Nadharia ya matukio ya umeme na sumaku, iliyoundwa na kazi za wanahisabati bora wa nusu ya kwanza ya karne hii na hadi hivi karibuni kukubaliwa na karibu wanasayansi wote, kimsingi ilidhani uwepo wa maji maalum ya umeme na sumaku ambayo yana mali ya kutenda. umbali. Kanuni ya fundisho la Newton la uvutano wa ulimwengu wote - "actio in distans" - ilibaki kuongoza katika fundisho la umeme na sumaku. Lakini tayari katika miaka ya 30 Faraday ya kipaji, akiacha bila kuzingatia swali la kiini umeme na sumaku, walionyesha mawazo tofauti kabisa kuhusu matendo yao ya nje. Kuvutia na kukataa miili iliyo na umeme, umeme kupitia ushawishi, mwingiliano wa sumaku na mikondo na, hatimaye, matukio ya introduktionsutbildning ya Faraday haiwakilishi maonyesho moja kwa moja kwa umbali wa mali asili katika maji ya umeme na magnetic, lakini ni matokeo tu ya mabadiliko maalum katika hali ya kati ambayo kuna hizi inaonekana moja kwa moja kushawishi kila mmoja mashtaka ya umeme, sumaku au makondakta na mikondo. Kwa kuwa vitendo vyote kama hivyo vinazingatiwa kwa usawa katika utupu, na vile vile katika nafasi iliyojaa hewa au jambo lingine, basi katika mabadiliko yanayotokana na michakato ya umeme na sumaku. hewani, Faraday aliona sababu ya matukio haya. Kwa hivyo, kama vile kwa kutokea kwa mitetemo maalum ya etha na upitishaji wa mitikisiko hii kutoka kwa chembe hadi chembe, chanzo cha nuru huangazia kitu kilicho mbali nayo, na katika kesi hii tu kupitia usumbufu maalum katika kati ya etha sawa na. upitishaji wa usumbufu huu kutoka kwa safu athari zote za umeme, sumaku na sumakuumeme huenea katika nafasi hadi safu. Wazo kama hilo lilikuwa kanuni elekezi katika utafiti wote wa Faraday; Ni yeye ambaye muhimu zaidi alimpeleka kwenye uvumbuzi wake wote maarufu. Lakini haikuwa upesi na haikuwa rahisi kwamba mafundisho ya Faraday yakawa na nguvu zaidi katika sayansi. Kwa miongo kadhaa, wakati ambapo matukio yaliyogunduliwa na yeye yaliweza kufanyiwa uchunguzi wa kina na wa kina, mawazo ya msingi ya Faraday yalipuuzwa au kuchukuliwa moja kwa moja kuwa hayakubaliki na hayajathibitishwa. Ni katika nusu ya pili tu ya miaka ya sitini ambapo mfuasi mwenye talanta wa Faraday, Karani Maxwell, ambaye alikufa mapema sana, alitokea, ambaye alitafsiri na kuendeleza nadharia ya Faraday, akiipa tabia ya hisabati madhubuti. Maxwell alithibitisha umuhimu wa kuwepo kwa kasi ya mwisho ambayo uhamisho wa madhara ya sasa ya umeme au sumaku hutokea kwa njia ya kati. Kasi hii, kulingana na Maxwell, inapaswa kuwa sawa na kasi ambayo mwanga huenea katikati inayozingatiwa. Ya kati ambayo inashiriki katika uhamisho wa vitendo vya umeme na magnetic haiwezi kuwa tofauti na ether sawa, ambayo inaruhusiwa katika nadharia ya mwanga na joto la mwanga. Mchakato wa uenezi wa vitendo vya umeme na sumaku katika nafasi lazima iwe sawa sawa na mchakato wa uenezi wa mionzi ya mwanga. Sheria zote zinazohusiana na miale ya mwanga zinatumika kikamilifu mionzi ya umeme. Kulingana na Maxwell, jambo la mwanga yenyewe ni jambo la umeme. Mionzi ya mwanga ni mfululizo wa usumbufu wa umeme, mikondo ya umeme ndogo sana, mfululizo msisimko katika ether ya kati. Ni nini mabadiliko katika mazingira yanajumuisha chini ya ushawishi wa umeme wa mwili fulani, sumaku ya chuma, au uundaji wa sasa katika coil fulani bado haijulikani. Nadharia ya Maxwell bado haifanyi iwezekane kufikiria wazi asili ya kasoro inayodhaniwa. Nini uhakika ni kwamba mabadiliko yoyote deformation ya kati inayozalishwa ndani yake chini ya ushawishi wa umeme wa miili inaambatana na kuibuka kwa matukio ya magnetic katika mazingira haya na, kinyume chake, mabadiliko yoyote katika mazingira ya deformations kusababisha yake chini ya ushawishi wa baadhi ya mchakato magnetic, ni akiongozana na msisimko wa vitendo umeme. Ikiwa wakati wowote wa kati, umeharibika na umeme wa mwili fulani, nguvu ya umeme inazingatiwa katika mwelekeo unaojulikana, yaani, katika mwelekeo huu mpira mdogo sana wa umeme uliowekwa mahali fulani utaanza kusonga, basi kwa ongezeko lolote. au kupungua kwa deformation ya kati, pamoja na kuongezeka au kupungua kwa nguvu ya umeme katika hatua fulani, nguvu ya sumaku itaonekana ndani yake kwa mwelekeo wa perpendicular kwa nguvu ya umeme - pole ya sumaku iliyowekwa hapa itapokea kushinikiza. mwelekeo perpendicular kwa nguvu ya umeme. Haya ni matokeo yanayofuata kutoka kwa nadharia ya Maxwell ya umeme. Licha ya kupendezwa sana na fundisho la Faraday-Maxwell, lilitiliwa shaka na wengi. Ujumla wa ujasiri sana ulitiririka kutoka kwa nadharia hii! Majaribio ya G. (Heinrich Hertz), yaliyofanyika mwaka wa 1888, hatimaye yalithibitisha usahihi wa nadharia ya Maxwell. G. aliweza, kwa kusema, kutekeleza kanuni za hisabati za Maxwell; kwa kweli aliweza kuthibitisha uwezekano wa kuwepo kwa umeme, au, kwa usahihi, miale ya sumakuumeme. Kama ilivyoelezwa tayari, kulingana na nadharia ya Maxwell, uenezi wa mwanga wa mwanga kimsingi ni uenezaji wa usumbufu wa umeme unaoundwa mfululizo katika etha, kubadilisha mwelekeo wao haraka. Mwelekeo ambao usumbufu kama huo, kama vile deformations, unasisimua, kulingana na Maxwell, ni perpendicular kwa mwanga wa mwanga yenyewe. Kuanzia hapa ni dhahiri kwamba msisimko wa moja kwa moja katika mwili wowote wa mikondo ya umeme hubadilika haraka sana katika mwelekeo, i.e. msisimko katika kondakta wa mikondo ya umeme ya mwelekeo unaobadilishana na wa muda mfupi sana unapaswa kusababisha usumbufu wa umeme katika etha inayozunguka kondakta huyu, kwa kasi. kubadilika katika mwelekeo wao , yaani, inapaswa kusababisha jambo kwa ubora sawa na kile ambacho mionzi ya mwanga inawakilisha. Lakini imejulikana kwa muda mrefu kwamba wakati mwili wa umeme au jarida la Leyden hutolewa, mfululizo mzima wa mikondo ya umeme huundwa katika conductor kwa njia ambayo kutokwa hutokea, kwa njia tofauti katika mwelekeo mmoja au nyingine. Mwili wa kutokwa haupotezi umeme wake mara moja; kinyume chake, wakati wa kutokwa huchajiwa mara kadhaa na umeme mmoja au nyingine kulingana na ishara. Chaji zinazofuatana zinazotokea kwenye mwili hupungua kidogo kidogo kwa ukubwa. Makundi kama hayo yanaitwa oscillatory. Muda wa kuwepo kwa kondakta wa mtiririko wa umeme mara mbili mfululizo wakati wa kutokwa vile, yaani, muda. mitetemo ya umeme, au vinginevyo, muda wa muda kati ya nyakati mbili ambapo chombo cha kutokwa hupokea malipo makubwa zaidi yanayotokea juu yake kwa mfululizo, kinaweza kuhesabiwa kutoka kwa sura na ukubwa wa mwili wa kutokwa na kondakta ambayo kutokwa vile hutokea. Kwa mujibu wa nadharia, muda huu wa oscillations umeme (T) imeonyeshwa na formula:
T = 2π√(LC).
Hapa NA inasimama kwa uwezo wa umeme kutoa mwili na L - mgawo wa kujiingiza kondakta kwa njia ambayo kutokwa hutokea (tazama). Idadi zote mbili zinaonyeshwa kulingana na mfumo sawa wa vitengo kamili. Wakati wa kutumia jar ya kawaida ya Leyden, iliyotolewa kwa njia ya waya inayounganisha sahani zake mbili, muda wa oscillations ya umeme, i.e. T, imedhamiriwa katika 100 na hata elfu 10 ya sekunde. Katika majaribio yake ya kwanza, G. alitia umeme mipira miwili ya chuma (kipenyo cha sentimeta 30) kwa njia tofauti na kuwaruhusu kutoka kwa fimbo fupi na nene ya shaba, iliyokatwa katikati, ambapo cheche ya umeme iliundwa kati ya mipira hiyo miwili. zikielekeana ncha za nusu mbili za fimbo. Mtini. 1 inaonyesha mchoro wa majaribio ya G. (kipenyo cha fimbo 0.5 cm, kipenyo cha mpira b Na b" 3 cm, pengo kati ya mipira hii ni karibu 0.75 cm na umbali kati ya vituo vya mipira. S V S" sawa na m 1).
