vom obține:

Procesul nu se va opri la a doua stare tipică considerată a sistemului. Datorită aceleiași inerții electromagnetice a sistemului care a împiedicat creșterea instantanee a curentului, acesta din urmă nu se va opri instantaneu de îndată ce tensiunea la bornele condensatorului devine egală cu zero, ci va continua să existe, menținând aceeași direcție și slăbind treptat. în putere. Ca urmare, un câmp electric reapare între plăcile condensatorului, îndreptat înapoi către cele dintâi, adică placa R va primi o sarcină negativă, iar placa S- pozitiv. Puterea acestui câmp electric și rezerva de energie vor crește treptat în această etapă a fenomenului datorită slăbirii puterii curentului și scăderii energiei câmpului magnetic. Când puterea curentului devine egală cu zero, tensiunea pe plăcile condensatorului atinge valoarea sa maximă. U 3(fig. 182),

în plus, în cazul în care nu există pierderi de energie, trebuie să fie valabile următoarele egalități:

Dacă r¹ 0, sau în general există pierderi de energie în sistem, atunci este evident:

deoarece o parte din alimentarea inițială cu energie va fi epuizată.

Este clar că în momentul în care i=0, atunci întreaga energie a sistemului este din nou exprimată numai în energia câmpului electric. Aceasta este a treia stare tipică a sistemului, care diferă de prima doar prin semnul câmpului electric.

În viitor, evident, procesul se va desfășura în sens invers, trecând prin aceleași faze: curentul maxim în sens opus, cu o tensiune între plăcile condensatorului egală cu zero (starea a IV-a, Fig. 183) și, în final , întoarcerea

la starea inițială, care încheie primul ciclu, sau o perioadă completă de oscilație electrică, și începe următoarea, destul de asemănătoare.

Mai mult, dacă rezistența ohmică este zero, atunci repetarea acestui ciclu, s-ar părea, va avea loc de un număr infinit de ori. În realitate însă, după cum arată experiența, chiar dacă am avea de-a face cu un conductor supraconductor, în timpul procesului de oscilații electrice din circuitul luat în considerare, o parte din energia sistemului va fi radiată continuu în spațiul înconjurător sub formă de unde electromagnetice având aceeași frecvență ca și circuitul oscilator principal. În acest caz, intensitatea radiației electromagnetice va depinde în mare măsură de configurația circuitului principal și de frecvența oscilațiilor sale electrice. Astfel, consumul de energie în cazul general va fi determinat nu numai de prezența rezistenței pur ohmice, de care depinde căldura Joule degajată în circuitul oscilator, ci și de prezența radiației. Această ultimă împrejurare poate fi luată în considerare prin introducerea conceptului de rezistență activă G, care, fiind factorul rezultat în disiparea energiei într-un circuit electric, este compus în acest caz din rezistență pur ohmică și din așa-numita rezistență la radiație. Deci, din cauza consumului continuu de energie în circuitul oscilator, sursa de energie primară se va epuiza, adică intensitatea procesului oscilator va scădea continuu. Se numeste amortizare oscilații electrice. În practică, atenuarea este atât de mare încât după o perioadă foarte scurtă de timp, o mică fracțiune de secundă, oscilațiile electrice încetează.

Rolul rezistenței r nu se limitează la o scădere treptată a intensității procesului oscilator. Valoare r, mai degrabă, raportul dintre valoarea rezistenței active și coeficientul de auto-inducție L circuitul, care îi caracterizează inerția electromagnetică, se dovedește a fi un factor decisiv pentru însăși apariția oscilațiilor. În cazul în care un r prea mare în comparație cu L exact,

dacă relaţie r/L mai mare decât o valoare critică, atunci

fluctuațiile nu pot apărea deloc: puterea curentului, trecând prin valoarea maximă, scade treptat până la zero, curentul în sens opus nu are loc (așa-numita descărcare aperiodică). Dacă t destul de mic, are loc un proces oscilator.

Perioada oscilațiilor electrice care apar în acest caz, adică intervalul de timp dintre două momente adiacente în care procesul trece prin aceleași etape, de exemplu, între momentele corespunzătoare eu=sunt, este determinat, după cum se știe,

valorile rezistentei r, capacitatea C și coeficientul de autoinducție L. Pentru valori relativ mici r, valoarea perioadei T poate fi determinată destul de precis prin formula lui W. Thomson.

T=2pÖLC.

Să ne întoarcem acum la experimentele lui Hertz. Principalul circuit oscilator, așa-numitul vibrator, pe care l-a folosit, era în esență similar cu cel prezentat în figurile 180-183, cu diferența, totuși, că plăcile condensatorului erau despărțite, adică îndepărtate unele de altele. În acest caz, câmpul electric care a apărut în procesul de încărcare a condensatorului a capturat zona întregului dielectric care înconjura vibratorul. Într-o astfel de situație s-au creat condiții deosebit de favorabile pentru emisia de energie electromagnetică în timpul oscilațiilor electrice în vibrator. Rolul cheii K(Fig. 180 -183), cu ajutorul căruia circuitul vibratorului a fost închis după încărcarea inițială a condensatorului, în experimentele lui Hertz s-a jucat eclatorul dintre bile. Atunci când între aceste bile a apărut o diferență de potențial suficient de mare în timpul încărcării condensatorului, a sărit o scânteie între ele, care poate fi considerată ca un scurtcircuit al capetelor circuitului, deoarece datorită ionizării puternice a gazului în volum a scânteii, rezistența acesteia se dovedește a fi practic mică. Deoarece, din cauza radiației de energie electromagnetică și din cauza pierderilor de căldură, procesul oscilator decade rapid, pentru excitarea periodică a acestui proces, Hertz a atașat plăcile condensatorului la bornele secundare ale bobinei Ruhmkorff. În acest caz, fiecare întrerupere a curentului în înfășurarea primară a bobinei corespundea încărcării plăcilor condensatorului și săriturii unei scântei, care scurtcircuita circuitul oscilator. Până la momentul următorului impuls de la înfășurarea secundară a bobinei Ruhmkorff, procesul oscilator are de obicei timp să se termine complet, iar ionizarea gazului dintre bilele eclatorului dispare, astfel încât procesul de excitare a vibratorului poate să fie complet repetat etc. Reluând în acest fel oscilațiile electrice din vibrator de multe ori în secundă, Hertz a primit o radiație rezultată suficient de puternică de energie electromagnetică, ceea ce i-a făcut posibil să supună undelor electromagnetice unui studiu cuprinzător. Dispunerea generală a circuitului Hertz descris este prezentată în Figura 184.

Aici Rși S esența căptușelii unui condensator „desfăcut”. Acestea erau fie bile, fie plăci care se puteau mișca de-a lungul tijelor /1 și /2 pentru a modifica ușor capacitatea sistemului. LA, există un efer de scânteie limitat de bile. R- bobina Ruhmkorff, din ale cărei cleme secundare, cu ajutorul unor fire subțiri, acestuia din urmă era furnizat curentul care excită vibratorul.

