Prema Maxwellovoj teoriji, elektromagnetne oscilacije koje nastaju u oscilatornom kolu mogu se širiti u svemiru. U svom radu je pokazao da se ovi talasi šire brzinom svjetlosti od 300.000 km/s. Međutim, mnogi naučnici pokušali su opovrgnuti rad Maxwella, jedan od njih je bio Heinrich Hertz. Bio je skeptičan prema Maxwellovom radu i pokušao je provesti eksperiment da opovrgne širenje elektromagnetnog polja.
Elektromagnetno polje koje se širi u svemiru naziva se elektromagnetni talas.
U elektromagnetnom polju, magnetna indukcija i intenzitet električno polje su međusobno okomite, a iz Maxwellove teorije slijedi da je ravan lokacije magnetske indukcije i intenziteta pod uglom od 90 0 u odnosu na pravac prostiranja elektromagnetnog talasa (slika 1).
Rice. 1. Ravnine lokacije magnetske indukcije i napetosti ()
Ove zaključke pokušao je osporiti i Heinrich Hertz. U svojim eksperimentima pokušao je stvoriti uređaj za proučavanje elektromagnetnih valova. Da bi dobio emiter elektromagnetnih talasa, Heinrich Hertz je izgradio takozvani Hertz vibrator, sada ga zovemo predajna antena (slika 2).
Rice. 2. Hertz vibrator ()
Razmislite o tome kako je Heinrich Hertz dobio svoj emiter ili predajnu antenu.
Rice. 3. Zatvoreni Hertz oscilatorni krug ()
Imajući na raspolaganju zatvoreni oscilatorni krug (slika 3), Hertz je počeo odvajati ploče kondenzatora u različitim smjerovima i, na kraju, ploče su se nalazile pod uglom od 180 0, a ispostavilo se da ako dođe do oscilacija u ovoj oscilatornoj krug, onda su obavili ovo otvoreno oscilatorno kolo sa svih strana. Kao rezultat toga, promjena električno polje stvorio je naizmjenični magnet, a naizmjenični magnet je stvorio električni i tako dalje. Ovaj proces je postao poznat kao elektromagnetski talas (slika 4).
Rice. 4. Emisija elektromagnetnog talasa ()
Ako je izvor napona spojen na otvoreni oscilatorni krug, tada će iskra skočiti između minusa i plusa, što je upravo naboj koji se brzo kreće. Oko ovog ubrzanog naboja formira se naizmjenično magnetsko polje, koje stvara naizmjenično vrtložno električno polje, koje, zauzvrat, stvara naizmjenično magnetsko polje i tako dalje. Tako će, prema pretpostavci Heinricha Hertza, biti emitovani elektromagnetski talasi. Svrha Hertzovog eksperimenta bila je promatranje interakcije i širenja elektromagnetnih valova.
Da bi primio elektromagnetne talase, Herc je morao da napravi rezonator (slika 5).
Rice. 5. Hertz rezonator ()
Ovo je oscilatorno kolo, koje je predstavljalo presečeni zatvoreni provodnik opremljen sa dve kugle, a te su kuglice bile relativno
jedan od drugog na maloj udaljenosti. Iskra je skočila između dvije rezonatorske kuglice gotovo u istom trenutku kada je iskra skočila u emiter (slika 6).
Slika 6. Emisija i prijem elektromagnetnog talasa ()
Došlo je do emisije elektromagnetnog talasa i, shodno tome, do prijema ovog talasa od strane rezonatora, koji se koristio kao prijemnik.
Iz ovog iskustva slijedi da postoje elektromagnetski valovi, oni se šire, odnosno prenose energiju, mogu stvoriti električnu struju u zatvoreno kolo, koji se nalazi na dovoljno velikoj udaljenosti od emitera elektromagnetnog talasa.
U Hertzovim eksperimentima, udaljenost između otvorenog oscilatornog kruga i rezonatora bila je oko tri metra. Ovo je bilo dovoljno da se otkrije da se elektromagnetski talas može širiti u svemiru. Kasnije je Hertz provodio svoje eksperimente i otkrio kako se elektromagnetski val širi, da neki materijali mogu ometati širenje, na primjer, materijali koji provode struju sprječavaju elektromagnetski val da prođe. Materijali koji ne provode elektricitet dopuštali su prolazak elektromagnetnog talasa.
Eksperimenti Hajnriha Herca pokazali su mogućnost odašiljanja i primanja elektromagnetnih talasa. Kasnije su mnogi naučnici počeli da rade u ovom pravcu. Najveći uspjeh postigao je ruski naučnik Aleksandar Popov, on je bio prvi u svijetu koji je izvršio prijenos informacija na daljinu. To je ono što mi danas zovemo radio, u prijevodu na ruski, "radio" znači "zračiti", uz pomoć elektromagnetnih valova bežični prijenos informacija obavljen je 7. maja 1895. godine. Na Univerzitetu u Sankt Peterburgu je isporučen Popovov uređaj, koji je dobio prvi radiogram, sastojao se od samo dvije riječi: Heinrich Hertz.
Činjenica je da su u to vrijeme već postojali telegraf (žičana veza) i telefon, postojao je i Morzeov kod, uz pomoć kojeg je Popovov službenik prenosio tačke i crtice koje su snimane i dešifrovane na tabli ispred komisije. . Popovov radio, naravno, nije kao moderni prijemnici koje koristimo (slika 7).
Rice. 7. Popovov radio prijemnik ()
Popov je sproveo prve studije o prijemu elektromagnetnih talasa ne sa emiterima elektromagnetnih talasa, već sa grmljavinom, primajući signale munje, a svoj prijemnik je nazvao detektorom groma (slika 8).
Rice. 8. Popovov udarač groma ()
Zasluge Popova uključuju mogućnost stvaranja prijemne antene, on je pokazao potrebu za stvaranjem posebne dugačke antene koja bi mogla primiti dovoljno veliki broj energije iz elektromagnetnog talasa tako da se u ovoj anteni indukuje električna naizmenična struja.
Razmotrite od kojih dijelova se sastojao Popovov prijemnik. Glavni dio prijemnika bio je koherer (staklena cijev ispunjena metalnim strugotinama (sl. 9)).