Baadaye, badala ya mipira, G. alitumia karatasi za chuma za mraba (40 cm kila upande), ambazo aliziweka kwenye ndege moja. Kuchaji kwa mipira au karatasi kama hizo kulifanywa kwa kutumia coil ya Ruhmkorff inayofanya kazi. Mipira au karatasi zilichajiwa mara nyingi kwa sekunde kutoka kwa koili na kisha kutolewa kupitia fimbo ya shaba iliyo katikati yao, na kuunda cheche ya umeme kwenye pengo kati ya mipira hiyo miwili. b Na b". Muda wa oscillations ya umeme msisimko katika fimbo ya shaba ilizidi kidogo 100-elfu ya pili. Katika majaribio yake zaidi, kwa kutumia, badala ya karatasi zilizo na nusu ya fimbo ya shaba iliyowekwa kwao, mitungi fupi nene yenye ncha za spherical, kati ya ambayo cheche iliruka, G. alipokea mitetemo ya umeme, ambayo muda wake ulikuwa karibu milioni elfu. ya sekunde. Vile jozi ya mipira, karatasi au mitungi, vile vibrator, kama G. anavyoiita, kwa mtazamo wa nadharia ya Maxwellian, ni kituo kinachoeneza miale ya sumakuumeme angani, yaani, inasisimua mawimbi ya sumakuumeme kwenye etha, kama vile chanzo chochote cha mwanga kinachosisimua mawimbi ya mwanga kuzunguka yenyewe. Lakini miale hiyo ya sumakuumeme au mawimbi ya sumakuumeme hayawezi kuwa na athari kwenye jicho la mwanadamu. Tu katika kesi wakati muda wa kila treni ya umeme. oscillation ingefikia moja tu ya bilioni 392 ya sekunde, jicho la mwangalizi lingevutiwa na oscillations hizi na mwangalizi angeona boriti ya sumakuumeme. Lakini ili kufikia kasi hiyo ya oscillations ya umeme ni muhimu vibrator, kwa ukubwa unaolingana na chembe za kimwili. Kwa hivyo, ili kugundua miale ya sumakuumeme, njia maalum zinahitajika; katika usemi unaofaa wa V. Thomson (sasa Lord Kelvin), "jicho la umeme" maalum linahitajika. "Jicho la umeme" kama hilo lilipangwa na G kwa njia rahisi. Hebu tufikirie kwamba kwa umbali fulani kutoka kwa vibrator kuna conductor mwingine. Usumbufu katika etha iliyosisimuliwa na vibrator inapaswa kuathiri hali ya kondakta huyu. Kondakta huyu atakuwa chini ya mfululizo wa mfululizo wa msukumo, akielekea kusisimua ndani yake kitu sawa na kile kilichosababisha usumbufu huo katika ether, yaani, huwa na kuunda mikondo ya umeme ndani yake, kubadilisha mwelekeo kulingana na kasi ya oscillations ya umeme katika vibrator yenyewe. Lakini misukumo, ikibadilishana mfululizo, inaweza tu kuchangia kila mmoja wakati wao ni wa sauti kabisa na harakati za umeme ambazo husababisha kweli katika kondakta kama huyo. Baada ya yote, ni kamba tu iliyounganishwa kwa pamoja inayoweza kutetemeka vizuri kutoka kwa sauti iliyotolewa na kamba nyingine, na hivyo inaweza kuwa chanzo cha sauti huru. Kwa hivyo, kondakta lazima, kwa kusema, apate umeme na vibrator. Kama vile kamba ya urefu na mvutano fulani ina uwezo wa kuzunguka kwa kasi inayojulikana kwa kasi inapopigwa, vivyo hivyo katika kila kondakta msukumo wa umeme unaweza kutoa oscillations ya umeme ya vipindi vyema tu. Kuwa na waya wa shaba ulioinama wa vipimo vilivyofaa kwa namna ya mduara au mstatili, na kuacha pengo ndogo tu kati ya ncha za waya na mipira midogo iliyoibiwa juu yao (Mchoro 2), ambayo moja, kwa njia ya screw; inaweza kukaribia au kusonga mbali na nyingine, G. alipokea, kama alivyotaja resonator kwa vibrator yake (katika majaribio yake mengi, wakati mipira au karatasi zilizotajwa hapo juu zilitumika kama vibrator, G. alitumia waya wa shaba wa kipenyo cha cm 0.2, iliyopinda kwa namna ya duara yenye kipenyo cha cm 35, kama resonator. )
Kwa vibrator iliyotengenezwa kwa mitungi fupi nene, resonator ilikuwa mduara sawa wa waya, nene 0.1 cm na kipenyo cha cm 7.5. Kwa vibrator sawa, katika majaribio yake ya baadaye, G. alijenga resonator ya sura tofauti kidogo. Waya mbili za moja kwa moja, 0.5 cm dia. na urefu wa cm 50, iko moja juu ya nyingine na umbali kati ya mwisho wao wa cm 5; kutoka ncha zote mbili za waya hizi zinazotazamana, waya nyingine mbili zinazofanana za kipenyo cha 0.1 cm hutolewa perpendicular kwa mwelekeo wa waya. na urefu wa cm 15, ambazo zimeunganishwa na mipira ya mita ya cheche. Haijalishi jinsi msukumo wa mtu binafsi ni dhaifu kutokana na usumbufu unaotokea kwenye etha chini ya ushawishi wa vibrator, wao, hata hivyo, wakikuza kila mmoja kwa vitendo, wanaweza kusisimua mikondo ya umeme inayoonekana tayari kwenye resonator, iliyoonyeshwa katika malezi ya cheche kati ya mipira ya resonator. Cheche hizi ni ndogo sana (zilifikia 0.001 cm), lakini zinatosha kuwa kigezo cha msisimko wa msisimko wa umeme kwenye resonator na, kwa saizi yao, hutumika kama kiashiria cha kiwango cha usumbufu wa umeme wa resonator na. etha inayoizunguka.
Kwa kutazama cheche zinazotokea kwenye kitoa sauti kama hicho, Hertz alichunguza nafasi karibu na vibrator kwa umbali tofauti na pande tofauti. Tukiacha majaribio haya ya G. na matokeo aliyoyapata, tuendelee na utafiti uliothibitisha kuwepo. mwisho kasi ya uenezi wa vitendo vya umeme. Skrini kubwa iliyotengenezwa kwa karatasi za zinki iliunganishwa kwenye moja ya kuta za chumba ambamo majaribio yalifanywa. Skrini hii iliunganishwa chini. Kwa umbali wa mita 13 kutoka kwa skrini, vibrator iliyofanywa kwa sahani iliwekwa ili ndege za sahani zake ziwe sawa na ndege ya skrini na katikati kati ya mipira ya vibrator ilikuwa kinyume na katikati ya skrini. Ikiwa, wakati wa operesheni yake, vibrator mara kwa mara huchochea usumbufu wa umeme katika ether inayozunguka na ikiwa usumbufu huu unaenea katikati sio mara moja, lakini kwa kasi fulani, basi, baada ya kufikia skrini na kutafakari nyuma kutoka kwa mwisho, kama sauti na mwanga. usumbufu, usumbufu huu, pamoja na zile zinazotumwa kwa skrini na vibrator, hutengeneza etha, katika nafasi kati ya skrini na vibrator, hali inayofanana na ile inayotokea chini ya hali kama hiyo kwa sababu ya kuingiliwa kwa mawimbi yanayopingana. , yaani katika nafasi hii usumbufu utachukua mhusika "mawimbi yaliyosimama"(tazama Mawimbi). Hali ya hewa katika maeneo yanayolingana na "nodi" Na "antinodes" ya mawimbi hayo, ni wazi, yanapaswa kutofautiana kwa kiasi kikubwa. Kuweka resonator yake na ndege yake sambamba na skrini na ili kituo chake kiwe kwenye mstari uliochorwa kutoka katikati kati ya mipira ya vibrator ya kawaida kwa ndege ya skrini, G. aliona. kwa umbali tofauti wa resonator kutoka skrini, cheche ndani yake ni tofauti sana kwa urefu. Karibu na skrini yenyewe, karibu hakuna cheche zinazoonekana kwenye resonator, pia kwa umbali sawa na 4.1 na 8.5 m. Kinyume chake, kung'aa ni kubwa zaidi wakati resonator imewekwa kwa umbali kutoka kwa skrini sawa na 1.72 m, 6.3 m na 10.8 m. G. alihitimisha kutokana na majaribio yake kwamba kwa wastani 4.5 m hutenganisha kutoka kwa kila mmoja nafasi hizo za resonator ambayo matukio yaliyozingatiwa ndani yake, yaani, cheche, zinageuka kuwa karibu sawa. G. alipata kitu sawa kabisa na nafasi tofauti ya ndege ya resonator, wakati ndege hii ilikuwa perpendicular kwa skrini na kupita kwenye mstari wa kawaida unaotolewa kwenye skrini kutoka katikati kati ya mipira ya vibrator na wakati. mhimili wa ulinganifu resonator (yaani, kipenyo chake kupita katikati kati ya mipira yake) ilikuwa sawa na hii ya kawaida. Tu na nafasi hii ya ndege ya resonator maxima cheche ndani yake zilipatikana ambapo, katika nafasi ya awali ya resonator, minima, na nyuma. Kwa hivyo 4.5 m inalingana na urefu "mawimbi ya sumakuumeme yaliyosimama" inayotokea kati ya skrini na vibrator katika nafasi iliyojaa hewa (matukio ya kinyume yanayozingatiwa katika resonator katika nafasi zake mbili, i.e., cheche za maxima katika nafasi moja na minima katika nyingine, zinaelezewa kikamilifu na ukweli kwamba katika nafasi moja ya oscillations ya umeme ya resonator ni msisimko ndani yake nguvu za umeme, kinachojulikana kasoro za umeme katika etha; katika nafasi nyingine husababishwa kama matokeo ya tukio nguvu za sumaku, yaani wanachangamka deformations magnetic).
Pamoja na urefu wa "wimbi lililosimama" (l) na kwa wakati (T), sambamba na oscillation moja kamili ya umeme kwenye vibrator, kwa kuzingatia nadharia ya malezi ya usumbufu wa mara kwa mara (kama-wimbi), ni rahisi kuamua kasi. (v), ambayo usumbufu kama huo hupitishwa angani. Kasi hii
v = (2l)/T.