Hertz, în general, a diversificat forma și dimensiunile vibratoarelor folosite în experimentele sale. În experimentele ulterioare, a folosit un vibrator format din doi cilindri de alamă,

fiecare dintre ele avea 13 cm lungime si 3 cm diametrul (Fig. 185).

Acești cilindri erau așezați unul deasupra celuilalt, astfel încât axa comună să fie o linie verticală, iar la capetele cilindrilor față în față erau montate bile care aveau un diametru de 4. cm. Ambii acești cilindri au fost conectați la bornele înfășurării secundare a bobinei Ruhmkorff. Conform calculelor lui Hertz, lungimea undei electromagnetice excitate de vibratorul descris a fost de aproximativ 60. cm.

Pentru detectarea undelor electromagnetice în aer, Hertz a folosit așa-numita rezonatoare, care consta dintr-un circuit prevăzut cu un eclator între bile mici, iar cu un șurub micrometru se putea schimba și în același timp măsura distanța dintre aceste bile. Forma circuitului rezonatorului s-a schimbat semnificativ în diferite experimente ale lui Hertz. Uneori folosea un simplu contur circular, alteori acest contur era sub forma unui pătrat. În sfârșit, Hertz a folosit și un rezonator asemănător unui vibrator cu tijă (Fig. 185) și format din două fire drepte, care coincid în direcție, în golul între care se afla un scantemetru micrometric.

Odată cu existența undelor electromagnetice în spațiul în care a fost amplasat rezonatorul, în acesta au putut fi excitate oscilații electrice similare cu oscilațiile primare ale vibratorului, în urma cărora a apărut o scânteie între bilele contorului de scânteie al rezonatorului. Totodată, pentru succesul experimentului, a fost necesară orientarea corectă a rezonatorului receptor și, în plus, alegerea dimensiunilor geometrice ale acestuia în așa fel încât perioada propriilor oscilații electrice să corespundă cât mai aproape de oscilație. perioada vibratorului, adică perioada undelor electromagnetice emise.

În funcție de lungimea scânteii care apare între bilele rezonatorului, Hertz a apreciat realizarea condițiilor de rezonanță între rezonator, prin care au fost studiate undele electromagnetice.

undele și vibratorul care a generat aceste unde în spațiul înconjurător. În același mod, adică prin lungimea scânteii din rezonator, Hertz a determinat și gradul de intensitate al perturbațiilor electromagnetice într-un loc dat din spațiu.

În experimentele efectuate după lucrările lui Hertz s-au folosit și alte mijloace pentru detectarea oscilațiilor electrice în rezonator, cum ar fi tuburile Geusler, termoelemente, coerere, detectoare etc., dar caracterul general al rezultatelor obținute a fost stabilit de neclintit de către experimentele clasice ale lui Hertz, care a folosit cele mai simple dispozitive descrise mai sus.

Observând scântei în rezonator, Hertz a reușit să urmărească distribuția perturbațiilor electromagnetice în spațiul din jurul vibratorului, iar distribuția acestor perturbații găsite direct prin experimente s-a dovedit a fi în deplin acord cu teoria lui Maxwell. Folosind un vibrator selectat corespunzător, Hertz a reușit să detecteze radiația electromagnetică în spațiul liber la o distanță de 12 metri de vibrator, ale căror dimensiuni geometrice erau de ordinul a 1 metru. Această sensibilitate a rezonatorului Hertz a făcut posibilă observarea și unde electromagnetice staţionareîn aer, care au fost obținute atunci când undele emise de vibrator au fost reflectate de pe o suprafață mare metalică plană perpendiculară pe direcția radiației și situată la o distanță adecvată de vibrator. În acest caz, prin deplasarea rezonatorului în golul dintre vibrator și suprafața reflectorizante astfel încât planul rezonatorului (circular sau dreptunghiular) să rămână paralel cu el însuși, Hertz a observat modificări foarte bruște ale lungimii scânteii apărute în rezonator. În unele locuri, scânteia din rezonator nu a apărut deloc. În locurile care se aflau chiar la mijloc între aceste poziții ale rezonatorului, scânteia era cea mai lungă. În acest fel, Hertz a determinat planurile nodurilor și planurile antinodurilor undelor electromagnetice staționare și, în consecință, s-a putut măsura lungimea acestor unde emise de acest vibrator. Din lungimea observată a undei staționare și din perioada calculată a oscilațiilor electrice ale vibratorului, Hertz ar putea determina viteza de propagare a energiei electromagnetice. Această viteză s-a dovedit a fi, în deplin acord cu teoria lui Maxwell, egală cu viteza luminii.

Analogia dintre undele electrice și cele luminoase a fost dezvăluită foarte clar în experimentele lui Hertz cu oglinzi parabolice. Dacă un vibrator (Fig. 185) este plasat în linia focală a unei oglinzi cilindrice parabolice, astfel încât oscilațiile electrice să fie paralele cu linia focală, atunci dacă legile reflectării undelor electromagnetice și luminii sunt aceleași, undele electromagnetice emise de către vibrator, după reflectarea din cilindru, ar trebui să formeze o rază paralelă care ar trebui să piardă relativ puțin din intensitate pe măsură ce se îndepărtează de oglindă. Când un astfel de fascicul lovește un alt cilindru parabolic îndreptat spre primul și poziționat astfel

că linia sa focală coincide cu linia focală a primei oglinzi, atunci acest fascicul este colectat în linia focală a celei de-a doua oglinzi. De-a lungul acestei linii a fost amplasat un rezonator rectiliniu.

Pentru a arăta reflexia valurilor, oglinzile au fost așezate una lângă alta astfel încât găurile lor să fie îndreptate în aceeași direcție, iar axele convergeau într-un punct de aproximativ trei metri distanță. Când vibratorul a fost acționat în această poziție, nu au fost observate scântei în rezonator. Dar dacă o placă metalică (cu o suprafață de aproximativ doi metri pătrați) a fost plasată în punctul de intersecție a axelor oglinzilor și dacă această placă a fost situată perpendicular pe linia care împarte unghiul dintre axe în jumătate, atunci scântei a apărut în rezonator. Aceste scântei au dispărut când placa de metal a fost rotită printr-un unghi mic. Experimentul descris demonstrează că undele electromagnetice sunt reflectate și că unghiul de reflectare a acestora este egal cu unghiul de incidență, adică că se comportă exact în același mod ca undele luminoase.

Hertz a reușit să detecteze refracția undelor electromagnetice într-un experiment cu o prismă din asfalt. Înălțimea prismei a atins 1,5 metri, unghiul de refracție era de 30°, iar marginea bazei, nu opusă unghiului de refracție, era de aproximativ 1,2 metri. În timpul trecerii undelor electromagnetice printr-o astfel de prismă, nu au fost observate scântei în rezonator dacă axa oglinzii cu vibratorul coincidea cu axa oglinzii rezonatorului. Dar când axele oglinzilor formau un unghi potrivit, în rezonator au apărut scântei. În plus, la abaterea minimă, scânteile au fost cele mai puternice. Pentru prisma descrisă, acest unghi minim de deviere a fost de 22° și, prin urmare, indicele de refracție al undelor electromagnetice pentru această prismă a fost de 1,69. După cum se vede, și în acest caz se obține o analogie completă cu fenomenele luminoase. Cercetările ulterioare au descoperit că undele electromagnetice au, în general, toate proprietățile fizice ale undelor luminoase.