Ovo stanje gvozdenih opiljaka ima veliko električni otpor, u ovom stanju koherer električna struja nije promašio, ali čim je mala iskra prošla kroz koherer (za to su bila dva kontakta koja su bila razdvojena), a piljevina se sinterirala i otpor koherera se smanjio stotinama puta.
Sljedeći dio Popovovog prijemnika je električno zvono (slika 10).
Rice. 10. Električno zvono u Popovovoj slušalici ()
Bilo je to električno zvono koje je najavilo prijem elektromagnetnog talasa. Pored električnog zvona, Popovov prijemnik je imao izvor jednosmerna struja- baterija (slika 7), koja je osigurala rad cijelog prijemnika. I, naravno, prijemna antena na koju je Popov podigao baloni(Sl. 11).
Rice. 11. Prijemna antena ()
Rad prijemnika bio je sljedeći: baterija je stvarala električnu struju u kolu, u kojem su bili uključeni koherer i zvono. Električno zvono nije moglo zazvoniti, budući da je koherer imao veliki električni otpor, struja nije prolazila, te je bilo potrebno odabrati željeni otpor. Kada je elektromagnetski val udario u prijemnu antenu, u njoj se inducirala električna struja, električna struja iz antene i izvora energije zajedno je bila prilično velika - u tom trenutku je preskočila iskra, kohererska piljevina se sinterirala, a električna struja je prošla kroz uređaj. Zvono je počelo da zvoni (Sl. 12).
Rice. 12. Princip rada Popov prijemnika ()
U Popovovom prijemniku, pored zvona, nalazio se i udarni mehanizam konstruisan tako da istovremeno udara u zvono i koherer, pri čemu se koherer trese. Kada je došao elektromagnetski talas, zazvonilo je zvono, koherer se potresao - piljevina se izmrvila, i u tom trenutku otpor se ponovo povećao, električna struja je prestala da teče kroz koherer. Zvono je prestalo da zvoni do sljedeći termin elektromagnetni talas. Ovako je radio Popovov prijemnik.
Popov je istakao sljedeće: prijemnik može prilično dobro raditi na velikim udaljenostima, ali za to je potrebno stvoriti vrlo dobar emiter elektromagnetnih valova - to je bio problem tog vremena.
Prvi prijenos Popovovim uređajem dogodio se na udaljenosti od 25 metara, a za samo nekoliko godina ta je udaljenost već bila veća od 50 kilometara. Danas, uz pomoć radio talasa, možemo prenositi informacije širom svijeta.
U ovoj oblasti nije radio samo Popov, italijanski naučnik Markoni uspeo je da svoj izum uvede u proizvodnju gotovo širom sveta. Stoga su nam prvi radio prijemnici stigli iz inostranstva. U sledećoj lekciji ćemo razmotriti principe moderne radio komunikacije.
Bibliografija
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizika (osnovni nivo) - M.: Mnemozina, 2012.
- Gendenstein L.E., Dick Yu.I. Fizika 10 razred. - M.: Mnemosyne, 2014.
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizika-9. - M.: Prosvjeta, 1990.
Zadaća
- Koje je Maksvelove zaključke Hajnrih Herc pokušao da ospori?
- Definirajte elektromagnetski talas.
- Navedite princip rada Popov prijemnika.
- Internet portal Mirit.ru ().
- Internet portal Ido.tsu.ru ().
- Internet portal Reftrend.ru ().
Prema Maxwellovoj teoriji, elektromagnetne oscilacije koje nastaju u oscilatornom kolu mogu se širiti u svemiru. U svom radu je pokazao da se ovi talasi šire brzinom svjetlosti od 300.000 km/s. Međutim, mnogi naučnici pokušali su opovrgnuti rad Maxwella, jedan od njih je bio Heinrich Hertz. Bio je skeptičan prema Maxwellovom radu i pokušao je provesti eksperiment da opovrgne širenje elektromagnetnog polja.
Elektromagnetno polje koje se širi u svemiru naziva se elektromagnetni talas.
U elektromagnetnom polju, magnetna indukcija i jačina električnog polja su međusobno okomite, a iz Maxwellove teorije proizlazi da je ravan lokacije magnetne indukcije i jačine pod uglom od 90 0 u odnosu na pravac prostiranja elektromagnetnog talasa (Sl. 1) .
Rice. 1. Ravnine lokacije magnetske indukcije i napetosti ()
Ove zaključke pokušao je osporiti i Heinrich Hertz. U svojim eksperimentima pokušao je stvoriti uređaj za proučavanje elektromagnetnih valova. Da bi dobio emiter elektromagnetnih talasa, Heinrich Hertz je izgradio takozvani Hertz vibrator, sada ga zovemo predajna antena (slika 2).
Rice. 2. Hertz vibrator ()
Razmislite o tome kako je Heinrich Hertz dobio svoj emiter ili predajnu antenu.
Rice. 3. Zatvoreni Hertz oscilatorni krug ()
Imajući na raspolaganju zatvoreni oscilatorni krug (slika 3), Hertz je počeo odvajati ploče kondenzatora u različitim smjerovima i na kraju su ploče bile smještene pod uglom od 180 0, a ispostavilo se da ako dođe do vibracija u ovoj oscilatornoj krug, onda su obavili ovo otvoreno oscilatorno kolo sa svih strana. Kao rezultat toga, promjenjivo električno polje stvorilo je naizmjenično magnetno polje, a naizmjenično magnetno polje stvorilo je električno i tako dalje. Ovaj proces je postao poznat kao elektromagnetski talas (slika 4).
Rice. 4. Emisija elektromagnetnog talasa ()
Ako je izvor napona spojen na otvoreni oscilatorni krug, tada će iskra skočiti između minusa i plusa, što je upravo naboj koji se brzo kreće. Oko ovog ubrzanog naboja formira se naizmjenično magnetsko polje, koje stvara naizmjenično vrtložno električno polje, koje, zauzvrat, stvara naizmjenično magnetsko polje i tako dalje. Tako će, prema pretpostavci Heinricha Hertza, biti emitovani elektromagnetski talasi. Svrha Hertzovog eksperimenta bila je promatranje interakcije i širenja elektromagnetnih valova.