Katika majaribio ya G. l= 4.5 m, T= 0.000000028". Kuanzia hapa v= 320,000 (takriban) km kwa sekunde, yaani karibu sana na kasi ya mwanga inayoenea hewani. G. alisoma uenezi wa vibrations umeme katika makondakta, yaani, katika waya. Kwa kusudi hili, sahani ya shaba ya maboksi ya aina hiyo iliwekwa sambamba na sahani moja ya vibrator, ambayo ilikuja waya mrefu iliyopigwa kwa usawa (Mchoro 3).
Katika waya huu, kutokana na kutafakari kwa vibrations vya umeme kutoka mwisho wake wa maboksi, "mawimbi yaliyosimama" pia yaliundwa, usambazaji wa "nodes" na "antinodes" ambazo pamoja na waya G. kupatikana kwa kutumia resonator. G. inayotokana na uchunguzi huu kwa kasi ya uenezi wa vibrations umeme katika waya thamani sawa na 200,000 km kwa pili. Lakini ufafanuzi huu si sahihi. Kwa mujibu wa nadharia ya Maxwell, katika kesi hii kasi inapaswa kuwa sawa na kwa hewa, yaani inapaswa kuwa sawa na kasi ya mwanga katika hewa. (km 300,000 kwa sekunde). Majaribio yaliyofanywa baada ya G. na waangalizi wengine kuthibitisha msimamo wa nadharia ya Maxwell.
Kuwa na chanzo cha mawimbi ya sumakuumeme, kitetemeshi, na njia ya kugundua mawimbi kama hayo, resonator, G. ilithibitisha kwamba mawimbi kama hayo, kama mawimbi ya mwanga, yanaweza kuakisiwa na kuakisiwa na kwamba usumbufu wa umeme katika mawimbi haya ni sawa na mwelekeo. ya uenezi wao, yaani, aligundua ubaguzi katika mionzi ya umeme. Kwa kusudi hili, aliweka vibrator ambayo hutoa oscillations ya umeme haraka sana (vibrator iliyotengenezwa na silinda mbili fupi) kwenye mstari wa msingi wa kioo cha silinda cha kielelezo kilichoundwa na zinki; kwenye mstari wa msingi wa kioo kingine kama hicho aliweka resonator, kama. ilivyoelezwa hapo juu, iliyofanywa kwa waya mbili za moja kwa moja. Kwa kuelekeza mawimbi ya sumakuumeme kutoka kwenye kioo cha kwanza hadi kwenye skrini fulani ya gorofa ya chuma, G., kwa msaada wa kioo kingine, aliweza kuamua sheria za kuakisi mawimbi ya umeme, na kwa kulazimisha mawimbi haya kupita kwenye prism kubwa iliyotengenezwa kwa lami. , pia aliamua kinzani zao. Sheria za kutafakari na kukataa ziligeuka kuwa sawa na kwa mawimbi ya mwanga. Kwa kutumia vioo hivi hivi, G. alithibitisha kuwa miale ya umeme polarized, wakati shoka za vioo viwili vilivyowekwa kinyume na kila mmoja vilikuwa sambamba chini ya hatua ya vibrator, cheche zilizingatiwa katika resonator. Wakati moja ya vioo ilizungushwa kuhusu mwelekeo wa mionzi kwa 90 °, yaani, axes ya vioo ilifanya pembe ya kulia kwa kila mmoja, athari yoyote ya cheche katika resonator ilipotea.
Kwa njia hii, majaribio ya G. yalithibitisha usahihi wa nafasi ya Maxwell. Kitetemeko cha G., kama chanzo cha nuru, hutoa nishati kwenye nafasi inayozunguka, ambayo, kupitia miale ya sumakuumeme, hupitishwa kwa kila kitu kinachoweza kuinyonya, na kubadilisha nishati hii kuwa fomu nyingine inayoweza kufikiwa na hisi zetu. Miale ya sumakuumeme inafanana kabisa kwa ubora na miale ya joto au mwanga. Tofauti yao kutoka kwa mwisho iko tu katika urefu wa mawimbi yanayofanana. Urefu wa mawimbi ya mwanga hupimwa kwa elfu kumi ya milimita, wakati urefu wa mawimbi ya umeme yanayosisimuliwa na vibrators huonyeshwa kwa mita. Matukio yaliyogunduliwa na G. baadaye yalitumika kama somo la utafiti na wanafizikia wengi. Kwa ujumla, hitimisho la G. limethibitishwa kikamilifu na masomo haya. Sasa tunajua, zaidi ya hayo, kwamba kasi ya uenezaji wa mawimbi ya umeme, kama ifuatavyo kutoka kwa nadharia ya Maxwell, inabadilika pamoja na mabadiliko ya kati ambayo mawimbi hayo yanaenea. Kasi hii ni sawia √K, Wapi KWA kinachojulikana mara kwa mara ya dielectric ya kati iliyotolewa. Tunajua kwamba wakati mawimbi ya sumakuumeme yanapoenea pamoja na kondakta, mitetemo ya umeme "hupunguzwa," kwamba wakati miale ya umeme inaonyeshwa, "voltage" yao inafuata sheria zilizotolewa na Fresnel kwa miale ya mwanga, nk.
Makala ya G. kuhusu jambo linalozingatiwa, yakikusanywa pamoja, sasa yamechapishwa chini ya mada: H. Hertz, “Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft” (Lpts., 1892).
NA. Borgman.
- - zilizowekwa na taasisi za utafiti katika uzalishaji ...
Kitabu cha marejeleo cha kamusi ya kilimo
- - majaribio na mimea shambani katika vyombo vya kukua bila chini, kuchimbwa kwenye udongo ...
Kamusi ya maneno ya mimea
- - mtoaji wa wimbi la redio aliyependekezwa naye. mwanafizikia G. Hertz, ambaye alithibitisha kuwepo kwa sumaku za umeme. mawimbi Hertz alitumia vijiti vya shaba na chuma...
Ensaiklopidia ya kimwili
- - kanuni ya curvature angalau, moja ya tofauti ...
Ensaiklopidia ya kimwili
- - Majaribio yaliyofanywa kulingana na mpango mmoja na mbinu wakati huo huo kwa idadi kubwa ya pointi ili kuanzisha viashiria vya kiasi cha athari za aina fulani, kipimo, njia na wakati wa matumizi ya mbolea au ...
Kamusi ya maneno ya mimea
- - antenna rahisi zaidi kwa namna ya fimbo ya chuma. mipira kwenye ncha na pengo katikati ili kuunganisha chanzo cha umeme. mitetemo, kwa mfano, coil ya Ruhmkorff au mzigo...
- - moja ya tofauti ...
Sayansi ya asili. Kamusi ya encyclopedic
- - mwandishi wa kijeshi, b. Machi 24, 1870, Mwa. Kompyuta. Kanali...
- - Prof. Nikol...
Ensaiklopidia kubwa ya wasifu
- - "MAJARIBU" - kuu. op. Montaigne...
Encyclopedia ya Falsafa
- - mji katika wilaya ya Glyboksky ya mkoa wa Chernivtsi. Kiukreni SSR, kwenye mto. Gertsovka, kilomita 35 kuelekea kusini-mashariki. kutoka Chernivtsi na kilomita 8 kutoka reli. kituo cha Novoselitsa. Kiwanda cha kushona nguo na nguo...
- - Hertz dipole, antenna rahisi zaidi iliyotumiwa na Heinrich Hertz katika majaribio ambayo yalithibitisha kuwepo kwa mawimbi ya umeme. Ilikuwa fimbo ya shaba na mipira ya chuma mwishoni, kupasuka kwake ...
Encyclopedia kubwa ya Soviet
- - kanuni ya curvature angalau, moja ya kanuni za kubadilika za mechanics, ambayo huanzisha kwamba kwa kukosekana kwa nguvu zinazofanya kazi, ya trajectories zote zinazowezekana kinematically, yaani, trajectories zinazoruhusiwa na viunganisho, ...
Encyclopedia kubwa ya Soviet
- - uzoefu ambao ulikuwa uthibitisho wa majaribio wa uwazi wa nishati ya ndani ya Atomu. Ilifanyika mwaka wa 1913 na J. Frank na G. Hertz. Katika Mtini. 1 inaonyesha mchoro wa jaribio...
Encyclopedia kubwa ya Soviet
- - mji katika Ukraine, Chernivtsi kanda, karibu na reli. Sanaa. Novoselitsa. Wakazi elfu 2.4. Kushona na ushirika wa uzalishaji wa haberdashery "Prut". Inajulikana tangu 1408 ... Kutoka kwa kitabu Kutoka Immigrant to Inventor mwandishi Pupin Mikhail
IX. Ugunduzi wa Hertz Ni lazima nikiri kwamba nilipokuja Berlin kwa mara ya kwanza, nilileta chuki za zamani dhidi ya Wajerumani, ambazo zilinizuia kwa kiasi fulani kuzoea hali hiyo mpya. Teutonicism huko Prague, niliposoma huko, iliacha hisia zisizoweza kufutwa kwangu
Baadhi ya matukio ya hatari. Majaribio ya kugawanyika mara mbili. Ecstasy ya digrii ya tatu na ya nne.
Kutoka kwa kitabu Yoga for the West mwandishi Kerneyts SBaadhi ya matukio ya hatari. Majaribio ya kugawanyika mara mbili. Ecstasy ya digrii ya tatu na ya nne. Majaribio yote yafuatayo ni hatari sana. Mwanafunzi asijaribu kuzizalisha kabla ya wakati wake na hasa kabla hajaiondoa hofu yote na hata woga wote kutoka kwa
MITAMBO YA HERZIAN
Kutoka kwa kitabu Mechanics from Antiquity to the Present Day mwandishi Grigoryan Ashot TigranovichMITAMBO YA HERZ KATIKA KARNE YA 17 kazi za Galileo na Newton ziliweka misingi ya msingi ya mechanics ya classical.Katika karne ya 18 na 19. Euler, d'Alembert, Lagrange, Hamilton, Jacobi, Ostrogradsky, kulingana na misingi hii, walijenga jengo la ajabu la mechanics ya uchambuzi na kuliendeleza.