1) Nu este lipsit de interes să remarcăm aici că dezvoltarea teoriei electronilor, a cărei dezvoltare a fost considerată de unii drept prăbușirea principalelor prevederi ale teoriei lui Maxwell, nu a condus la nicio teorie specială a propagării energiei electromagnetice. . Folosind conceptele teoriei electronice în descrierea, ca să spunem așa, fenomenelor „microelectrice”, se îndreaptă de obicei către ideile de bază ale lui Maxwell, de îndată ce este vorba de propagarea energiei electromagnetice în spațiu. În esență, între conceptele a teoriei electronice şi a ideilor lui Maxwell, nu există şi nu trebuie să existe contradicţii interne: după Maxwell, sarcina electrică elementară este de conceput ca un centru în jurul căruia se orientează în mod corespunzător deformarea electrică a mediului asociat acestuia. din punct de vedere formal, această întrebare nu are o importanță esențială.

Conform teoriei lui Maxwell, oscilațiile electromagnetice care apar într-un circuit oscilator se pot propaga în spațiu. În lucrarea sa, el a arătat că aceste unde se propagă la viteza luminii de 300.000 km/s. Cu toate acestea, mulți oameni de știință au încercat să infirme munca lui Maxwell, unul dintre ei a fost Heinrich Hertz. El a fost sceptic față de munca lui Maxwell și a încercat să efectueze un experiment pentru a infirma propagarea unui câmp electromagnetic.

Un câmp electromagnetic care se propagă în spațiu se numește unde electromagnetice.

Într-un câmp electromagnetic, inducția magnetică și intensitatea câmpului electric sunt reciproc perpendiculare, iar din teoria lui Maxwell a rezultat că planul de locație al inducției și intensității magnetice este la un unghi de 90 0 față de direcția de propagare a undelor electromagnetice (Fig. 1) .

Orez. 1. Planuri de localizare a inducției și tensiunii magnetice ()

Aceste concluzii și a încercat să provoace Heinrich Hertz. În experimentele sale, el a încercat să creeze un dispozitiv pentru studierea undelor electromagnetice. Pentru a obține un emițător de unde electromagnetice, Heinrich Hertz a construit așa-numitul vibrator Hertz, acum îl numim antenă de transmisie (Fig. 2).

Orez. 2. Vibrator Hertz ()

Luați în considerare cum și-a obținut Heinrich Hertz emițătorul sau antena de transmisie.

Orez. 3. Circuit oscilator Hertz închis ()

Având la dispoziție un circuit oscilator închis (Fig. 3), Hertz a început să separe plăcile condensatorului în direcții diferite și, în cele din urmă, plăcile au fost amplasate la un unghi de 180 0 și s-a dovedit că dacă au apărut vibrații în acest oscilator. circuit, apoi au învăluit acest circuit oscilator deschis din toate părțile. Ca rezultat, un câmp electric în schimbare a creat un câmp magnetic alternativ, iar un câmp magnetic alternativ a creat unul electric și așa mai departe. Acest proces a devenit cunoscut sub numele de undă electromagnetică (Fig. 4).

Orez. 4. Emisia de unde electromagnetice ()

Dacă o sursă de tensiune este conectată la un circuit oscilator deschis, atunci o scânteie va sări între minus și plus, care este exact sarcina care se mișcă rapid. În jurul acestei sarcini de accelerare se formează un câmp magnetic alternant, care creează un câmp electric de vortex alternant, care, la rândul său, creează un câmp magnetic alternant și așa mai departe. Astfel, conform presupunerii lui Heinrich Hertz, vor fi emise unde electromagnetice. Scopul experimentului lui Hertz a fost de a observa interacțiunea și propagarea undelor electromagnetice.

Pentru a primi unde electromagnetice, Hertz a trebuit să facă un rezonator (Fig. 5).

Orez. 5. Rezonator Hertz ()

Acesta este un circuit oscilator, care era un conductor închis tăiat echipat cu două bile, iar aceste bile erau amplasate relativ

unul de celălalt la mică distanţă. O scânteie a sărit între cele două bile rezonatoare aproape în același moment în care scânteia a sărit în emițător (Fig. 6).

Figura 6. Emisia și recepția unei unde electromagnetice ()

A existat emisia unei unde electromagnetice și, în consecință, recepția acestei unde de către un rezonator, care a fost folosit ca receptor.

Din această experiență a rezultat că există unde electromagnetice, ele se propagă, respectiv transportă energie, pot crea un curent electric într-un circuit închis, care se află la o distanță suficient de mare de emițătorul de unde electromagnetice.

În experimentele lui Hertz, distanța dintre circuitul oscilator deschis și rezonator a fost de aproximativ trei metri. Acest lucru a fost suficient pentru a afla că o undă electromagnetică se poate propaga în spațiu. Mai târziu, Hertz și-a condus experimentele și a descoperit cum se propagă o undă electromagnetică, că unele materiale pot împiedica propagarea, de exemplu, materialele care conduc electricitatea împiedică trecerea undei electromagnetice. Materialele care nu conduc electricitatea au permis trecerea undei electromagnetice.

Experimentele lui Heinrich Hertz au arătat posibilitatea transmiterii și recepționării undelor electromagnetice. Ulterior, mulți oameni de știință au început să lucreze în această direcție. Cel mai mare succes a fost obținut de omul de știință rus Alexander Popov, el a fost primul din lume care a efectuat transmiterea de informații la distanță. Acesta este ceea ce numim acum radio, tradus în rusă, „radio” înseamnă „radiază”, cu ajutorul undelor electromagnetice, transmisia fără fir a informațiilor a fost efectuată la 7 mai 1895. La Universitatea din Sankt Petersburg a fost furnizat aparatul lui Popov, care a primit prima radiogramă, consta doar din două cuvinte: Heinrich Hertz.

Cert este că până atunci exista deja telegraful (conexiunea prin fir) și telefonul, exista și codul Morse, cu ajutorul căruia angajatul lui Popov transmitea puncte și liniuțe, care erau înregistrate și descifrate pe tablă în fața comisiei. . Radioul lui Popov, desigur, nu seamănă cu receptoarele moderne pe care le folosim (Fig. 7).

Orez. 7. Receptor radio al lui Popov ()

Popov a efectuat primele studii privind recepția undelor electromagnetice nu cu emițători de unde electromagnetice, ci cu o furtună, primind semnale de fulgere și și-a numit receptorul detector de fulgere (Fig. 8).