Da bi primio elektromagnetne talase, Herc je morao da napravi rezonator (slika 5).
Rice. 5. Hertz rezonator ()
Ovo je oscilatorno kolo, koje je predstavljalo presečeni zatvoreni provodnik opremljen sa dve kugle, a te su kuglice bile relativno
jedan od drugog na maloj udaljenosti. Iskra je skočila između dvije rezonatorske kuglice gotovo u istom trenutku kada je iskra skočila u emiter (slika 6).
Slika 6. Emisija i prijem elektromagnetnog talasa ()
Došlo je do emisije elektromagnetnog talasa i, shodno tome, do prijema ovog talasa od strane rezonatora, koji se koristio kao prijemnik.
Iz ovog iskustva slijedi da postoje elektromagnetski valovi, oni se šire, odnosno prenose energiju, mogu stvoriti električnu struju u zatvorenom krugu, koji se nalazi na dovoljno velikoj udaljenosti od emitera elektromagnetskih valova.
U Hertzovim eksperimentima, udaljenost između otvorenog oscilatornog kruga i rezonatora bila je oko tri metra. Ovo je bilo dovoljno da se otkrije da se elektromagnetski talas može širiti u svemiru. Kasnije je Hertz provodio svoje eksperimente i otkrio kako se elektromagnetski val širi, da neki materijali mogu ometati širenje, na primjer, materijali koji provode struju sprječavaju elektromagnetski val da prođe. Materijali koji ne provode elektricitet dopuštali su prolazak elektromagnetnog talasa.
Eksperimenti Hajnriha Herca pokazali su mogućnost odašiljanja i primanja elektromagnetnih talasa. Kasnije su mnogi naučnici počeli da rade u ovom pravcu. Najveći uspjeh postigao je ruski naučnik Aleksandar Popov, on je bio prvi u svijetu koji je izvršio prijenos informacija na daljinu. To je ono što mi danas zovemo radio, u prijevodu na ruski, "radio" znači "zračiti", uz pomoć elektromagnetnih valova bežični prijenos informacija obavljen je 7. maja 1895. godine. Na Univerzitetu u Sankt Peterburgu je isporučen Popovov uređaj, koji je dobio prvi radiogram, sastojao se od samo dvije riječi: Heinrich Hertz.
Činjenica je da su u to vrijeme već postojali telegraf (žičana veza) i telefon, postojao je i Morzeov kod, uz pomoć kojeg je Popovov službenik prenosio tačke i crtice koje su snimane i dešifrovane na tabli ispred komisije. . Popovov radio, naravno, nije kao moderni prijemnici koje koristimo (slika 7).
Rice. 7. Popovov radio prijemnik ()
Popov je sproveo prve studije o prijemu elektromagnetnih talasa ne sa emiterima elektromagnetnih talasa, već sa grmljavinom, primajući signale munje, a svoj prijemnik je nazvao detektorom groma (slika 8).
Rice. 8. Popovov udarač groma ()
Zasluge Popova uključuju mogućnost stvaranja prijemne antene, upravo on je pokazao potrebu za stvaranjem posebne dugačke antene koja bi mogla primiti dovoljno veliku količinu energije od elektromagnetnog vala tako da se u ovoj anteni inducira električna izmjenična struja .
Razmotrite od kojih dijelova se sastojao Popovov prijemnik. Glavni dio prijemnika bio je koherer (staklena cijev ispunjena metalnim strugotinama (sl. 9)).
Takvo stanje gvozdenih strugotina ima veliki električni otpor, u tom stanju koherer nije propuštao električnu struju, ali čim je mala iskra proklizala kroz koherer (za to su postojala dva kontakta koja su bila razdvojena), strugotine su sinterovane a otpor koherera se smanjio stotinama puta.
Sljedeći dio Popovovog prijemnika je električno zvono (slika 10).
Rice. 10. Električno zvono u Popovovoj slušalici ()
Bilo je to električno zvono koje je najavilo prijem elektromagnetnog talasa. Pored električnog zvona, Popovov prijemnik je imao izvor jednosmerne struje – bateriju (sl. 7), koja je obezbeđivala rad celog prijemnika. I, naravno, prijemna antena koju je Popov podigao u balonima (slika 11).
Rice. 11. Prijemna antena ()
Rad prijemnika bio je sljedeći: baterija je stvarala električnu struju u kolu, u kojem su bili uključeni koherer i zvono. Električno zvono nije moglo zazvoniti, budući da je koherer imao veliki električni otpor, struja nije prolazila, te je bilo potrebno odabrati željeni otpor. Kada je elektromagnetski val udario u prijemnu antenu, u njoj se inducirala električna struja, električna struja iz antene i izvora energije zajedno je bila prilično velika - u tom trenutku je preskočila iskra, kohererska piljevina se sinterirala, a električna struja je prošla kroz uređaj. Zvono je počelo da zvoni (Sl. 12).
Rice. 12. Princip rada Popov prijemnika ()
U Popovovom prijemniku, pored zvona, nalazio se i udarni mehanizam konstruisan tako da istovremeno udara u zvono i koherer, pri čemu se koherer trese. Kada je došao elektromagnetski talas, zazvonilo je zvono, koherer se potresao - piljevina se izmrvila, i u tom trenutku otpor se ponovo povećao, električna struja je prestala da teče kroz koherer. Zvono je prestalo da zvoni do sledećeg prijema elektromagnetnog talasa. Ovako je radio Popovov prijemnik.
Popov je istakao sljedeće: prijemnik može prilično dobro raditi na velikim udaljenostima, ali za to je potrebno stvoriti vrlo dobar emiter elektromagnetnih valova - to je bio problem tog vremena.
Prvi prijenos Popovovim uređajem dogodio se na udaljenosti od 25 metara, a za samo nekoliko godina ta je udaljenost već bila veća od 50 kilometara. Danas, uz pomoć radio talasa, možemo prenositi informacije širom svijeta.
U ovoj oblasti nije radio samo Popov, italijanski naučnik Markoni uspeo je da svoj izum uvede u proizvodnju gotovo širom sveta. Stoga su nam prvi radio prijemnici stigli iz inostranstva. U sledećoj lekciji ćemo razmotriti principe moderne radio komunikacije.