Sura ya 4 ADVENTURE YA HERTZ NA ULIMWENGU WA NISTADT
Kutoka kwa kitabu England. Hakuna vita, hakuna amani mwandishi Shirokorad Alexander Borisovich8.6.6. Maisha mafupi ya Heinrich Hertz
Kutoka kwa kitabu World History in Persons mwandishi Fortunatov Vladimir Valentinovich8.6.6. Maisha mafupi ya Heinrich Hertz Mwanafizikia wa Ujerumani Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) aliishi miaka thelathini na sita tu, lakini kila mtoto wa shule anajua jina hili, mtu yeyote ambaye angalau ana ufahamu kidogo wa fizikia. Katika Chuo Kikuu cha Berlin, walimu wa Heinrich walikuwa wanasayansi maarufu Hermann
Hertz vibrator
Kutoka kwa kitabu Great Encyclopedia of Technology mwandishi Timu ya waandishiHertz vibrator Hertz vibrator ni mzunguko wa oscillatory wazi ambao una fimbo mbili zilizotenganishwa na pengo ndogo. Fimbo zimeunganishwa kwenye chanzo cha volteji ya juu, ambayo hutengeneza cheche kwenye pengo kati yao.Katika vibrator ya Hertz,
Sura ya 4. 1700 - 1749. Majaribio ya Gauxby na Grey, mashine za umeme, "Leyden jar" ya Muschenbreck, majaribio ya Franklin
mwandishi Kuchin VladimirSura ya 4. 1700 - 1749 Majaribio ya Gauxby na Grey, mashine za umeme, "Leyden jar" Muschenbreck, majaribio ya Franklin 1701 Halley Mwanzoni mwa karne ya 18, Mwingereza Edmund Halley alianza safari tatu hadi Bahari ya Atlantiki, wakati ambapo alikuwa. wa kwanza kuweka alama kwenye ramani
Sura ya 8. 1830 - 1839 majaribio ya Faraday, majaribio ya Henry, telegraph ya Schilling, telegraph ya Morse, kipengele cha Daniel
Kutoka kwa kitabu Popular History - kutoka kwa umeme hadi televisheni mwandishi Kuchin VladimirSura ya 8. 1830 - 1839 majaribio ya Faraday, majaribio ya Henry, Schilling telegraph, Morse telegraph, Daniel kipengele 1831 Faraday, Henry Mnamo 1831, mwanafizikia Michael Faraday alikamilisha idadi ya majaribio ya mafanikio, aligundua uhusiano kati ya sasa na sumaku na kuunda mpangilio wa kwanza.
Kutoka kwa kitabu Ritz's Ballistic Theory and the Picture of the Universe mwandishi Semikov Sergey Alexandrovich§ 4.8 Jaribio la Frank-Hertz Tofauti inayoweza kutokea inapofikia 4.9 V, elektroni katika mgongano wa inelastiki na atomi za zebaki karibu na gridi ya taifa zitazipa nishati yake yote... Majaribio sawa na hayo yalifanywa na atomi nyingine. Kwa wote, tabia
Kulingana na nadharia ya Maxwell, oscillations ya sumakuumeme inayotokana na mzunguko wa oscillatory inaweza kuenea katika nafasi. Katika kazi zake, alionyesha kwamba mawimbi haya yanaenea kwa kasi ya mwanga wa 300,000 km / s. Walakini, wanasayansi wengi walijaribu kukanusha kazi ya Maxwell, mmoja wao alikuwa Heinrich Hertz. Alikuwa na mashaka na kazi ya Maxwell na akajaribu kufanya jaribio la kukanusha uenezaji wa uwanja wa sumakuumeme.
Sehemu ya sumakuumeme inayoenea angani inaitwa wimbi la umeme.
Katika uwanja wa umeme, induction ya sumaku na nguvu ya uwanja wa umeme ni pande zote, na kutoka kwa nadharia ya Maxwell ilifuata kwamba ndege ya induction ya sumaku na nguvu iko kwenye pembe ya 90 0 kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi la sumakuumeme (Mchoro 1). .
Mchele. 1. Ndege za eneo la induction ya sumaku na nguvu ()
Heinrich Hertz alijaribu kupinga hitimisho hili. Katika majaribio yake, alijaribu kuunda kifaa cha kusoma mawimbi ya sumakuumeme. Ili kupata emitter ya mawimbi ya umeme, Heinrich Hertz alijenga kinachojulikana Hertz vibrator, sasa tunaiita antenna ya kusambaza (Mchoro 2).
Mchele. 2. Hertz vibrator ()
Wacha tuangalie jinsi Heinrich Hertz alipata radiator yake au antena ya kupitisha.
Mchele. 3. Mzunguko wa oscillatory wa Hertzian uliofungwa ()
Kuwa na mzunguko wa oscillatory uliofungwa (Mchoro 3), Hertz alianza kusonga sahani za capacitor kwa mwelekeo tofauti na, mwishowe, sahani ziko kwenye pembe ya 180 0, na ikawa kwamba ikiwa oscillations ilitokea katika hili. oscillatory mzunguko, basi ilisafirishwa hii wazi oscillatory mzunguko kwa pande zote. Kama matokeo ya hili, uwanja wa umeme unaobadilika uliunda uwanja wa sumaku unaobadilishana, na uwanja wa sumaku unaobadilishana uliunda moja ya umeme, na kadhalika. Utaratibu huu ulikuja kuitwa wimbi la sumakuumeme (Mchoro 4).
Mchele. 4. Utoaji wa wimbi la sumakuumeme ()
Ikiwa chanzo cha voltage kinaunganishwa na mzunguko wa oscillatory wazi, basi cheche itaruka kati ya minus na plus, ambayo ni malipo ya kuongeza kasi. Karibu na malipo haya, kusonga kwa kasi, shamba la sumaku linalobadilishana huundwa, ambalo huunda shamba la umeme la vortex, ambalo, kwa upande wake, huunda uwanja wa sumaku unaobadilishana, na kadhalika. Hivyo, kulingana na dhana ya Heinrich Hertz, mawimbi ya sumakuumeme yatatolewa. Madhumuni ya jaribio la Hertz lilikuwa kuchunguza mwingiliano na uenezi wa mawimbi ya sumakuumeme.
Ili kupokea mawimbi ya umeme, Hertz alipaswa kufanya resonator (Mchoro 5).
Mchele. 5. Resonator ya Hertz ()
Hii ni mzunguko wa oscillatory, ambayo ilikuwa kondakta iliyofungwa iliyokatwa iliyo na mipira miwili, na mipira hii ilikuwa iko karibu na
kutoka kwa kila mmoja kwa umbali mfupi. Cheche iliruka kati ya mipira miwili ya resonator karibu wakati huo huo wakati cheche iliruka kwenye emitter (Mchoro 6).
Kielelezo 6. Utoaji na mapokezi ya mawimbi ya sumakuumeme ()
Kulikuwa na utoaji wa wimbi la umeme na, ipasavyo, mapokezi ya wimbi hili na resonator, ambayo ilitumika kama mpokeaji.
Kutokana na uzoefu huu ilifuata kwamba mawimbi ya sumakuumeme yapo, yanaeneza, ipasavyo, kuhamisha nishati, na inaweza kuunda sasa ya umeme katika mzunguko uliofungwa, ambayo iko katika umbali mkubwa wa kutosha kutoka kwa emitter ya wimbi la umeme.
Katika majaribio ya Hertz, umbali kati ya mzunguko wa oscillatory wazi na resonator ilikuwa karibu mita tatu. Hii ilitosha kujua kuwa wimbi la sumakuumeme linaweza kueneza angani. Baadaye, Hertz alifanya majaribio yake na kugundua jinsi wimbi la sumakuumeme linavyoeneza, kwamba vifaa vingine vinaweza kuingiliana na uenezi, kwa mfano, vifaa vinavyoendesha mkondo wa umeme huzuia wimbi la umeme kupita. Nyenzo ambazo hazipitishi umeme ziliruhusu wimbi la sumakuumeme kupita.
Majaribio ya Heinrich Hertz yalionyesha uwezekano wa kupitisha na kupokea mawimbi ya sumakuumeme. Baadaye, wanasayansi wengi walianza kufanya kazi katika mwelekeo huu. Mafanikio makubwa zaidi yalipatikana na mwanasayansi wa Kirusi Alexander Popov, ambaye alikuwa wa kwanza duniani kusambaza habari kwa mbali. Hii ndio sasa tunaiita redio; iliyotafsiriwa kwa Kirusi, "redio" inamaanisha "kutoa." Usambazaji wa habari bila waya kwa kutumia mawimbi ya sumakuumeme ulifanyika mnamo Mei 7, 1895. Katika Chuo Kikuu cha St. Petersburg, kifaa cha Popov kiliwekwa, ambacho kilipokea radiogram ya kwanza; ilikuwa na maneno mawili tu: Heinrich Hertz.
Ukweli ni kwamba kwa wakati huu telegraph (mawasiliano ya waya) na simu tayari zilikuwepo, na nambari ya Morse pia ilikuwepo, kwa msaada wa ambayo mfanyakazi wa Popov alisambaza dots na dashi, ambazo ziliandikwa na kufutwa kwenye ubao mbele ya tume. . Redio ya Popov, bila shaka, si kama wapokeaji wa kisasa tunayotumia (Mchoro 7).
Mchele. 7. Mpokeaji wa redio wa Popov ()
Popov alifanya masomo yake ya kwanza juu ya mapokezi ya mawimbi ya sumakuumeme si kwa emitters ya mawimbi ya umeme, lakini kwa radi, kupokea ishara za umeme, na alimwita mpokeaji wake alama ya umeme (Mchoro 8).
Mchele. 8. Kigunduzi cha umeme cha Popov ()
Sifa za Popov ni pamoja na uwezekano wa kuunda antenna inayopokea; ni yeye ambaye alionyesha hitaji la kuunda antenna maalum ndefu ambayo inaweza kupokea kiwango kikubwa cha nishati kutoka kwa wimbi la umeme ili mkondo wa umeme unaobadilika uweze kuingizwa kwenye antenna hii.
