Опыты Герца

Если на пути распространения электромагнитных волн расположен колебательный контур, то электромагнитное поле волны индуцирует в контуре переменную э. д. с. и в нем возникают вынужденные электромагнитные колебания с частотой электромагнитных волн. Когда эта частота далека от частоты собственных колебаний контура, амплитуда вынужденных колебаний ничтожно мала. Заметные электромагнитные колебания возбуждаются в контуре лишь при совпадении собственной частоты контура g частотой вынужденных колебаний, т. е. при настройке контура в резонанс с источником излучения волн (вибратором).

Впервые электромагнитные волны с помощью резонанса на опыте обнаружил Г. Герц, В качестве колебательных контуров он использовал так называемые диполи (рис. 27.8). Диполь Д1 состоит из двух проводов, заканчивающихся шариками. На противоположных концах проводов надеты колпачки С1 и C2 перемещая которые можно изменять емкость контура. Таким образом, диполь представляет собой открытый контур, в котором катушка заменена линейным проводом, разделенным посредине воздушным промежутком. Индуктивность и емкость такого контура малы, поэтому в соответствии с частота колебаний очень велика (до 10⁸ Гц).

Источником питания вибратора служит индукционная катушка К. При подаче на диполь Д1 высокого напряжения в промежутке А проскакивает искра, в контуре Д1 возникают электромагнитные колебания, и вибратор излучает волны. При возникновении искры цепь катушки К замыкается, в результате чего напряжение на ее зажимах падает; искра прерывается, а колебания в контуре затухают. Напряжение снова возрастает, снова проскакивает искра и возобновляется излучение, и т. д.

Электромагнитные волны, излучаемые вибратором Д1, принимаются вторым диполем Д2 (резонатором), который устроен аналогично и располагается параллельно Д1. Настройка контура Д2 в резонанс с Д1 производится перемещением его колпачков С’1 и С’2. При резонансе в промежутке В появляется слабая искра.

Опыты Герца доказали существование электромагнитных волн, предсказанных теорией Максвелла. Герц экспериментально исследовал их свойства, наблюдал их отражение и интерференцию. С помощью интерференции Герц определил длину волн и, зная частоту, вычислил скорость их распространения. Она действительно оказалась равной скорости света с. Таким образом, в опытах Герца теория электромагнитного поля Максвелла получила блестящее подтверждение.