Bibliografija
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizika (osnovni nivo) - M.: Mnemozina, 2012.
- Gendenstein L.E., Dick Yu.I. Fizika 10 razred. - M.: Mnemosyne, 2014.
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Fizika-9. - M.: Prosvjeta, 1990.
Zadaća
- Koje je Maksvelove zaključke Hajnrih Herc pokušao da ospori?
- Definirajte elektromagnetski talas.
- Navedite princip rada Popov prijemnika.
- Internet portal Mirit.ru ().
- Internet portal Ido.tsu.ru ().
- Internet portal Reftrend.ru ().
Hertz eksperimenti Teorija električnih i magnetne pojave, stvoren radovima najboljih matematičara prve polovine ovog veka i donedavno prihvaćen od skoro svih naučnika, u osnovi je dozvoljavao postojanje posebnih bestežinskih električnih i magnetnih fluida koji imaju svojstvo delovanja na daljinu. Princip Newtonove doktrine o univerzalnoj gravitaciji - "actio in distans" - ostao je vodeći u doktrini elektriciteta i magnetizma. Ali već u 30-im, briljantni Faraday, ostavljajući pitanje entiteta elektriciteta i magnetizma, s obzirom na njihovo vanjsko djelovanje, izražavao je sasvim drugačija razmišljanja. Privlačenje i odbijanje naelektrisanih tela, naelektrisanje uticajem, interakcija magneta i struja i, konačno, fenomeni indukcije prema Faradeju nisu manifestacije direktno na udaljenosti svojstava svojstvenih električnim i magnetnim fluidima, već su samo posljedice posebnih promjena u stanju sredine u kojoj se nalaze ti, po svemu sudeći, direktno utiču jedni na druge električni naboji, magneti ili provodnici sa strujama. Budući da se sva ovakva dejstva podjednako primećuju u vakuumu, kao iu prostoru ispunjenom vazduhom ili drugom materijom, onda u promenama koje nastaju procesi elektrifikacije i magnetizacije u emitovanju Faraday je vidio uzrok ovih pojava. Dakle, kao što izvor svjetlosti osvjetljava neki od njega udaljeni predmet, nastajanjem posebnih vibracija etra i prijenosom tih vibracija od čestice do čestice, tako je u ovaj slučaj samo uz pomoć posebnih perturbacija u mediju istog etera i prenošenjem ovih poremećaja od sloja do sloja sve električne, magnetske i elektromagnetne radnje se šire u prostoru. Ova ideja je vodila u svim Faradejevim istraživanjima; ona nešto najvažnije i doveo ga do svih njegovih slavnih otkrića. Ali Faradejevo učenje nije brzo i nije bilo lako konsolidovano u nauci. Desecima godina, tokom kojih su fenomeni koje je otkrio uspjeli proći najtemeljnije i detaljnije proučavanje, Faradejeve glavne ideje su ili ignorisane ili su direktno smatrane malo uvjerljivima i nedokazanim. Tek u drugoj polovini šezdesetih godina pojavio se talentovani Faradajev sledbenik, koji je tako rano umro, činovnik Maksvel, koji je tumačio i razvijao Faradejevu teoriju, dajući joj strogo matematički karakter. Maxwell je dokazao nužnost postojanja konačne brzine kojom se odvija prijenos djelovanja električne struje ili magneta kroz posredni medij. Ova brzina bi, prema Maxwellu, trebala biti jednaka onoj kojom se svjetlost širi u mediju koji se razmatra. Medij koji učestvuje u prenošenju električnih i magnetnih dejstava ne može biti drugi do isti etar, što je priznato u teoriji svetlosti i toplote zračenja. Proces širenja električnih i magnetskih dejstava u prostoru mora biti kvalitativno isti kao i proces širenja svetlosnih zraka. Svi zakoni koji se odnose na svjetlosne zrake su prilično primjenjivi električnih zraka. Prema Maxwellu, sam fenomen svjetlosti je električni fenomen. Snop svjetlosti je niz električnih poremećaja, vrlo malih električnih struja, sukcesivno pobuđenih u etru medija. Kakva je promena okoline pod uticajem naelektrisanja tela, magnetizacije gvožđa ili stvaranja struje u zavojnici – još uvek nije poznato. Maxwellova teorija još uvijek ne omogućava da se jasno prikaže sama priroda deformacija koje pretpostavlja. Sigurno je samo da bilo kakve promjene deformacija sredine koja u njoj nastaje pod uticajem naelektrisanja tela, praćena je pojavom magnetnih pojava u tom mediju i, obrnuto, bilo kakve promjene u okruženju deformacija koje su u njemu dobijene pod uticajem bilo kakvog magnetskog procesa, praćeno je ekscitacijom električno djelovanje. Ako se u bilo kojoj tački medija deformiranog naelektrizacijom nekog tijela primijeti električna sila u određenom smjeru, tj. vrlo mala naelektrizirana kugla postavljena na određeno mjesto kretat će se u tom smjeru, tada sa bilo kojim povećanjem ili smanjenjem deformacija medija, zajedno s povećanjem ili smanjenjem električne sile u datoj točki, u njoj će se pojaviti magnetska sila u smjeru okomitom na električnu silu - magnetski pol postavljen ovdje će primiti pritisak u smjeru okomitom na električnu silu. To je posljedica koja slijedi iz Maxwellove teorije elektriciteta. Uprkos ogromnom interesovanju za učenje Faraday-Maxwella, mnogi su ga naišli na sumnju. Iz ove teorije slijedila su suviše hrabra generalizacija! Eksperimenti G. (Heinrich Hertz), proizvedeni 1888. godine, konačno su potvrdili ispravnost Maxwellove teorije. G. uspeo, da tako kažem, da realizuje matematičke formule Maxwell je uspio dokazati mogućnost postojanja električnih zraka, ili, tačno, elektromagnetnih. Kao što je već napomenuto, prema Maxwellovoj teoriji, širenje svjetlosnog snopa je, u suštini, širenje električnih poremećaja koji se sukcesivno formiraju u eteru, brzo mijenjajući svoj smjer. Smjer u kojem se takve perturbacije, takve deformacije, pobuđuju, prema Maxwellu, okomit je na sam svjetlosni snop. Iz ovoga