Wacha tuchunguze ni sehemu gani za mpokeaji wa Popov. Sehemu kuu ya mpokeaji ilikuwa mshirika (tube ya kioo iliyojaa filings za chuma (Mchoro 9)).
Hali hii ya vichungi vya chuma ina upinzani mkubwa wa umeme, katika hali hii mshirika hakupitisha mkondo wa umeme, lakini mara tu cheche ndogo ilipoingia kwenye mshikamano (kwa hili kulikuwa na mawasiliano mawili ambayo yalitenganishwa), tope ya mbao ilipigwa na kuchomwa moto. upinzani wa mshikamano ulipungua mamia ya nyakati.
Sehemu inayofuata ya mpokeaji wa Popov ni kengele ya umeme (Mchoro 10).
Mchele. 10. Kengele ya umeme kwenye kipokezi cha Popov ()
Ilikuwa ni kengele ya umeme iliyotangaza kupokea wimbi la umeme. Mbali na kengele ya umeme, mpokeaji wa Popov alikuwa na chanzo cha moja kwa moja - betri (Mchoro 7), ambayo ilihakikisha uendeshaji wa mpokeaji mzima. Na, bila shaka, antenna ya kupokea, ambayo Popov alimfufua katika baluni (Mchoro 11).
Mchele. 11. Antena ya kupokea ()
Uendeshaji wa mpokeaji ulikuwa kama ifuatavyo: betri iliunda sasa ya umeme katika mzunguko ambao mshirika na kengele ziliunganishwa. Kengele ya umeme haikuweza kupiga, kwa kuwa mshirika alikuwa na upinzani wa juu wa umeme, sasa haukupita, na ilikuwa ni lazima kuchagua upinzani uliotaka. Wakati wimbi la sumakuumeme lilipogonga antenna ya kupokea, mkondo wa umeme uliingizwa ndani yake, mkondo wa umeme kutoka kwa antenna na chanzo cha nguvu kwa pamoja ulikuwa mkubwa sana - wakati huo cheche iliruka, tope ya mshikamano ikaingia, na mkondo wa umeme ukapita. kifaa. Kengele ilianza kulia (Mchoro 12).
Mchele. 12. Kanuni ya uendeshaji ya mpokeaji wa Popov ()
Mbali na kengele, mpokeaji wa Popov alikuwa na njia ya kuvutia iliyoundwa kwa njia ambayo iligonga kengele na mshiriki wakati huo huo, na hivyo kutikisa mshirika. Wakati wimbi la sumakuumeme lilipowasili, kengele ililia, mshirika alitetemeka - machujo ya mbao yalitawanyika, na wakati huo upinzani uliongezeka tena, mkondo wa umeme uliacha kutiririka kupitia mshirika. Kengele iliacha kulia hadi mapokezi mengine ya wimbi la sumakuumeme. Hivi ndivyo mpokeaji wa Popov alivyofanya kazi.
Popov alisema yafuatayo: mpokeaji anaweza kufanya kazi vizuri kwa umbali mrefu, lakini kwa hili ni muhimu kuunda emitter nzuri sana ya mawimbi ya umeme - hii ilikuwa tatizo la wakati huo.
Usambazaji wa kwanza kwa kutumia kifaa cha Popov ulifanyika kwa umbali wa mita 25, na katika miaka michache tu umbali ulikuwa tayari zaidi ya kilomita 50. Leo, kwa msaada wa mawimbi ya redio, tunaweza kusambaza habari kote ulimwenguni.
Sio tu Popov alifanya kazi katika eneo hili, mwanasayansi wa Italia Marconi aliweza kuanzisha uvumbuzi wake katika uzalishaji karibu duniani kote. Kwa hivyo, wapokeaji wa redio wa kwanza walikuja kwetu kutoka nje ya nchi. Tutaangalia kanuni za mawasiliano ya kisasa ya redio katika masomo yafuatayo.
Bibliografia
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizikia (kiwango cha msingi) - M.: Mnemosyne, 2012.
- Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizikia daraja la 10. - M.: Mnemosyne, 2014.
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizikia-9. - M.: Elimu, 1990.
Kazi ya nyumbani
- Ni hitimisho gani la Maxwell ambalo Heinrich Hertz alijaribu kupinga?
- Toa ufafanuzi wa wimbi la sumakuumeme.
- Taja kanuni ya uendeshaji ya mpokeaji wa Popov.
- Mtandao wa portal Mirit.ru ().
- Mtandao wa portal Ido.tsu.ru ().
- Mtandao wa portal Reftrend.ru ().
Kulingana na nadharia ya Maxwell, oscillations ya sumakuumeme inayotokana na mzunguko wa oscillatory inaweza kuenea katika nafasi. Katika kazi zake, alionyesha kwamba mawimbi haya yanaenea kwa kasi ya mwanga wa 300,000 km / s. Walakini, wanasayansi wengi walijaribu kukanusha kazi ya Maxwell, mmoja wao alikuwa Heinrich Hertz. Alikuwa na mashaka na kazi ya Maxwell na akajaribu kufanya jaribio la kukanusha uenezaji wa uwanja wa sumakuumeme.
Sehemu ya sumakuumeme inayoenea angani inaitwa wimbi la umeme.
Katika uwanja wa umeme, induction ya sumaku na nguvu ya uwanja wa umeme ni pande zote, na kutoka kwa nadharia ya Maxwell ilifuata kwamba ndege ya induction ya sumaku na nguvu iko kwenye pembe ya 90 0 kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi la sumakuumeme (Mchoro 1). .
Mchele. 1. Ndege za eneo la induction ya sumaku na nguvu ()
Heinrich Hertz alijaribu kupinga hitimisho hili. Katika majaribio yake, alijaribu kuunda kifaa cha kusoma mawimbi ya sumakuumeme. Ili kupata emitter ya mawimbi ya umeme, Heinrich Hertz alijenga kinachojulikana Hertz vibrator, sasa tunaiita antenna ya kusambaza (Mchoro 2).
Mchele. 2. Hertz vibrator ()
Wacha tuangalie jinsi Heinrich Hertz alipata radiator yake au antena ya kupitisha.
Mchele. 3. Mzunguko wa oscillatory wa Hertzian uliofungwa ()
Kuwa na mzunguko wa oscillatory uliofungwa (Mchoro 3), Hertz alianza kusonga sahani za capacitor kwa mwelekeo tofauti na, mwishowe, sahani ziko kwenye pembe ya 180 0, na ikawa kwamba ikiwa oscillations ilitokea katika hili. oscillatory mzunguko, basi ilisafirishwa hii wazi oscillatory mzunguko kwa pande zote. Kama matokeo ya hili, uwanja wa umeme unaobadilika uliunda uwanja wa sumaku unaobadilishana, na uwanja wa sumaku unaobadilishana uliunda moja ya umeme, na kadhalika. Utaratibu huu ulikuja kuitwa wimbi la sumakuumeme (Mchoro 4).
Mchele. 4. Utoaji wa wimbi la sumakuumeme ()
Ikiwa chanzo cha voltage kinaunganishwa na mzunguko wa oscillatory wazi, basi cheche itaruka kati ya minus na plus, ambayo ni malipo ya kuongeza kasi. Karibu na malipo haya, kusonga kwa kasi, shamba la sumaku linalobadilishana huundwa, ambalo huunda shamba la umeme la vortex, ambalo, kwa upande wake, huunda uwanja wa sumaku unaobadilishana, na kadhalika. Hivyo, kulingana na dhana ya Heinrich Hertz, mawimbi ya sumakuumeme yatatolewa. Madhumuni ya jaribio la Hertz lilikuwa kuchunguza mwingiliano na uenezi wa mawimbi ya sumakuumeme.
Ili kupokea mawimbi ya umeme, Hertz alipaswa kufanya resonator (Mchoro 5).
Mchele. 5. Resonator ya Hertz ()
Hii ni mzunguko wa oscillatory, ambayo ilikuwa kondakta iliyofungwa iliyokatwa iliyo na mipira miwili, na mipira hii ilikuwa iko karibu na
kutoka kwa kila mmoja kwa umbali mfupi. Cheche iliruka kati ya mipira miwili ya resonator karibu wakati huo huo wakati cheche iliruka kwenye emitter (Mchoro 6).
Kielelezo 6. Utoaji na mapokezi ya mawimbi ya sumakuumeme ()
Kulikuwa na utoaji wa wimbi la umeme na, ipasavyo, mapokezi ya wimbi hili na resonator, ambayo ilitumika kama mpokeaji.
Kutokana na uzoefu huu ilifuata kwamba mawimbi ya sumakuumeme yapo, yanaeneza, ipasavyo, kuhamisha nishati, na inaweza kuunda sasa ya umeme katika mzunguko uliofungwa, ambayo iko katika umbali mkubwa wa kutosha kutoka kwa emitter ya wimbi la umeme.
Katika majaribio ya Hertz, umbali kati ya mzunguko wa oscillatory wazi na resonator ilikuwa karibu mita tatu. Hii ilitosha kujua kuwa wimbi la sumakuumeme linaweza kueneza angani. Baadaye, Hertz alifanya majaribio yake na kugundua jinsi wimbi la sumakuumeme linavyoeneza, kwamba vifaa vingine vinaweza kuingiliana na uenezi, kwa mfano, vifaa vinavyoendesha mkondo wa umeme huzuia wimbi la umeme kupita. Nyenzo ambazo hazipitishi umeme ziliruhusu wimbi la sumakuumeme kupita.
Majaribio ya Heinrich Hertz yalionyesha uwezekano wa kupitisha na kupokea mawimbi ya sumakuumeme. Baadaye, wanasayansi wengi walianza kufanya kazi katika mwelekeo huu. Mafanikio makubwa zaidi yalipatikana na mwanasayansi wa Kirusi Alexander Popov, ambaye alikuwa wa kwanza duniani kusambaza habari kwa mbali. Hii ndio sasa tunaiita redio; iliyotafsiriwa kwa Kirusi, "redio" inamaanisha "kutoa." Usambazaji wa habari bila waya kwa kutumia mawimbi ya sumakuumeme ulifanyika mnamo Mei 7, 1895. Katika Chuo Kikuu cha St. Petersburg, kifaa cha Popov kiliwekwa, ambacho kilipokea radiogram ya kwanza; ilikuwa na maneno mawili tu: Heinrich Hertz.