Orez. 8. fulgerul lui Popov ()

Meritele lui Popov includ posibilitatea creării unei antene de recepție, el a fost cel care a arătat necesitatea creării unei antene lungi speciale care să poată primi o cantitate suficient de mare de energie dintr-o undă electromagnetică, astfel încât să fie indus un curent electric alternativ în această antenă. .

Luați în considerare din ce părți a constat receptorul lui Popov. Partea principală a receptorului era cohererul (un tub de sticlă umplut cu pilitură de metal (Fig. 9)).

O astfel de stare de pilitură de fier are o rezistență electrică mare, în această stare cohererul nu a trecut curentul electric, dar de îndată ce o mică scânteie a alunecat prin coerer (pentru aceasta au fost două contacte care au fost separate), pilitura au fost sinterizate. iar rezistenţa coererului a scăzut de sute de ori.

Următoarea parte a receptorului lui Popov este un sonerie electrică (Fig. 10).

Orez. 10. Sonerie electrică în receptorul lui Popov ()

Era un clopoțel electric care anunța recepția unei unde electromagnetice. Pe lângă soneria electrică, receptorul lui Popov avea o sursă de curent continuu - o baterie (Fig. 7), care asigura funcționarea întregului receptor. Și, desigur, antena de recepție, pe care Popov a ridicat-o în baloane (Fig. 11).

Orez. 11. Antena de recepție ()

Funcționarea receptorului a fost după cum urmează: bateria a creat un curent electric în circuit, în care erau incluse cohererul și soneria. Soneria electrică nu putea suna, deoarece cohererul avea o rezistență electrică mare, curentul nu trecea și era necesar să se selecteze rezistența dorită. Când o undă electromagnetică a lovit antena de recepție, a fost indus un curent electric în ea, curentul electric de la antenă și sursa de alimentare împreună era destul de mare - în acel moment a sărit o scânteie, rumegușul coerent s-a sinterizat și un curent electric a trecut prin dispozitivul. Clopotul a început să sune (Fig. 12).

Orez. 12. Principiul de funcționare al receptorului Popov ()

În receptorul lui Popov, pe lângă sonerie, exista un mecanism de percuție conceput în așa fel încât să lovească simultan clopotul și cohererul, scuturând astfel cohererul. Când a venit unda electromagnetică, a sunat soneria, cohererul s-a scuturat - rumegușul s-a prăbușit, iar în acel moment rezistența a crescut din nou, curentul electric a încetat să mai curgă prin coerer. Clopoțelul a încetat să sune până la următoarea recepție a unei unde electromagnetice. Așa a funcționat receptorul lui Popov.

Popov a subliniat următoarele: receptorul poate funcționa destul de bine la distanțe mari, dar pentru aceasta este necesar să se creeze un emițător foarte bun de unde electromagnetice - aceasta era problema de atunci.

Prima transmisie prin aparatul lui Popov a avut loc la o distanta de 25 de metri, iar in doar cativa ani distanta a fost deja de peste 50 de kilometri. Astăzi, cu ajutorul undelor radio, putem transmite informații pe tot globul.

Nu numai Popov a lucrat în acest domeniu, omul de știință italian Marconi a reușit să introducă invenția sa în producție aproape în toată lumea. Prin urmare, primii receptori radio au venit la noi din străinătate. Vom lua în considerare principiile comunicării radio moderne în lecția următoare.

Bibliografie

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizică (nivel de bază) - M.: Mnemozina, 2012.
2. Gendenstein L.E., Dick Yu.I. Fizica clasa a 10-a. - M.: Mnemosyne, 2014.
3. Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizica-9. - M.: Iluminismul, 1990.

Teme pentru acasă

1. Ce concluzii ale lui Maxwell a încercat să conteste Heinrich Hertz?
2. Definiți o undă electromagnetică.
3. Numiți principiul de funcționare al receptorului Popov.