je očito da direktna pobuda u bilo kojem tijelu električnih struja koje se vrlo brzo mijenjaju u smjeru, tj. pobuda u provodniku električnih struja naizmjeničnog smjera i vrlo kratkog trajanja, treba u eteru koji okružuje ovaj provodnik. izazivaju odgovarajuće električne smetnje koje se brzo menjaju u svom pravcu, tj. treba da izazovu fenomen kvalitativno u potpunosti kao toŠta je zraka svjetlosti. No, odavno je poznato da kada se naelektrizirano tijelo ili Leyden tegla isprazni u vodiču kroz koji se pražnjenje odvija, čitav niz električnih struja se formira naizmjenično u jednom ili drugom smjeru. Pražnjeno tijelo ne gubi odmah električnu energiju, naprotiv, tokom pražnjenja se više puta puni ovim ili onim znakom električne energije. Uzastopni naboji koji se pojavljuju na tijelu smanjuju se samo malo po malo u svojoj veličini. Takvi činovi se zovu vibracijski. Trajanje postojanja u provodniku dvije uzastopne struje električne energije sa takvim pražnjenjem, tj. električne vibracije, ili drugim riječima, vremenski interval između dva momenta u kojima tijelo pražnjenja prima najveća uzastopna naelektrisanja koja se na njemu pojavljuju, može se izračunati iz oblika i dimenzija tijela koje se prazni i provodnika kroz koji dolazi do takvog pražnjenja. Prema teoriji, ovo trajanje električnih oscilacija (T) izraženo formulom: T = 2π√(LC). Evo WITH stoji za električni kapacitet pražnjenje tijela i L - koeficijent samoindukcije provodnik kroz koji dolazi do pražnjenja (vidi). Obje vrijednosti su izražene prema istom sistemu apsolutnih jedinica. Kada se koristi obična Leyden limenka, koja se prazni kroz žicu koja spaja njene dvije obloge, trajanje električnih oscilacija, tj. T, definisano u 100, pa čak i 10 hiljaditih delova sekunde. G. je u svojim prvim eksperimentima različito naelektrizirao dvije metalne kuglice (30 cm u prečniku) i omogućio im da se isprazne kroz kratku i prilično debelu bakrenu šipku, isječenu u sredini, gdje je nastala električna iskra između dvije kuglice, koje su bile montirane. na okrenutim jedan prema drugom krajevima dvije polovice štapa. Fig. 1 prikazuje shemu G. eksperimenata (prečnik štapa 0,5 cm, prečnik lopte b i b" 3 cm, razmak između ovih loptica je oko 0,75 cm, a razmak između centara loptica S v S" jednako 1 m). Nakon toga, umjesto loptica, G. je koristio četvrtaste metalne ploče (40 cm sa svake strane), koje su bile postavljene u jednoj ravni. Punjenje takvih kuglica ili limova se vršilo pomoću aktivnog Ruhmkorffovog zavojnice. Kuglice ili listovi su se punili mnogo puta u sekundi iz zavojnice, a zatim su se ispuštali kroz bakrenu šipku između njih kako bi se formirali električna iskra između dve lopte b i b". Trajanje električnih oscilacija koje su u ovom slučaju pobuđene u bakrenoj šipki premašuje malo 100-hiljaditi dio sekunde. U svojim daljim eksperimentima, koristeći umjesto listova na koje su pričvršćene polovice bakrene šipke, kratke debele cilindre sa sfernim krajevima, između kojih je skakala iskra, G. je primio električne vibracije, koje su trajale samo oko hiljadu milioniti dio sekundu. Takav par kuglica, limova ili cilindara, takav vibrator, kako ga G. naziva, sa stanovišta Maksvelove teorije, to je centar koji širi elektromagnetne zrake u prostoru, odnosno pobuđuje elektromagnetne talase u eteru, baš kao i svaki izvor svetlosti koji pobuđuje svetlosne talase oko sebe. Ali takve elektromagnetne zrake ili elektromagnetski talasi nisu u stanju da utiču na ljudsko oko. Samo u slučaju kada je trajanje svakog električnog. oscilacija bi dostigla samo jednu 392-milijardinu sekundu, oko posmatrača bi bilo impresionirano tim oscilacijama i posmatrač bi video elektromagnetni snop. Ali da bi se postigla takva brzina električnih oscilacija, neophodno je vibrator, koja po veličini odgovara fizičkim česticama. Dakle, da biste otkrili elektromagnetne zrake, trebate specijalnim sredstvima, potrebno nam je, prema prikladnom izrazu W. Thomsona (sada Lord Kelvin), posebno "električno oko". Takvo "električno oko" je na najjednostavniji način uredio G. Zamislimo da postoji još jedan provodnik na nekoj udaljenosti od vibratora. Perturbacije u eteru, koje pobuđuje vibrator, treba da se odraze na stanje ovog provodnika. Ovaj provodnik će biti podvrgnut uzastopnom nizu impulsa, koji će u njemu pobuđivati nešto slično onome što je izazvalo takve poremećaje u etru, tj. težeći da u njemu formira električne struje, mijenjajući smjer prema brzini električnih oscilacija u sam vibrator. Ali impulsi koji se sukcesivno izmjenjuju mogu doprinijeti jedni drugima samo kada su potpuno ritmični s onima koje su oni zapravo izazvali. električni pokreti u takvom provodniku. Na kraju krajeva, samo unisono uštimana žica može doći do primjetnog podrhtavanja od zvuka koji emituje druga žica, i samim tim može biti samostalan izvor zvuka. Dakle, provodnik mora, da tako kažem, električno rezonirati sa vibratorom. Kao što je struna određene dužine i napetosti sposobna da od udarca pređe u oscilacije poznate po brzini, tako se u svakom provodniku od električnog impulsa mogu formirati samo električne oscilacije sasvim određenih perioda. Savijanje do odgovarajućih veličina bakrene žice u obliku kruga ili pravougaonika, ostavljajući samo mali razmak između krajeva žice na kojima su ukradene male kuglice (slika 2), od kojih bi se jedna mogla približiti ili odmaknuti od druge pomoću vijka, G primio, kako je nazvao, rezonator svoj vibrator (u većini svojih eksperimenata, kada