Ukweli ni kwamba kwa wakati huu telegraph (mawasiliano ya waya) na simu tayari zilikuwepo, na nambari ya Morse pia ilikuwepo, kwa msaada wa ambayo mfanyakazi wa Popov alisambaza dots na dashi, ambazo ziliandikwa na kufutwa kwenye ubao mbele ya tume. . Redio ya Popov, bila shaka, si kama wapokeaji wa kisasa tunayotumia (Mchoro 7).
Mchele. 7. Mpokeaji wa redio wa Popov ()
Popov alifanya masomo yake ya kwanza juu ya mapokezi ya mawimbi ya sumakuumeme si kwa emitters ya mawimbi ya umeme, lakini kwa radi, kupokea ishara za umeme, na alimwita mpokeaji wake alama ya umeme (Mchoro 8).
Mchele. 8. Kigunduzi cha umeme cha Popov ()
Sifa za Popov ni pamoja na uwezekano wa kuunda antenna inayopokea; ni yeye ambaye alionyesha hitaji la kuunda antenna maalum ndefu ambayo inaweza kupokea kiwango kikubwa cha nishati kutoka kwa wimbi la umeme ili mkondo wa umeme unaobadilika uweze kuingizwa kwenye antenna hii.
Wacha tuchunguze ni sehemu gani za mpokeaji wa Popov. Sehemu kuu ya mpokeaji ilikuwa mshirika (tube ya kioo iliyojaa filings za chuma (Mchoro 9)).
Hali hii ya vichungi vya chuma ina upinzani mkubwa wa umeme, katika hali hii mshirika hakupitisha mkondo wa umeme, lakini mara tu cheche ndogo ilipoingia kwenye mshikamano (kwa hili kulikuwa na mawasiliano mawili ambayo yalitenganishwa), tope ya mbao ilipigwa na kuchomwa moto. upinzani wa mshikamano ulipungua mamia ya nyakati.
Sehemu inayofuata ya mpokeaji wa Popov ni kengele ya umeme (Mchoro 10).
Mchele. 10. Kengele ya umeme kwenye kipokezi cha Popov ()
Ilikuwa ni kengele ya umeme iliyotangaza kupokea wimbi la umeme. Mbali na kengele ya umeme, mpokeaji wa Popov alikuwa na chanzo cha moja kwa moja - betri (Mchoro 7), ambayo ilihakikisha uendeshaji wa mpokeaji mzima. Na, bila shaka, antenna ya kupokea, ambayo Popov alimfufua katika baluni (Mchoro 11).
Mchele. 11. Antena ya kupokea ()
Uendeshaji wa mpokeaji ulikuwa kama ifuatavyo: betri iliunda sasa ya umeme katika mzunguko ambao mshirika na kengele ziliunganishwa. Kengele ya umeme haikuweza kupiga, kwa kuwa mshirika alikuwa na upinzani wa juu wa umeme, sasa haukupita, na ilikuwa ni lazima kuchagua upinzani uliotaka. Wakati wimbi la sumakuumeme lilipogonga antenna ya kupokea, mkondo wa umeme uliingizwa ndani yake, mkondo wa umeme kutoka kwa antenna na chanzo cha nguvu kwa pamoja ulikuwa mkubwa sana - wakati huo cheche iliruka, tope ya mshikamano ikaingia, na mkondo wa umeme ukapita. kifaa. Kengele ilianza kulia (Mchoro 12).
Mchele. 12. Kanuni ya uendeshaji ya mpokeaji wa Popov ()
Mbali na kengele, mpokeaji wa Popov alikuwa na njia ya kuvutia iliyoundwa kwa njia ambayo iligonga kengele na mshiriki wakati huo huo, na hivyo kutikisa mshirika. Wakati wimbi la sumakuumeme lilipowasili, kengele ililia, mshirika alitetemeka - machujo ya mbao yalitawanyika, na wakati huo upinzani uliongezeka tena, mkondo wa umeme uliacha kutiririka kupitia mshirika. Kengele iliacha kulia hadi mapokezi mengine ya wimbi la sumakuumeme. Hivi ndivyo mpokeaji wa Popov alivyofanya kazi.
Popov alisema yafuatayo: mpokeaji anaweza kufanya kazi vizuri kwa umbali mrefu, lakini kwa hili ni muhimu kuunda emitter nzuri sana ya mawimbi ya umeme - hii ilikuwa tatizo la wakati huo.
Usambazaji wa kwanza kwa kutumia kifaa cha Popov ulifanyika kwa umbali wa mita 25, na katika miaka michache tu umbali ulikuwa tayari zaidi ya kilomita 50. Leo, kwa msaada wa mawimbi ya redio, tunaweza kusambaza habari kote ulimwenguni.
Sio tu Popov alifanya kazi katika eneo hili, mwanasayansi wa Italia Marconi aliweza kuanzisha uvumbuzi wake katika uzalishaji karibu duniani kote. Kwa hivyo, wapokeaji wa redio wa kwanza walikuja kwetu kutoka nje ya nchi. Tutaangalia kanuni za mawasiliano ya kisasa ya redio katika masomo yafuatayo.
Bibliografia
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizikia (kiwango cha msingi) - M.: Mnemosyne, 2012.
- Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizikia daraja la 10. - M.: Mnemosyne, 2014.
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizikia-9. - M.: Elimu, 1990.
Kazi ya nyumbani
- Ni hitimisho gani la Maxwell ambalo Heinrich Hertz alijaribu kupinga?
- Toa ufafanuzi wa wimbi la sumakuumeme.
- Taja kanuni ya uendeshaji ya mpokeaji wa Popov.
- Mtandao wa portal Mirit.ru ().
- Mtandao wa portal Ido.tsu.ru ().
- Mtandao wa portal Reftrend.ru ().
Mnamo 1888, Hertz aligundua kwa majaribio mawimbi ya sumakuumeme na kusoma mali zao.
Kimsingi Hertz alihitaji kutatua matatizo mawili ya majaribio.
1. Jinsi ya kupata wimbi la umeme?
2. Jinsi ya kugundua wimbi la umeme?
Ili kupata mawimbi ya sumakuumeme, ni muhimu kuunda uwanja wa umeme au sumaku unaobadilika katika eneo fulani la nafasi. Sehemu tofauti zipo katika mzunguko wa oscillatory. Shida ni kwamba nyanja hizi zimewekwa ndani katika eneo ndogo sana, ndogo ya nafasi: uwanja wa umeme kati ya sahani za capacitor, uwanja wa sumaku ndani ya coil.
Unaweza kuongeza eneo lililochukuliwa na mashamba kwa kusonga sahani za capacitor kando na kupunguza idadi ya zamu ya coil.
Katika kikomo, mzunguko unaojumuisha capacitor na coil hubadilishwa kuwa kipande cha waya, kinachoitwa mzunguko wa oscillatory wazi au vibrator ya Hertzian. Mistari ya sumaku huzunguka kitetemeshi, mistari ya uwanja wa umeme huanza na kuishia kwenye vibrator yenyewe.
Wakati umbali kati ya sahani za capacitor huongezeka, uwezo wake wa umeme C hupungua. Kupunguza idadi ya zamu ya coil husababisha kupungua kwa inductance yake L. Kubadilisha vigezo vya mzunguko kwa mujibu wa formula ya Thomson husababisha kupungua kwa kipindi na ongezeko la mzunguko wa oscillations katika mzunguko. Kipindi cha oscillation katika mzunguko hupungua sana kwamba inakuwa sawa na wakati wa uenezi wa shamba la umeme kando ya waya. Hii ina maana kwamba mchakato wa mtiririko wa sasa katika mzunguko wa oscillatory wazi huacha kuwa quasi-stationary: nguvu za sasa katika sehemu tofauti za vibrator hazitakuwa sawa.
Michakato inayotokea katika mzunguko wa oscillatory wazi ni sawa na oscillations ya kamba iliyowekwa, ambayo, kama inavyojulikana, wimbi la kusimama linaanzishwa. Mawimbi sawa yaliyosimama yanaanzishwa kwa malipo na ya sasa katika mzunguko wa oscillatory wazi.
Ni wazi kwamba mwisho wa vibrator sasa ni sifuri daima. Mabadiliko ya sasa kando ya mzunguko, amplitude yake ni ya juu katikati (ambapo coil ilikuwa).
Wakati sasa katika mzunguko ni upeo, wiani wa malipo pamoja na vibrator ni sifuri. Takwimu inaonyesha usambazaji wa sasa na malipo pamoja na vibrator. Hakuna uwanja wa umeme karibu na vibrator kwa wakati huu, uwanja wa sumaku uko kwenye kiwango cha juu.
Baada ya robo ya kipindi, mkondo wa sasa unakuwa sifuri, na uga wa sumaku unaozunguka kitetemeko pia "hutoweka." Uzito wa juu wa malipo huzingatiwa karibu na ncha za vibrator; usambazaji wa malipo unaonyeshwa kwenye takwimu. Sehemu ya umeme karibu na vibrator iko katika kiwango cha juu kwa wakati huu.
Sehemu ya sumaku inayobadilika karibu na vibrator hutengeneza uwanja wa umeme wa vortex, na uwanja wa sumaku unaobadilika huzalisha uwanja wa sumaku. Vibrator inakuwa chanzo cha wimbi la umeme. Wimbi hukimbia katika mwelekeo ulio sawa na kitetemeko; mizunguko ya vekta ya nguvu ya uwanja wa umeme katika wimbi hutokea sambamba na kitetemo. Vekta ya induction ya uga wa sumaku huzunguka katika ndege iliyo sawa na kitetemeshi.