1. Portalul de internet Mirit.ru ().
2. Portalul de internet Ido.tsu.ru ().
3. Portalul de internet Reftrend.ru ().

Teoria fenomenelor electrice și magnetice, creată de lucrările celor mai buni matematicieni din prima jumătate a acestui secol și acceptată până de curând de aproape toți oamenii de știință, admitea practic existența unor fluide electrice și magnetice speciale fără greutate, care au proprietatea de acțiune la o distanta. Principiul doctrinei lui Newton despre gravitația universală – „actio in distans” – a rămas călăuzitor în doctrina electricității și magnetismului. Dar deja în anii 30, genialul Faraday, lăsând întrebarea entitati electricitatea și magnetismul, în ceea ce privește acțiunile lor exterioare, el a exprimat cu totul alte gânduri. Atracția și respingerea corpurilor electrificate, electrificarea prin influență, interacțiunea magneților și curenților și, în sfârșit, fenomenele de inducție după Faraday nu sunt manifestări direct la distanță a proprietăților inerente fluidelor electrice și magnetice, ci sunt doar consecințele modificărilor speciale ale stării mediului în care se află acestea, aparent, afectându-se direct reciproc sarcini electrice, magneți sau conductori cu curenți. Deoarece toate aceste acțiuni sunt observate în mod egal în vid, precum și într-un spațiu plin cu aer sau altă materie, atunci în schimbările produse de procesele de electrificare și magnetizare in aer Faraday a văzut cauza acestor fenomene. Astfel, la fel cum prin apariția unor vibrații speciale ale eterului și prin transmiterea acestor vibrații de la particulă la particulă, sursa de lumină luminează un obiect îndepărtat de acesta, așa în acest caz numai prin perturbări speciale în mediul aceluiași eter și transmiterea acestor perturbații din strat toate acțiunile electrice, magnetice și electromagnetice se propagă către stratul în spațiu. Această idee a fost călăuzitoare în toate cercetările lui Faraday; ea a fost cea care cel mai important l-a condus la toate descoperirile lui celebre. Însă învățătura lui Faraday nu s-a consolidat curând și nu a fost ușor de consolidat în știință. Timp de zeci de ani, timp în care fenomenele descoperite de el au reușit să fie supuse celui mai amănunțit și amănunțit studiu, ideile principale ale lui Faraday au fost fie ignorate, fie considerate direct nefoarte convingătoare și nedovedite. Abia în a doua jumătate a anilor '60 a apărut un adept talentat al lui Faraday, care a murit atât de devreme, Clerk Maxwell, care a interpretat și dezvoltat teoria lui Faraday, dându-i un caracter strict matematic. Maxwell a dovedit necesitatea existenței unei viteze finite cu care transmiterea acțiunilor unui curent electric sau a unui magnet are loc printr-un mediu intermediar. Această viteză, potrivit lui Maxwell, ar trebui să fie egală cu cea cu care lumina se propagă în mediul în cauză. Mediul care participă la transmiterea acțiunilor electrice și magnetice nu poate fi altul decât același eter, care este admis în teoria luminii și a căldurii radiante. Procesul de propagare a acțiunilor electrice și magnetice în spațiu trebuie să fie calitativ același cu procesul de propagare a razelor de lumină. Toate legile referitoare la razele de lumină sunt destul de aplicabile raze electrice. Potrivit lui Maxwell, însuși fenomenul luminii este un fenomen electric. Un fascicul de lumină este o serie de perturbații electrice, curenți electrici foarte mici, excitați succesiv în eterul mediului. Care este schimbarea mediului înconjurător sub influența electrificării unui corp, magnetizării fierului sau formării unui curent într-o bobină - încă nu se știe. Teoria lui Maxwell nu face încă posibilă prezentarea clară a însăși natura deformațiilor pe care le presupune. Este sigur doar că vreo schimbare deformarea mediului produs în el sub influența electrificării corpurilor, este însoțită de apariția fenomenelor magnetice în acest mediu și, invers, vreo schimbare în mediul deformațiilor care s-au produs în el sub influența unui proces magnetic, este însoțită de excitarea acțiunilor electrice. Dacă în orice punct al unui mediu deformat prin electrificarea unui corp, se observă o forță electrică într-o anumită direcție, adică o minge electrificată foarte mică plasată într-un loc dat se va deplasa în această direcție, atunci cu orice creștere sau scădere a deformarea mediului, împreună cu creșterea sau scăderea forței electrice într-un punct dat, în el va apărea o forță magnetică în direcția perpendiculară pe forța electrică - polul magnetic plasat aici va primi o împingere în direcția perpendiculară. la forța electrică. Aceasta este consecința care decurge din teoria electricității a lui Maxwell. În ciuda interesului enorm pentru învățăturile lui Faraday-Maxwell, mulți a fost întâmpinat cu îndoială. Din această teorie au urmat generalizări prea îndrăznețe! Experimentele G. (Heinrich Hertz), produse în 1888, au confirmat în cele din urmă corectitudinea teoriei lui Maxwell. G. a reușit, ca să spunem așa, să realizeze formulele matematice ale lui Maxwell;de fapt, a reușit să demonstreze posibilitatea existenței razelor electrice, sau, corect, electromagnetice. După cum sa menționat deja, conform teoriei lui Maxwell, propagarea unui fascicul de lumină este, în esență, propagarea perturbațiilor electrice formate succesiv în eter, schimbându-și rapid direcția. Direcția în care sunt excitate astfel de perturbații, astfel de deformații, conform lui Maxwell, este perpendiculară pe fasciculul de lumină însuși. Din aceasta este evident că excitația directă în orice corp a curenților electrici care se schimbă foarte rapid în direcție, adică excitația într-un conductor de curenți electrici de direcție alternativă și de foarte scurtă durată, ar trebui în eterul care înconjoară acest conductor. provoacă perturbări electrice corespunzătoare care se schimbă rapid în direcția sa, adică ar trebui să provoace un fenomen calitativ destul de asemănător cu ceea ce este o rază de lumină. Dar se știe de mult că atunci când un corp electrificat sau un borcan Leyden este descărcat într-un conductor prin care are loc descărcarea, o serie întreagă de curenți electrici se formează alternativ într-un sens sau altul. Un corp care se descarcă nu își pierde imediat electricitatea; dimpotrivă, în timpul descărcării, este reîncărcat de mai multe ori cu unul sau altul semn de electricitate. Sarcinile succesive care apar pe corp scad doar putin cate putin in magnitudinea lor. Se numesc astfel de ranguri vibrational. Durata existenței în conductor a doi curenți succesivi de electricitate cu o astfel de descărcare, adică durata vibratii electrice, sau altfel, intervalul de timp dintre două momente în care corpul de descărcare primește cele mai mari sarcini consecutive care apar pe el, poate fi calculat din forma și dimensiunile corpului de descărcare și conductorul prin care are loc o astfel de descărcare. Conform teoriei, această durată a oscilațiilor electrice (T) exprimat prin formula:

T = 2π√(LC).

Aici Cu reprezintă capacitate electrica corp de descărcare și L - coeficientul de autoinducție conductor prin care se produce descărcarea (vezi). Ambele valori sunt exprimate conform aceluiași sistem de unități absolute. Când se folosește o cutie Leyden obișnuită, care este descărcată printr-un fir care leagă cele două căptușeli ale sale, durata oscilațiilor electrice, adică. T, definit în 100 și chiar 10 miimi de secundă. G. în primele sale experimente a electrificat diferit două bile de metal (30 cm în diametru) și a permis să fie descărcate printr-o tijă de cupru scurtă și destul de groasă, tăiată la mijloc, unde s-a format o scânteie electrică între două bile, care erau montate. pe capetele celor două jumătăţi ale tijei faţă în faţă. Smochin. 1 ilustrează schema experimentelor lui G. (diametrul tijei 0,5 cm, diametrul bilei bși b" 3 cm, distanța dintre aceste bile este de aproximativ 0,75 cm, iar distanța dintre centrele bilelor Sîn S" este egal cu 1 m).

Ulterior, în loc de bile, G. a folosit foi de metal pătrate (40 cm pe fiecare parte), care au fost așezate într-un singur plan. Încărcarea unor astfel de bile sau foi a fost efectuată cu ajutorul unei bobine Ruhmkorff active. Bilele sau foile erau încărcate de mai multe ori pe secundă dintr-o bobină și apoi descărcate printr-o tijă de cupru situată între ele cu formarea unei scântei electrice în golul dintre cele două bile. bși b". Durata oscilațiilor electrice excitate în acest caz în tija de cupru a depășit puțin o 100 de miimi de secundă. În experimentele sale ulterioare, folosind, în loc de foi cu jumătăți de tijă de cupru atașate lor, cilindri scurti groși, cu capete sferice, între care sărea o scânteie, G. a primit vibrații electrice, a căror durată era de numai aproximativ o mie de milione de o secunda. O astfel de pereche de bile, foi sau cilindri, așa vibrator, cum îl numește G., din punctul de vedere al teoriei lui Maxwell, este un centru care propaga razele electromagnetice în spațiu, adică excită unde electromagnetice în eter, la fel ca orice sursă de lumină care excită unde luminoase în jurul său. Dar astfel de raze electromagnetice sau unde electromagnetice nu pot avea un efect asupra ochiului uman. Numai în cazul în care durata fiecărui electric. oscilația ar atinge doar o 392 de miliarde de secundă, ochiul observatorului ar fi impresionat de aceste oscilații și observatorul ar vedea un fascicul electromagnetic. Dar pentru a obține o astfel de viteză a oscilațiilor electrice, este necesar vibrator, corespunzătoare ca mărime particulelor fizice. Deci, pentru a detecta razele electromagnetice, sunt necesare mijloace speciale, conform expresiei potrivite a lui W. Thomson (acum Lord Kelvin), este nevoie de un „ochi electric” special. Un astfel de „ochi electric” a fost aranjat în cel mai simplu mod de către G. Să ne imaginăm că există un alt conductor la o oarecare distanță de vibrator. Perturbațiile din eter, excitate de vibrator, ar trebui să se reflecte în starea acestui conductor. Acest conductor va fi supus unei serii succesive de impulsuri, având tendința de a excita în el ceva asemănător cu ceea ce a provocat astfel de perturbări în eter, adică, tinzând să formeze curenți electrici în el, schimbându-se în direcția în funcție de viteza oscilațiilor electrice în eter. vibratorul în sine. Dar impulsurile alternând succesiv nu pot contribui unele la altele decât atunci când sunt complet ritmate cu mișcările electrice pe care le provoacă de fapt într-un astfel de conductor. La urma urmei, doar la unison, o coardă acordată poate intra într-un tremur vizibil de la sunetul emis de o altă coardă și, astfel, poate fi o sursă de sunet independentă. Deci, conductorul trebuie, ca să spunem așa, să rezoneze electric cu vibratorul. Așa cum un șir de o lungime și o tensiune date este capabil să vină dintr-un impact în oscilații cunoscute în termeni de viteză, tot așa în fiecare conductor dintr-un impuls electric se pot forma numai oscilații electrice de perioade destul de definite. Prin îndoirea unui fir de cupru de dimensiuni corespunzătoare sub formă de cerc sau dreptunghi, lăsând doar un mic spațiu între capetele sârmei cu bile mici furate pe ele (Fig. 2), de care se putea apropia sau îndepărta celălalt prin intermediul unui șurub, G. a primit, așa cum a numit el, rezonator vibratorul său (în majoritatea experimentelor sale, când bilele sau foile menționate mai sus serveau drept vibrator, G. folosea ca rezonator sârmă de cupru de 0,2 cm diametru, îndoită sub formă de cerc cu diametrul de 35 cm).