su kao vibrator služile gore navedene kuglice ili listovi, G. je kao rezonator koristio bakarnu žicu prečnika 0,2 cm, savijenu u obliku kruga prečnika 35 cm). Za vibrator napravljen od kratkih debelih cilindara, rezonator je bio sličan krug od žice, debljine 0,1 cm i prečnika 7,5 cm. Dvije ravne žice prečnika 0,5 cm. i dužine 50 cm, smještene jedan na nastavku drugog s razmakom između njihovih krajeva od 5 cm; sa oba kraja ovih žica okrenutih jedan prema drugom, povučene su dvije druge paralelne žice promjera 0,1 cm okomito na smjer žica. i 15 cm dužine, koje su pričvršćene na kuglice za varniče. Bez obzira koliko su sami po sebi slabi pojedinačni impulsi od poremećaja koji se javljaju u eteru pod uticajem vibratora, oni su, ipak, doprinoseći jedni drugima u akciji, u stanju da pobuđuju već primetne električne struje u rezonatoru, koje se manifestuju u formiranju iskra između rezonatorskih kuglica. Ove iskre su veoma male (dostigle su 0,001 cm), ali su sasvim dovoljne da budu kriterijum za pobuđivanje električnih oscilacija u rezonatoru i da po svojoj veličini služe kao indikator stepena električnog poremećaja i jednog i drugog. rezonator i eter koji ga okružuje. Kroz opažanje varnica koje se pojavljuju u takvom rezonatoru, Hertz je također ispitivao na različitim udaljenostima iu različitim smjerovima prostor oko vibratora. Ostavljajući po strani ove eksperimente G. i rezultate do kojih je došao, pređimo na studije koje su potvrdile postojanje krajnji brzina širenja električnih dejstava. Na jedan od zidova prostorije u kojoj su se izvodili eksperimenti bio je pričvršćen veliki paravan od cink limova. Ovaj štit je bio spojen na uzemljenje. Vibrator ploča je postavljen na udaljenosti od 13 metara od ekrana tako da su ravni njegovih ploča bile paralelne sa ravninom ekrana, a sredina između vibratorskih kuglica bila je naspram sredine ekrana. Ako vibrator tokom svog djelovanja pobuđuje periodično električne poremećaje u okolnom etru, i ako se ti poremećaji šire u mediju ne trenutno, već određenom brzinom, tada, došavši do ekrana i reflektirajući se od potonjeg, poput zvučnih i svjetlosnih poremećaja , ovi poremećaji, zajedno sa onima koje vibrator šalje na ekran, formiraju u etru, u prostoru između ekrana i vibratora, stanje slično onome koje se javlja u sličnim uslovima zbog interferencije suprotnih talasa, tj. u ovom prostoru perturbacije će poprimiti karakter "stojeći talasi"(vidi Talasi). Stanje etra na mjestima koja odgovaraju "čvorovi" i "antinodi" takvi talasi bi se očigledno trebali značajno razlikovati. Postavljajući svoj rezonator ravninom koja je paralelna sa ekranom i tako da mu je centar na liniji povučenoj iz sredine između kuglica vibratora normalne na ravan ekrana, G. je primetio na različitim udaljenostima rezonatora od ekrana, iskre u njemu su veoma različite dužine. U blizini samog ekrana u rezonatoru se gotovo ne primećuju varnice, takođe na udaljenostima od 4,1 i 8,5 m. i 10,8 m. G. je iz svojih eksperimenata zaključio da u proseku 4,5 m odvaja jedan od drugog one pozicije rezonatora u kojima se nalazi pojave koje se u njemu uočavaju, tj. varnice, pokazuju se bliskim istim. G. je dobio potpuno isto na različitoj poziciji ravni rezonatora, kada je ova ravan bila okomita na ekran i prolazila kroz normalnu liniju povučenu na ekran od sredine između kuglica vibratora i kada je osa simetrije rezonator (tj. njegov prečnik koji prolazi kroz sredinu između njegovih kuglica) bio je paralelan sa ovom normalom. Samo na ovoj poziciji ravni rezonatora maxima u njemu se dobijaju iskre gde je, u prethodnom položaju rezonatora, minimuma, i nazad. Dakle, 4,5 m odgovara dužini "stojeći elektromagnetski talasi", koji nastaju između ekrana i vibratora u prostoru ispunjenom vazduhom (suprotne pojave uočene u rezonatoru u njegova dva položaja, tj. maksimumi varnica u jednom i minimuma u drugom položaju, u potpunosti se objašnjavaju činjenicom da u jednom položaju u njemu se pobuđuju električne oscilacije rezonatora električne sile, takozvani. električne deformacije u eteru, u drugom položaju nastaju kao posljedica nastanka magnetne sile, tj uzbuđeno magnetne deformacije). Po dužini "stojećeg talasa" (l) i vremenom (T) koja odgovara jednoj punoj električnoj oscilaciji u vibratoru, na osnovu teorije nastanka periodičnih (talasnih) poremećaja, lako je odrediti brzinu (v) sa kojima se takvi poremećaji prenose u vazduhu. Ova brzina v = (2l)/T. U G. eksperimentima: l= 4,5 m, T= 0,000000028". Dakle v\u003d 320.000 (približno) km u sekundi, odnosno vrlo blizu brzini širenja svjetlosti u zraku. G. je istraživao širenje električnih oscilacija u provodnicima, odnosno u žicama. U tu svrhu, paralelno sa jednom vibratorskom pločom postavljena je izolirana slična bakarna ploča, od koje je vodila duga, horizontalno razvučena žica (slika 3). U ovoj žici, usled refleksije električnih vibracija sa njenog izolovanog kraja, nastali su i "stojeći talasi", čiji je raspored "čvorova" i "antinoda" duž žice G. pronašao uz pomoć rezonatora. G. je iz ovih zapažanja izveo za brzinu širenja električnih oscilacija u žici vrijednost jednaku 200.000 km u sekundi. Ali ova definicija nije tačna. Prema Maxwellovoj teoriji, u ovom slučaju, brzina bi trebala biti ista kao i za zrak, odnosno trebala bi biti jednaka brzini svjetlosti u zraku. (300.000 km u sekundi). Eksperimenti koje su nakon G. izveli drugi posmatrači potvrdili su stav Maxwellove teorije. Imajući izvor elektromagnetnih