Вопрос №5. Вибратор Герца. Диполь Герца.
Для получения ЭВМ Г. Герц в 1886 г. использовал открытый колебательный контур, принцип которого показан на рис 4.
Рис.
4 Вибратор Герца
Такое устройство вибратор Герца способно излучать ЭМВ, которые распространяясь в пространстве, переносят энергию, поэтому запасаемая в вибраторе энергия с течением времени уменьшаться. Для пополнения энергии Герц использовал индуктор. Система из двух стерженьков, излучающая ЭМВ – это небольшой по размерам электрический диполь, дипольный момент которого p(t) быстро изменяются во времени.
Такой диполь называют диполем Герца. В радиотехнике диполь Герца эквивалентен небольшой антенне, размер которой меньше длины волны λ.
Вопрос №6. Шкала электромагнитных волн
Из теории Максвелла вытекает, что различные электромагнитные волны, в том числе и световые, имеют общую природу. В связи с этим целесообразно представить всевозможные электромагнитные волны в виде единой шкалы (см. рис 5). Вся шкала условно подразделяется на 6 диапазонов: радиоволны (длинные, средние и короткие), световые волны: инфракрасные, ультрафиолетовые, видимый свет, рентгеновские лучи и γ–излучения. Границы между диапазонами достаточно условны, т. е. диапазоны волны могут перекрывать друг друга.
Диапазоны волны по длине λ и частоте ύ |
Радиоволны |
Световые волны |
Рентгеновские лучи |
γ – излучения |
||
ИК-излучения |
Видимый свет |
УФ- излучения |
||||
λ, м |
3∙103- 5∙10-5 |
5∙10-4 |
7,6∙10-7-4∙10-7 |
10-9 |
2∙10-9-6∙10-19 |
10-10- 10-13 |
ύ, Гц |
105- 6∙1012 |
6∙1011 |
3,9∙1014-7,5∙1014 |
3∙1017 |
1,5∙1017-5∙1019 |
3∙1018-3∙1021 |
Данная классификация определяется либо механизмом образования волны, либо возможностью зрительного восприятия их человеком.
Рис. 5
Излучение радиоволн обусловлено переменными токами в проводниках и электронными потоками (макроизлучатели). Рентгеновское излучение возникает при внутриатомных процессах, γ–излучение имеет ядерное происхождение. Наиболее короткое УФ–излучение перекрывается длинноволновым рентгеновским. В этом отношении характерна пограничная область ИК–излучения и радиоволн. До 1922 г. между этими диапазонами был пробел. Наиболее короткие волны незаполненного промежутка были молекулярно-атомного происхождения (излучение нагретого тела), а наиболее длинные излучались макроскопическими вибраторами Герца. А.А.Глагольева – Аркадьева предложила пропускать искру через смесь большого числа мелких металлических опилок в масле. При этом удалось получать различные электромагнитные волны с длиной 82 мкм и более. Диапазоны ИК–излучения и радиоволны в итоге больше сомкнуты.
Литература:
И.И. Наркевич, Э.И. Волмянский, С.И.Лобко. Физика. – Мн.: 0.0.0. «Новое знание», 2004.
А.Н. Ремизов. Курс физики, Электроники и кибернетики. – М.: Высшая ШК., 1982.
П.С. Кудрявцев. Курс истории физики. – М.: Просвещение, 1974.