Pentru un vibrator format din cilindri scurti groși, rezonatorul era un cerc similar de sârmă, de 0,1 cm grosime și 7,5 cm în diametru. Două fire drepte, 0,5 cm dia. si 50 cm lungime, situate unul pe continuarea celuilalt cu o distanta intre capete de 5 cm; de la ambele capete ale acestor fire orientate unul spre celălalt, alte două fire paralele cu diametrul de 0,1 cm sunt trase perpendicular pe direcția firelor. și 15 cm lungime, care sunt atașate de bilele contorului de scântei. Oricât de slabe în sine sunt impulsurile individuale de la perturbările care apar în eter sub influența vibratorului, ele, totuși, contribuind reciproc în acțiune, sunt capabile să excite curenți electrici deja vizibili în rezonator, manifestați în formarea de o scânteie între bilele rezonatoare. Aceste scântei sunt foarte mici (au ajuns până la 0,001 cm), dar sunt destul de suficiente pentru a fi un criteriu de excitare a oscilațiilor electrice în rezonator și, prin magnitudinea lor, pentru a servi ca indicator al gradului de perturbare electrică a atât rezonatorul cât şi eterul care îl înconjoară.

Prin observarea scânteilor apărute într-un astfel de rezonator, Hertz a examinat și la diferite distanțe și în direcții diferite spațiul din jurul vibratorului. Lăsând deoparte aceste experimente G. și rezultatele care au fost obținute de el, să trecem la studii care au confirmat existența. final viteza de propagare a acțiunilor electrice. La unul dintre pereții încăperii în care s-au desfășurat experimentele a fost atașat un ecran mare din foi de zinc. Acest scut a fost conectat la masă. Un vibrator cu plăci a fost plasat la o distanță de 13 metri de ecran, astfel încât planurile plăcilor sale să fie paralele cu planul ecranului, iar mijlocul dintre bilele vibratoare să fie pe mijlocul ecranului. Dacă vibratorul în timpul acțiunii sale excită periodic perturbări electrice în eterul înconjurător și dacă aceste perturbări se propagă în mediu nu instantaneu, ci la o anumită viteză, atunci, după ce a atins ecranul și s-a reflectat înapoi de la acesta din urmă, ca perturbările de sunet și lumină. , aceste perturbații, împreună cu cele care sunt trimise la ecran de către un vibrator, formează în eter, în spațiul dintre ecran și vibrator, o stare asemănătoare cu cea care apare în condiții similare datorită interferenței undelor opuse, adică în acest spaţiu perturbaţiile vor căpăta caracterul "valuri stationare"(vezi Valuri). Starea eterului în locuri corespunzătoare "noduri"și "antinoduri" astfel de valuri, evident, ar trebui să difere semnificativ. Plasându-și rezonatorul cu un plan paralel cu ecranul și astfel încât centrul acestuia să fie pe o linie trasată de la mijloc între bilele vibratoare normale cu planul ecranului, a observat G. la diferite distanțe ale rezonatorului față de ecran, scânteile din acesta sunt foarte diferite ca lungime.În apropierea ecranului în sine, aproape nu se observă scântei în rezonator, de asemenea la distanțe de 4,1 și 8,5 m. și 10,8 m. G. din experimentele sale au dedus că în medie 4,5 m separă unele de altele acele poziții ale rezonatorului în care fenomenele observate în ea, adică scânteile, se dovedesc a fi aproape de aceeași. G. a obținut exact același lucru într-o poziție diferită a planului rezonatorului, când acest plan era perpendicular pe ecran și trecea printr-o linie normală trasată pe ecran de la mijlocul dintre bilele vibratorului și când axa de simetrie rezonatorul (adică diametrul său care trece prin mijlocul dintre bile) a fost paralel cu acest normal. Doar în această poziție a planului rezonatorului maxime s-au obținut scântei în el unde, în poziția anterioară a rezonatorului, minime, si inapoi. Deci, 4,5 m corespunde lungimii „unde electromagnetice staționare”, care apar între ecran și vibrator într-un spațiu plin cu aer (fenomenele opuse observate la rezonator în cele două poziții ale sale, adică maximele scânteilor într-o poziție și minimele în cealaltă, sunt pe deplin explicate prin faptul că într-o poziție de rezonatorul, oscilațiile electrice sunt excitate în el forte electrice, așa-zisul. deformații electrice în eter, în altă poziție sunt cauzate ca urmare a apariției forte magnetice, adică entuziasmat deformatii magnetice).

Pe lungimea „valului staționar” (l) iar de timp (T) corespunzând unei oscilații electrice complete în vibrator, bazată pe teoria formării perturbațiilor periodice (ca undă), este ușor de determinat viteza (v) cu care astfel de tulburări se transmit în aer. Această viteză

v = (2l)/T.

În experimentele lui G.: l= 4,5 m, T= 0,000000028". Prin urmare v\u003d 320.000 (aproximativ) km pe secundă, adică foarte aproape de viteza de propagare a luminii în aer. G. a investigat propagarea oscilațiilor electrice în conductori, adică în fire. În acest scop, o placă de cupru similară izolată a fost plasată paralelă cu o placă vibratoare, din care trecea un fir lung, întins orizontal (Fig. 3).