talasa, vibrator i sredstvo za detekciju takvih talasa, rezonator, G. je dokazao da su takvi talasi, kao i svetlosni talasi, podložni refleksijama i lomovima i da su električni poremećaji u tim talasima okomiti na smer njihovog razmnožavanja, tj. otkrivenih polarizacija u električnim zracima. U tu svrhu postavio je vibrator koji daje vrlo brze električne oscilacije (vibrator od dva kratka cilindra), u žarišnu liniju paraboličnog cilindričnog ogledala napravljenog od cinka, u fokusnu liniju drugog sličnog ogledala, postavio je rezonator, kao što je gore opisano, od dvije ravne žice. . Usmjeravajući elektromagnetne valove od prvog ogledala do ravnog metalnog ekrana, G. je pomoću drugog ogledala uspio odrediti zakone refleksije električni talasi, i prisiljavanje ovih valova da prođu kroz veliku prizmu pripremljenu od asfalta, odredilo je njihovo prelamanje. Ispostavilo se da su zakoni refleksije i refrakcije isti kao i za svjetlosne valove. Uz pomoć ovih istih ogledala G. je dokazao da električni zraci polarizovan, kada su ose dva ogledala postavljena jedno nasuprot drugom bile paralelne, uočene su varnice u rezonatoru pod dejstvom vibratora. Kada se jedno od ogledala okrene oko smjera zraka za 90°, tj. osi ogledala naprave pravi ugao između sebe, svaki trag varnica u rezonatoru je nestao. Na taj način su G. eksperimenti dokazali ispravnost Maxwellove pozicije. G.-ov vibrator, poput izvora svjetlosti, zrači energiju u okolni prostor, koja se putem elektromagnetnih zraka prenosi na sve što je u stanju da je apsorbira, pretvarajući tu energiju u drugačiji oblik dostupan našim čulima. Elektromagnetne zrake su prilično slične po kvaliteti zracima topline ili svjetlosti. Njihova razlika od potonjeg leži samo u dužinama odgovarajućih talasa. Dužina svetlosnih talasa se meri u desethiljaditim delovima milimetra, dok se dužina elektromagnetnih talasa pobuđenih vibratorima izražava u metrima. Fenomeni koje je pronašao G. kasnije su poslužili kao predmet istraživanja mnogih fizičara. Generalno, G.-ovi zaključci su u potpunosti potvrđeni ovim studijama. Sada znamo, osim toga, da se brzina širenja elektromagnetnih valova, kako slijedi iz Maxwellove teorije, mijenja zajedno sa promjenama u mediju u kojem se takvi valovi šire. Ova brzina je obrnuto proporcionalna √K, gdje TO takozvana dielektrična konstanta datog medija. Znamo da kada se elektromagnetski talasi šire duž provodnika, električne oscilacije su „slabljene“, da kada se električni zraci reflektuju, njihov „napon“ prati zakone koje je dao Fresnel za svetlosne zrake, itd.
Odavno je zapaženo da ako čeličnu iglu omotate žicom i kroz ovu žicu ispraznite Leyden teglu, onda se sjeverni pol ne dobije uvijek na kraju igle, gdje bi se moglo očekivati u smjeru struje pražnjenja. i po pravilu... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
E. se naziva ono sadržano u telu koje ovom telu daje posebna svojstva, izaziva u njemu sposobnost da mehanički deluje na neka druga tela, privlači ih ili, pod određenim uslovima, odbija, a takođe izaziva u samom telu... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Naziv koji je Michael Faraday dao tijelima koja ne provode, ili na neki drugi način slabo provode električnu energiju, kao što su zrak, staklo, razne smole, sumpor, itd. Takva tijela se nazivaju i izolatorima. Prije Faradejevog istraživanja, sprovedenog 30. ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Prilikom pražnjenja bilo kojeg naelektriziranog tijela, kondenzatora, Leidenske posude ili baterije koja se sastoji od nekoliko takvih posuda, električna struja koja se nalazi u provodniku, kroz koji se proizvodi pražnjenje, ima potpuno određenu ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
- (Hertz) poznati Nemac. fizičar; rod. 1857. školovao se u Berlinu i Minhenu, bio pomoćnik Helmholtza; 1883. godine priv. vanr. teorijsku fiziku u Kielu, 1885. kao profesor na Visokoj tehničkoj školi u Karlsruheu; od 1889... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
- (fizički) izuzetno tanki, blago gusti i stoga ne podliježu primjetnoj privlačnosti, hipotetičke vrste materije; kalorija (caloricum), elektricitet, magnetizam, laka materija, etar su se ranije smatrali takvim supstancama kao tečnosti ... ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
U zavisnosti od grupe pojava, za čije se razumevanje i sistematizaciju pretpostavlja postojanje privlačnih i odbojnih sila, ove potonje dobijaju drugačiji naziv, kao što su: P. sile gravitacije, električne, magnetne i ... .. . Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron
Privlačenje i odbijanje U zavisnosti od grupe pojava za čije se razumevanje i sistematizaciju pretpostavlja postojanje privlačnih i odbojnih sila, ove potonje dobijaju drugačiji naziv, kao što su: P. sile gravitacije, ... ... Wikipedia
: Njemačka - Go . izvor: tom VIIIa (1893): Njemačka - Guo, str. 559-563 ( index) Drugi izvori: MESBE :