Vibrator ambayo Hertz alitumia katika majaribio yake ilikuwa kondakta moja kwa moja iliyokatwa katikati. Nusu za vibrator zilitenganishwa na pengo ndogo la hewa. Kupitia coils ya choke, nusu za vibrator ziliunganishwa na chanzo cha juu cha voltage. Vipuli vya kusongesha vilihakikisha mchakato wa kuchaji polepole kwa nusu za vibrator. Wakati malipo yalipoongezeka, uwanja wa umeme kwenye pengo uliongezeka. Mara tu ukubwa wa uwanja huu ulipofikia thamani ya kuvunjika, cheche iliruka kati ya nusu ya vibrator. Wakati cheche ilifunga pengo la hewa, oscillations ya masafa ya juu yalitokea kwenye vibrator na ikatoa wimbi la sumakuumeme.
Urefu wa wimbi unaotolewa na vibrator inategemea saizi yake. Hebu tuchukue faida ya ukweli kwamba wimbi la sasa lililosimama limeanzishwa kwenye vibrator. Nodes za wimbi hili lililosimama ziko kwenye mwisho wa vibrator (hakuna sasa hapa), antinode ya wimbi lililosimama iko katikati - hapa sasa ni ya juu. Umbali kati ya nodi za wimbi lililosimama ni sawa na nusu ya urefu wa wimbi, kwa hivyo,
Wapi L- urefu wa vibrator.
Ili kugundua wimbi la umeme, unaweza kuchukua faida ya ukweli kwamba uwanja wa umeme hufanya kazi kwa malipo. Chini ya ushawishi wa sehemu ya umeme ya wimbi la umeme, malipo ya bure katika kondakta yanapaswa kuja katika mwendo ulioelekezwa, i.e. sasa inapaswa kuonekana.
Katika majaribio yake, Hertz alitumia kitetemeshi kinachopokea chenye ukubwa sawa na kile cha kupitisha. Hii ilihakikisha usawa wa masafa ya asili ya vibration ya vibrators, muhimu ili kupata resonance katika vibrator kupokea. Ili kupokea wimbi kwa mafanikio, vibrator inayopokea inapaswa kuwekwa sambamba na vector ya nguvu ya shamba la umeme, ili chini ya ushawishi wa nguvu ya umeme elektroni katika kondakta inaweza kusonga kwa mwelekeo wa mwelekeo. Upepo wa mzunguko wa juu katika kondakta wa kupokea uligunduliwa na mwanga wa tube ndogo ya kutokwa kwa gesi iliyounganishwa kati ya nusu ya vibrator ya kupokea.
Unaweza "kukamata" wimbi na mzunguko wa kupokea, ukiweka kwenye ndege sawa na vibrator inayoangaza. Kwa mpangilio huu wa mzunguko, vector ya induction magnetic itakuwa perpendicular kwa mzunguko, na flux magnetic kupenya mzunguko itakuwa upeo. Wakati flux ya magnetic inabadilika, sasa induction itaonekana katika mzunguko, kiashiria ambacho kinatumiwa tena na tube ndogo ya kutokwa kwa gesi.
Hertz sio tu aligundua wimbi la umeme, lakini pia aliona mali zake: kutafakari, kukataa, kuingiliwa, diffraction.
Mtihani "Mawimbi ya sumakuumeme"
1. Wimbi la sumakuumeme ni nini?
A. mchakato wa uenezi wa vibrations umeme katika kati elastic
B. mchakato wa uenezi wa uwanja wa umeme unaobadilika
B. mchakato wa uenezi wa kubadilisha mashamba ya umeme na sumaku katika nafasi
D. mchakato wa uenezi wa mitetemo ya umeme katika utupu
2. Ni nini kinachozunguka katika wimbi la umeme?
A. elektroni
B. chembe yoyote iliyochajiwa
B. uwanja wa umeme
D. nyanja za umeme na sumaku
3. Ni aina gani ya mawimbi ni wimbi la sumakuumeme?
A. kwa njia ya kupita
B. kwa longitudinal
B. EMF inaweza kuwa ya kupita na ya longitudinal - kulingana na mazingira ambayo inaeneza
D. Mawimbi ya sumakuumeme yanaweza kuwa ya kupita na ya longitudinal - kulingana na njia ya utoaji wake.
4. Je, nguvu za shamba la umeme na vectors za induction za shamba la sumaku kwenye wimbi ziko kwa jamaa kwa kila mmoja?
5. Ambapo ni nafasi ya jamaa ya vectors ya kasi, nguvu ya shamba la umeme na induction ya shamba la magnetic katika wimbi lililoonyeshwa kwa usahihi?
6. Ni nini kinachoweza kusema juu ya awamu za oscillations ya vectors ya nguvu ya shamba la umeme na induction ya shamba la magnetic katika wimbi?
A. vekta na oscillate katika awamu moja
B. vekta na oscillate katika antiphase
B. oscillations vekta bakia katika awamu kutoka oscillations vekta kwa
G. oscillations vekta huchelewa katika awamu kutoka oscillations vekta kwa
7. Onyesha uhusiano kati ya maadili ya papo hapo ya vekta za nguvu za uwanja wa umeme na induction ya uwanja wa sumaku kwenye wimbi.
A. 
KATIKA. 
8. Toa usemi wa kuhesabu kasi ya wimbi la sumakuumeme katika ombwe.
A. 
B.V.G.
9. Uwiano wa kasi ya uenezi wa mawimbi ya sumakuumeme katika wastani hadi kasi ya mawimbi ya sumakuumeme kwenye ombwe...
A. > 1 B.< 1 В. = 1
G. katika baadhi ya mazingira > 1, katika mazingira mengine< 1.
10. Miongoni mwa mawimbi ya redio ya masafa marefu, mafupi na mafupi zaidi, mawimbi yana kasi ya juu zaidi ya uenezi katika utupu...
A. masafa marefu
B. masafa mafupi
V. ultrashort mbalimbali
D. kasi ya uenezi ya mawimbi ya safu zote ni sawa
11. Wimbi la sumakuumeme hubeba...
A. Dawa
B. Nishati
B. Msukumo
D. Nishati na kasi
12. Ni katika hali gani mionzi ya wimbi la umeme hutokea?
A. elektroni husogea sawasawa na kwa mstatili
B. mkondo wa kubadilisha mkondo unapita kando ya ond ya taa ya incandescent
B. mkondo wa moja kwa moja unapita kando ya ond ya taa ya tochi
D. tufe iliyochajiwa huelea kwenye mafuta
13. Chaji ya oscillating hutoa wimbi la sumakuumeme. Je, amplitude ya oscillations ya vector ya nguvu ya shamba la umeme itabadilikaje ikiwa, kwa mzunguko wa mara kwa mara, amplitude ya oscillations ya malipo huongezeka kwa mara 2?
A. itaongezeka mara 2
B. itaongezeka mara 4
G. itapungua kwa mara 2
D. haitabadilika
14. Chaji ya oscillating hutoa wimbi la sumakuumeme. Je, amplitude ya oscillations ya vector ya nguvu ya shamba la umeme itabadilikaje ikiwa, kwa amplitude ya mara kwa mara, mzunguko wa oscillations ya malipo huongezeka kwa mara 2?
A. haitabadilika
B. itaongezeka mara 2
V. itaongezeka mara 4
G. itaongezeka mara 8
15. Chaji ya oscillating hutoa wimbi la sumakuumeme. Je, ukubwa wa wimbi lililotolewa litabadilikaje ikiwa, kwa amplitude ya mara kwa mara, mzunguko wa oscillations ya malipo huongezeka mara mbili?
A. haitabadilika
B. itaongezeka mara 2
V. itaongezeka mara 4
G. itaongezeka mara 8
16. Nguvu ya wimbi la sumakuumeme inayotolewa na kiwango cha juu cha vibrator ya Hertz iko katika mwelekeo gani?
A. ukubwa wa wimbi ni sawa katika pande zote
B. kando ya mhimili wa vibrator
B. katika mielekeo kando ya viambajengo vya wastani kwa vibrator
D. jibu linategemea vipimo vya kijiometri vya vibrator
17. Urefu wa wimbi ambalo meli husambaza ishara ya dhiki ya SOS ni m 600. Ishara hizo hupitishwa kwa mzunguko gani?
A. 1, 8∙10 11 Hz B. 2∙10 -6 Hz C. 5∙10 5 Hz D. 2∙10 5 Hz
18. Ikiwa uso wa kioo ambao wimbi la sumakuumeme huanguka hubadilishwa na nyeusi kabisa, basi shinikizo linalotolewa na wimbi kwenye uso...
A. itaongezeka mara 2
B. itapungua kwa mara 2
V. itapungua kwa mara 4
G. haitabadilika
19. Wakati wa kuendesha rada - kifaa kinachotumiwa kuamua umbali wa kitu - jambo linatumiwa ...
Ulipenda ukurasa? Kama kwa marafiki:Kulingana na nadharia ya Maxwell, oscillations ya sumakuumeme inayotokana na mzunguko wa oscillatory inaweza kuenea katika nafasi. Katika kazi zake, alionyesha kwamba mawimbi haya yanaenea kwa kasi ya mwanga wa 300,000 km / s. Walakini, wanasayansi wengi walijaribu kukanusha kazi ya Maxwell, mmoja wao alikuwa Heinrich Hertz. Alikuwa na mashaka na kazi ya Maxwell na akajaribu kufanya jaribio la kukanusha uenezaji wa uwanja wa sumakuumeme.
Sehemu ya sumakuumeme inayoenea angani inaitwa wimbi la umeme.
Katika uwanja wa umeme, induction ya sumaku na nguvu ya uwanja wa umeme ni pande zote, na kutoka kwa nadharia ya Maxwell ilifuata kwamba ndege ya induction ya sumaku na nguvu iko kwenye pembe ya 90 0 kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi la sumakuumeme (Mchoro 1). .
Mchele. 1. Ndege za eneo la induction ya sumaku na nguvu ()
Heinrich Hertz alijaribu kupinga hitimisho hili. Katika majaribio yake, alijaribu kuunda kifaa cha kusoma mawimbi ya sumakuumeme. Ili kupata emitter ya mawimbi ya umeme, Heinrich Hertz alijenga kinachojulikana Hertz vibrator, sasa tunaiita antenna ya kusambaza (Mchoro 2).