În acest fir, datorită reflectării vibrațiilor electrice de la capătul său izolat, s-au format și „unde stătătoare”, distribuția „nodurilor” și „antinodurilor” ale căror de-a lungul firului G. găsite cu ajutorul unui rezonator. G. a dedus din aceste observaţii pentru viteza de propagare a oscilaţiilor electrice în fir o valoare egală cu 200.000 km pe secundă. Dar această definiție nu este corectă. Conform teoriei lui Maxwell, în acest caz, viteza ar trebui să fie aceeași ca a aerului, adică ar trebui să fie egală cu viteza luminii în aer. (300.000 km pe secundă). Experimentele efectuate după G. de alţi observatori au confirmat poziţia teoriei lui Maxwell.

Având o sursă de unde electromagnetice, un vibrator și un mijloc de detectare a unor astfel de unde, un rezonator, G. a demonstrat că astfel de unde, precum undele luminoase, sunt supuse reflexiilor și refracțiilor și că perturbațiile electrice ale acestor unde sunt perpendiculare pe direcție. a propagării lor, adică descoperite polarizareîn raze electrice. În acest scop, a plasat un vibrator, dând oscilații electrice foarte rapide (un vibrator din doi cilindri scurti), în linia focală a unei oglinzi cilindrice parabolice din zinc, în linia focală a unei alte oglinzi asemănătoare, a plasat un rezonator, așa cum este descris mai sus, din două fire drepte. . Direcționând undele electromagnetice de la prima oglindă către un ecran plat metalic, G. folosind o altă oglindă a reușit să determine legile de reflexie a undelor electrice și a forțat aceste unde să treacă printr-o prismă mare din asfalt și a determinat refracția lor. Legile reflexiei și refracției s-au dovedit a fi aceleași ca pentru undele luminoase. Cu ajutorul acestor oglinzi, G. a dovedit că razele electrice polarizat, când axele a două oglinzi amplasate una vizavi de alta erau paralele, s-au observat scântei în rezonator sub acțiunea vibratorului. Când una dintre oglinzi a fost rotită în jurul direcției razelor cu 90 °, adică axele oglinzilor formau un unghi drept între ele, orice urmă de scântei din rezonator a dispărut.

În acest fel, experimentele lui G. au dovedit corectitudinea poziției lui Maxwell. Vibratorul lui G., asemenea unei surse de lumină, radiază energie în spațiul înconjurător, care, prin raze electromagnetice, este transmisă către tot ce este capabil să o absoarbă, transformând această energie într-o formă diferită accesibilă simțurilor noastre. Razele electromagnetice sunt destul de asemănătoare ca calitate cu razele de căldură sau lumină. Diferența lor față de acestea din urmă constă numai în lungimile undelor corespunzătoare. Lungimea undelor luminoase este măsurată în zece miimi de milimetru, în timp ce lungimea undelor electromagnetice excitate de vibratoare este exprimată în metri. Fenomenele descoperite de G. au servit mai târziu drept subiect de cercetare a multor fizicieni. În general, concluziile lui G. sunt pe deplin confirmate de aceste studii. Acum știm, în plus, că viteza de propagare a undelor electromagnetice, așa cum rezultă din teoria lui Maxwell, se modifică odată cu modificările mediului în care se propagă astfel de unde. Această viteză este invers proporțională √K, Unde La așa-numita constantă dielectrică a unui mediu dat. Știm că atunci când undele electromagnetice se propagă de-a lungul conductorilor, oscilațiile electrice sunt „atenuate”, că atunci când razele electrice sunt reflectate, „tensiunea” lor urmează legile date de Fresnel pentru razele de lumină etc.

Articolele lui G. referitoare la fenomenul în cauză, adunate împreună, sunt acum publicate sub titlul: H. Hertz, „Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft” (Lpts., 1892).

Și. Borgman.

• - sunt stabilite de instituțiile de cercetare în producție...

  Dicționar agricol-carte de referință

• - experimente cu plante în câmp în ghivece fără fund săpat în sol...

  Glosar de termeni botanici

• - emiţător de unde radio, propus de acesta. fizicianul G. Hertz, care a dovedit existenţa unui el.-magnet. valuri. Hertz a folosit tije de cupru cu metal...

  Enciclopedia fizică

• - principiul celei mai mici curburi, una dintre variațiile...

  Enciclopedia fizică

• - experimente efectuate după o singură schemă și metodologie simultan într-un număr mare de puncte pentru a stabili indicatori cantitativi ai acțiunii unui anumit tip, doză, metodă și timp de aplicare a îngrășământului sau...

  Glosar de termeni botanici

• - cea mai simplă antenă sub formă de tijă cu metal. bile la capete și un gol în mijloc pentru conectarea unei surse electrice. oscilații, de exemplu bobine Ruhmkorff sau sarcini...
• - una dintre variante...

  Științele naturii. Dicţionar enciclopedic

• - scriitor militar 24 martie 1870, Gen. PCS. colonel...
• - prof. Nikol...

  Mare enciclopedie biografică

• - „EXPERIENTE” - principal. op. Montaigne...

  Enciclopedie filosofică

• - un oraș din districtul Glyboksky din regiunea Cernăuți. RSS Ucraineană, pe râu. Gertsovka, 35 km până la Yu.-V. de orasul Cernauti si la 8 km de calea ferata. statia Novoselitsa. Fabrica de cusaturi si mercerie...
• - dipol Hertz, cea mai simplă antenă folosită de Heinrich Hertz în experimente care au confirmat existența undelor electromagnetice. Era o tijă de cupru cu bile metalice la capete, în al cărei gol ...

  Marea Enciclopedie Sovietică

• - principiul celei mai mici curburi, unul dintre principiile variaționale ale mecanicii, stabilind că în absența forțelor active din toate posibilele cinematice, adică traiectoriile permise de constrângeri, ...

  Marea Enciclopedie Sovietică

• - un experiment care a fost o dovadă experimentală a discretității energiei interne a atomului. Plasat în 1913 de J. Frank și G. Hertz. Pe fig. 1 arată schema experienței...

  Marea Enciclopedie Sovietică

• - un oraș din Ucraina, regiunea Cernăuți, lângă calea ferată. Artă. Novoselitsa. 2,4 mii de locuitori. Asociatia de productie de cusaturi si mercerie „Prut”. Cunoscut din 1408... Din cartea De la un imigrant la un inventator autorul Pupin Mihail

  IX. Descoperirea lui Hertz Trebuie să mărturisesc că atunci când am venit prima dată la Berlin, am adus cu mine vechi prejudecăți împotriva germanilor, care m-au împiedicat într-o oarecare măsură să mă obișnuiesc cu noul mediu. Teutonismul de la Praga, când am studiat acolo, mi-a lăsat o impresie de neșters

  Câteva experimente periculoase. Experiențe împărțite. Extaz al treilea și al patrulea grad.

  Din cartea Yoga pentru Occident autorul Kerneitz S

  Câteva experimente periculoase. Experiențe împărțite. Extaz al treilea și al patrulea grad. Toate experimentele următoare sunt extrem de periculoase. Elevul nu ar trebui să încerce să le producă prematur, și mai ales înainte de a alunga orice frică și chiar orice teamă în

  MECANICA HERTZ

  Din cartea Mecanica din Antichitate până în zilele noastre autor Grigorian Ashot Tigranovich

  MECANICA HERTZ ÎN SECOLUL XVII lucrările lui Galileo şi Newton au pus bazele fundamentale ale mecanicii clasice.În secolele al XVIII-lea şi al XIX-lea. Euler, d'Alembert, Lagrange, Hamilton, Jacobi, Ostrogradsky, pe baza acestor fundaţii, au construit un magnific edificiu de mecanică analitică şi l-au dezvoltat

  CAPITOLUL 4 PROVOCAREA LUI HERTZ ȘI PACE DE LA NISTADT

  Din cartea Anglia. Fără război, fără pace autor Shirokorad Alexandru Borisovici

  8.6.6. Scurta viață a lui Heinrich Hertz

  Din cartea Istoria lumii în persoane autor Fortunatov Vladimir Valentinovici

  8.6.6. Scurta viață a lui Heinrich Hertz Fizicianul german Heinrich Rudolf Hertz (1857–1894) a trăit doar treizeci și șase de ani, dar fiecare școlar cunoaște acest nume, oricine este măcar puțin familiarizat cu fizica.La Universitatea din Berlin, profesorii lui Heinrich au fost oameni de știință celebri Hermann

  vibrator hertz

  Din cartea Marea Enciclopedie a Tehnologiei autor Echipa de autori

  Vibrator Hertz Vibratorul Hertz este un circuit oscilator deschis, care constă din două tije separate printr-un spațiu mic. Tijele sunt conectate la o sursă de înaltă tensiune, ceea ce creează o scânteie în spațiul dintre ele. În vibratorul Hertz,

  Capitolul 4. 1700 - 1749 Experimentele lui Gauksby și Gray, mașini electrice, „borcanul Leyden” al lui Mushenbreck, experimentele lui Franklin

  autorul Kuchin Vladimir

  Capitolul 4. 1700 - 1749 Experimentele lui Gauksby și Gray, mașini electrice, „borcanul Leyden” al lui Mushenbreck, experimentele lui Franklin 1701 Halley La începutul secolului al XVIII-lea, englezul Edmund Halley a întreprins trei călătorii în Oceanul Atlantic, în timpul cărora a fost primul care a marcat locurile pe hartă

  Capitolul 8. 1830 - 1839 Experimentele lui Faraday, experimentele lui Henry, telegraful lui Schilling, telegraful lui Morse, elementul lui Daniel

  Din cartea Istorie populară - De la electricitate la televiziune autorul Kuchin Vladimir

  Capitolul 8. 1830 - 1839 Experimentele lui Faraday, experimentele lui Henry, telegraful lui Schilling, telegraful lui Morse, elementul lui Daniel 1831 Faraday, primul aspect Henry

  Din cartea Ritz Ballistic Theory and the Picture of the Universe autor Semikov Serghei Alexandrovici

  § 4.8 Experimentul Frank-Hertz Când diferența de potențial ajunge la 4,9 V, electronii, într-o coliziune neelastică cu atomii de mercur din apropierea rețelei, le vor da toată energia lor... Experimente similare au fost efectuate ulterior cu alți atomi. Pentru toate, caracteristice

Existența unor niveluri de energie discrete ale atomului este confirmată de experiența lui Frank și Hertz. Oamenii de știință germani James Frank și Gustav Hertz au primit Premiul Nobel în 1925 pentru studiile lor experimentale asupra discretității nivelurilor de energie.

În experimente s-a folosit un tub (Fig. 6.9) umplut cu vapori de mercur la o presiune R≈ 1 mmHg Artă. și trei electrozi: catod, grilă și anod.

Electronii au fost accelerați de diferența de potențial Uîntre catod și grilă. Această diferență de potențial poate fi modificată cu un potențiometru P. Câmp de întârziere 0,5 V între grilă și anod (metoda potențial de întârziere).

S-a determinat dependența curentului prin galvanometru G din diferența de potențial dintre catod și rețea U. Dependența prezentată în Fig. 1 a fost obținută în experiment. 6.10. Aici U= 4,86 ​​V - corespunde primului potențial de excitație.

Conform teoriei lui Bohr, fiecare dintre atomii de mercur poate primi doar o energie foarte definită, trecând într-una dintre stările excitate. Prin urmare, dacă stările staționare există într-adevăr în atomi, atunci electronii care se ciocnesc cu atomii de mercur trebuie să piardă energie. discret , anumite portiuni egală cu diferența de energie a stărilor staționare corespunzătoare ale atomului.

Din experiență rezultă că odată cu creșterea potențialului de accelerare până la 4,86 ​​V, curentul anodic crește monoton, valoarea sa trece printr-un maxim (4,86 V), apoi scade brusc și crește din nou. Alte maxime sunt observate la și .

Cea mai apropiată de sol, starea neexcitată a atomului de mercur este starea excitată, care se află la o distanță de 4,86 ​​V pe scara de energie. Atâta timp cât diferența de potențial dintre catod și rețea este mai mică de 4,86 ​​V, electronii, întâmpinând mercur atomii pe drum, experimentează doar ciocniri elastice cu ei. La = 4,86 ​​eV, energia electronului devine suficientă pentru a provoca un impact inelastic, la care electronul dă toată energia sa cinetică atomului de mercur , excitând tranziția unuia dintre electronii atomului din starea normală la starea excitată. Electronii care și-au pierdut energia cinetică nu vor mai putea depăși potențialul de decelerare și nu vor mai putea ajunge la anod. Aceasta explică scăderea bruscă a curentului anodic la = 4,86 ​​eV. La valori de energie care sunt multipli de 4,86, electronii pot experimenta ciocniri inelastice de 2, 3, ... cu atomii de mercur. În același timp, își pierd complet energia și nu ajung la anod, adică. există o scădere bruscă a curentului anodic.

Astfel, experiența a demonstrat că electronii își transferă energia atomilor de mercur în loturi , iar 4,86 ​​eV este cea mai mică porțiune posibilă care poate fi absorbită de un atom de mercur în starea de energie fundamentală. În consecință, ideea lui Bohr despre existența stărilor staționare în atomi a rezistat cu brio testului experimentului.

Atomii de mercur, care au primit energie în ciocnire cu electronii, trec într-o stare excitată și trebuie să revină la starea fundamentală, radiind, conform celui de-al doilea postulat al lui Bohr, un cuantum de lumină cu o frecvență . Dintr-o valoare cunoscută, puteți calcula lungimea de undă a unui cuantum de lumină: . Astfel, dacă teoria este corectă, atunci atomii de mercur bombardați de electroni cu o energie de 4,86 ​​eV ar trebui să fie o sursă de radiație ultravioletă cu , ce s-a găsit de fapt în experimente.