Mchele. 2. Hertz vibrator ()
Wacha tuangalie jinsi Heinrich Hertz alipata radiator yake au antena ya kupitisha.
Mchele. 3. Mzunguko wa oscillatory wa Hertzian uliofungwa ()
Kuwa na mzunguko wa oscillatory uliofungwa (Mchoro 3), Hertz alianza kusonga sahani za capacitor kwa mwelekeo tofauti na, mwishowe, sahani ziko kwenye pembe ya 180 0, na ikawa kwamba ikiwa oscillations ilitokea katika hili. oscillatory mzunguko, basi ilisafirishwa hii wazi oscillatory mzunguko kwa pande zote. Kama matokeo ya hili, uwanja wa umeme unaobadilika uliunda uwanja wa sumaku unaobadilishana, na uwanja wa sumaku unaobadilishana uliunda moja ya umeme, na kadhalika. Utaratibu huu ulikuja kuitwa wimbi la sumakuumeme (Mchoro 4).
Mchele. 4. Utoaji wa wimbi la sumakuumeme ()
Ikiwa chanzo cha voltage kinaunganishwa na mzunguko wa oscillatory wazi, basi cheche itaruka kati ya minus na plus, ambayo ni malipo ya kuongeza kasi. Karibu na malipo haya, kusonga kwa kasi, shamba la sumaku linalobadilishana huundwa, ambalo huunda shamba la umeme la vortex, ambalo, kwa upande wake, huunda uwanja wa sumaku unaobadilishana, na kadhalika. Hivyo, kulingana na dhana ya Heinrich Hertz, mawimbi ya sumakuumeme yatatolewa. Madhumuni ya jaribio la Hertz lilikuwa kuchunguza mwingiliano na uenezi wa mawimbi ya sumakuumeme.
Ili kupokea mawimbi ya umeme, Hertz alipaswa kufanya resonator (Mchoro 5).
Mchele. 5. Resonator ya Hertz ()
Hii ni mzunguko wa oscillatory, ambayo ilikuwa kondakta iliyofungwa iliyokatwa iliyo na mipira miwili, na mipira hii ilikuwa iko karibu na
kutoka kwa kila mmoja kwa umbali mfupi. Cheche iliruka kati ya mipira miwili ya resonator karibu wakati huo huo wakati cheche iliruka kwenye emitter (Mchoro 6).
Kielelezo 6. Utoaji na mapokezi ya mawimbi ya sumakuumeme ()
Kulikuwa na utoaji wa wimbi la umeme na, ipasavyo, mapokezi ya wimbi hili na resonator, ambayo ilitumika kama mpokeaji.
Kutokana na uzoefu huu ilifuata kwamba mawimbi ya sumakuumeme yapo, yanaeneza, ipasavyo, kuhamisha nishati, na inaweza kuunda sasa ya umeme katika mzunguko uliofungwa, ambayo iko katika umbali mkubwa wa kutosha kutoka kwa emitter ya wimbi la umeme.
Katika majaribio ya Hertz, umbali kati ya mzunguko wa oscillatory wazi na resonator ilikuwa karibu mita tatu. Hii ilitosha kujua kuwa wimbi la sumakuumeme linaweza kueneza angani. Baadaye, Hertz alifanya majaribio yake na kugundua jinsi wimbi la sumakuumeme linavyoeneza, kwamba vifaa vingine vinaweza kuingiliana na uenezi, kwa mfano, vifaa vinavyoendesha mkondo wa umeme huzuia wimbi la umeme kupita. Nyenzo ambazo hazipitishi umeme ziliruhusu wimbi la sumakuumeme kupita.
Majaribio ya Heinrich Hertz yalionyesha uwezekano wa kupitisha na kupokea mawimbi ya sumakuumeme. Baadaye, wanasayansi wengi walianza kufanya kazi katika mwelekeo huu. Mafanikio makubwa zaidi yalipatikana na mwanasayansi wa Kirusi Alexander Popov, ambaye alikuwa wa kwanza duniani kusambaza habari kwa mbali. Hii ndio sasa tunaiita redio; iliyotafsiriwa kwa Kirusi, "redio" inamaanisha "kutoa." Usambazaji wa habari bila waya kwa kutumia mawimbi ya sumakuumeme ulifanyika mnamo Mei 7, 1895. Katika Chuo Kikuu cha St. Petersburg, kifaa cha Popov kiliwekwa, ambacho kilipokea radiogram ya kwanza; ilikuwa na maneno mawili tu: Heinrich Hertz.
Ukweli ni kwamba kwa wakati huu telegraph (mawasiliano ya waya) na simu tayari zilikuwepo, na nambari ya Morse pia ilikuwepo, kwa msaada wa ambayo mfanyakazi wa Popov alisambaza dots na dashi, ambazo ziliandikwa na kufutwa kwenye ubao mbele ya tume. . Redio ya Popov, bila shaka, si kama wapokeaji wa kisasa tunayotumia (Mchoro 7).
Mchele. 7. Mpokeaji wa redio wa Popov ()
Popov alifanya masomo yake ya kwanza juu ya mapokezi ya mawimbi ya sumakuumeme si kwa emitters ya mawimbi ya umeme, lakini kwa radi, kupokea ishara za umeme, na alimwita mpokeaji wake alama ya umeme (Mchoro 8).
Mchele. 8. Kigunduzi cha umeme cha Popov ()
Sifa za Popov ni pamoja na uwezekano wa kuunda antenna inayopokea; ni yeye ambaye alionyesha hitaji la kuunda antenna maalum ndefu ambayo inaweza kupokea kiwango kikubwa cha nishati kutoka kwa wimbi la umeme ili mkondo wa umeme unaobadilika uweze kuingizwa kwenye antenna hii.
Wacha tuchunguze ni sehemu gani za mpokeaji wa Popov. Sehemu kuu ya mpokeaji ilikuwa mshirika (tube ya kioo iliyojaa filings za chuma (Mchoro 9)).
Hali hii ya vichungi vya chuma ina upinzani mkubwa wa umeme, katika hali hii mshirika hakupitisha mkondo wa umeme, lakini mara tu cheche ndogo ilipoingia kwenye mshikamano (kwa hili kulikuwa na mawasiliano mawili ambayo yalitenganishwa), tope ya mbao ilipigwa na kuchomwa moto. upinzani wa mshikamano ulipungua mamia ya nyakati.
Sehemu inayofuata ya mpokeaji wa Popov ni kengele ya umeme (Mchoro 10).
Mchele. 10. Kengele ya umeme kwenye kipokezi cha Popov ()
Ilikuwa ni kengele ya umeme iliyotangaza kupokea wimbi la umeme. Mbali na kengele ya umeme, mpokeaji wa Popov alikuwa na chanzo cha moja kwa moja - betri (Mchoro 7), ambayo ilihakikisha uendeshaji wa mpokeaji mzima. Na, bila shaka, antenna ya kupokea, ambayo Popov alimfufua katika baluni (Mchoro 11).
Mchele. 11. Antena ya kupokea ()
Uendeshaji wa mpokeaji ulikuwa kama ifuatavyo: betri iliunda sasa ya umeme katika mzunguko ambao mshirika na kengele ziliunganishwa. Kengele ya umeme haikuweza kupiga, kwa kuwa mshirika alikuwa na upinzani wa juu wa umeme, sasa haukupita, na ilikuwa ni lazima kuchagua upinzani uliotaka. Wakati wimbi la sumakuumeme lilipogonga antenna ya kupokea, mkondo wa umeme uliingizwa ndani yake, mkondo wa umeme kutoka kwa antenna na chanzo cha nguvu kwa pamoja ulikuwa mkubwa sana - wakati huo cheche iliruka, tope ya mshikamano ikaingia, na mkondo wa umeme ukapita. kifaa. Kengele ilianza kulia (Mchoro 12).
Mchele. 12. Kanuni ya uendeshaji ya mpokeaji wa Popov ()
Mbali na kengele, mpokeaji wa Popov alikuwa na njia ya kuvutia iliyoundwa kwa njia ambayo iligonga kengele na mshiriki wakati huo huo, na hivyo kutikisa mshirika. Wakati wimbi la sumakuumeme lilipowasili, kengele ililia, mshirika alitetemeka - machujo ya mbao yalitawanyika, na wakati huo upinzani uliongezeka tena, mkondo wa umeme uliacha kutiririka kupitia mshirika. Kengele iliacha kulia hadi mapokezi mengine ya wimbi la sumakuumeme. Hivi ndivyo mpokeaji wa Popov alivyofanya kazi.
Popov alisema yafuatayo: mpokeaji anaweza kufanya kazi vizuri kwa umbali mrefu, lakini kwa hili ni muhimu kuunda emitter nzuri sana ya mawimbi ya umeme - hii ilikuwa tatizo la wakati huo.
Usambazaji wa kwanza kwa kutumia kifaa cha Popov ulifanyika kwa umbali wa mita 25, na katika miaka michache tu umbali ulikuwa tayari zaidi ya kilomita 50. Leo, kwa msaada wa mawimbi ya redio, tunaweza kusambaza habari kote ulimwenguni.
Sio tu Popov alifanya kazi katika eneo hili, mwanasayansi wa Italia Marconi aliweza kuanzisha uvumbuzi wake katika uzalishaji karibu duniani kote. Kwa hivyo, wapokeaji wa redio wa kwanza walikuja kwetu kutoka nje ya nchi. Tutaangalia kanuni za mawasiliano ya kisasa ya redio katika masomo yafuatayo.
Bibliografia
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizikia (kiwango cha msingi) - M.: Mnemosyne, 2012.
- Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizikia daraja la 10. - M.: Mnemosyne, 2014.
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizikia-9. - M.: Elimu, 1990.
Kazi ya nyumbani
- Ni hitimisho gani la Maxwell ambalo Heinrich Hertz alijaribu kupinga?
- Toa ufafanuzi wa wimbi la sumakuumeme.
- Taja kanuni ya uendeshaji ya mpokeaji wa Popov.
- Mtandao wa portal Mirit.ru ().
- Mtandao wa portal Ido.tsu.ru ().
- Mtandao wa portal Reftrend.ru ().