Hertz iskustva.- Teorija električnih i magnetnih fenomena, stvorena radovima najboljih matematičara prve polovine ovog veka i donedavno prihvaćena od skoro svih naučnika, u osnovi je priznavala postojanje posebnih bestežinskih električnih i magnetnih fluida koji imaju svojstvo delovanja. na daljinu. Princip Newtonove doktrine o univerzalnoj gravitaciji - "actio in distans" - ostao je vodeći u doktrini elektriciteta i magnetizma. Ali već u 30-im, briljantni Faraday, ostavljajući pitanje entiteta elektriciteta i magnetizma, s obzirom na njihovo vanjsko djelovanje, izražavao je sasvim drugačija razmišljanja. Privlačenje i odbijanje naelektrisanih tela, naelektrisanje uticajem, interakcija magneta i struja i, konačno, fenomeni indukcije prema Faradeju nisu manifestacije direktno na udaljenosti svojstava svojstvenih električnim i magnetnim fluidima, već su samo posljedice posebnih promjena u stanju sredine u kojoj se nalaze ti, po svemu sudeći, direktno utiču jedni na druge električni naboji, magneti ili provodnici sa strujama. Budući da se sva ovakva dejstva podjednako primećuju u vakuumu, kao iu prostoru ispunjenom vazduhom ili drugom materijom, onda u promenama koje nastaju procesi elektrifikacije i magnetizacije u emitovanju Faraday je vidio uzrok ovih pojava. Dakle, kao što nastankom posebnih vibracija etra i prenošenjem tih vibracija od čestice do čestice, izvor svjetlosti osvjetljava neki od njega udaljeni predmet, tako u ovom slučaju samo kroz posebne smetnje u mediju istog etra i prijenosom ovih smetnji sa sloja sve električne, magnetske i elektromagnetne radnje šire se na sloj u prostoru. Ova ideja je vodila u svim Faradejevim istraživanjima; ona ga je najvažnija dovela do svih njegovih slavnih otkrića. Ali Faradejevo učenje nije brzo i nije bilo lako konsolidovano u nauci. Desecima godina, tokom kojih su fenomeni koje je otkrio uspjeli proći najtemeljnije i detaljnije proučavanje, Faradejeve glavne ideje su ili ignorisane ili su direktno smatrane malo uvjerljivima i nedokazanim. Tek u drugoj polovini šezdesetih godina pojavio se talentovani Faradajev sledbenik, koji je tako rano umro, činovnik Maksvel, koji je tumačio i razvijao Faradejevu teoriju, dajući joj strogo matematički karakter. Maxwell je dokazao nužnost postojanja konačne brzine kojom se odvija prijenos djelovanja električne struje ili magneta kroz posredni medij. Ova brzina bi, prema Maxwellu, trebala biti jednaka onoj kojom se svjetlost širi u mediju koji se razmatra. Medij koji učestvuje u prenošenju električnih i magnetnih dejstava ne može biti drugi do isti etar, što je priznato u teoriji svetlosti i toplote zračenja. Proces širenja električnih i magnetskih dejstava u prostoru mora biti kvalitativno isti kao i proces širenja svetlosnih zraka. Svi zakoni koji se odnose na svjetlosne zrake su prilično primjenjivi električnih zraka. Prema Maxwellu, sam fenomen svjetlosti je električni fenomen. Snop svjetlosti je niz električnih poremećaja, vrlo malih električnih struja, sukcesivno pobuđenih u etru medija. Kakva je promena okoline pod uticajem naelektrisanja tela, magnetizacije gvožđa ili stvaranja struje u zavojnici – još uvek nije poznato. Maxwellova teorija još uvijek ne omogućava da se jasno prikaže sama priroda deformacija koje pretpostavlja. Sigurno je samo da bilo kakve promjene deformacija sredine koja u njoj nastaje pod uticajem naelektrisanja tela, praćena je pojavom magnetnih pojava u tom mediju i, obrnuto, bilo kakve promjene u okruženju deformacija, koje su se u njemu pojavile pod utjecajem bilo kojeg magnetskog procesa, praćeno je pobuđivanjem električnih dejstava. Ako se u bilo kojoj tački medija deformiranog naelektrizacijom nekog tijela primijeti električna sila u određenom smjeru, tj. vrlo mala naelektrizirana kugla postavljena na određeno mjesto kretat će se u tom smjeru, tada sa bilo kojim povećanjem ili smanjenjem deformacija medija, zajedno s povećanjem ili smanjenjem električne sile u datoj točki, u njoj će se pojaviti magnetska sila u smjeru okomitom na električnu silu - magnetski pol postavljen ovdje će primiti pritisak u smjeru okomitom na električnu silu. To je posljedica koja slijedi iz Maxwellove teorije elektriciteta. Uprkos ogromnom interesovanju za učenje Faraday-Maxwella, mnogi su ga naišli na sumnju. Iz ove teorije slijedila su suviše hrabra generalizacija! G.-jevi eksperimenti (Heinrich Hertz), izvedeni 1888. godine, konačno su potvrdili ispravnost Maxwellove teorije. G. je uspeo, da tako kažem, da realizuje Maksvelove matematičke formule, u stvari, uspeo je da dokaže mogućnost postojanja električnih, odnosno, tačno, elektromagnetnih zraka. Kao što je već napomenuto, prema Maxwellovoj teoriji, širenje svjetlosnog snopa je, u suštini, širenje električnih poremećaja koji se sukcesivno formiraju u eteru, brzo mijenjajući svoj smjer. Smjer u kojem se takve perturbacije, takve deformacije, pobuđuju, prema Maxwellu, okomit je na sam svjetlosni snop. Iz ovoga je očito da direktna pobuda u bilo kojem tijelu električnih struja koje se vrlo brzo mijenjaju u smjeru, tj. pobuda u provodniku električnih struja naizmjeničnog smjera i vrlo kratkog trajanja, treba u eteru koji okružuje ovaj provodnik. uzrokovati odgovarajuće električne smetnje koje se brzo mijenjaju u svom smjeru, tj. trebalo bi da izazovu fenomen kvalitativno prilično sličan onome što je zrak svjetlosti. No, odavno je poznato da kada se naelektrizirano tijelo ili Leyden tegla isprazni u vodiču kroz koji se pražnjenje odvija, čitav niz električnih struja se formira naizmjenično u jednom ili drugom smjeru. Pražnjeno tijelo ne gubi odmah električnu energiju, naprotiv, tokom pražnjenja se više puta puni ovim ili onim znakom električne energije. Uzastopni naboji koji se pojavljuju na tijelu smanjuju se samo malo po malo u svojoj veličini. Takvi činovi se zovu vibracijski. Trajanje postojanja u provodniku dvije uzastopne struje električne energije sa takvim pražnjenjem, tj. električne vibracije, ili drugim riječima, vremenski interval između dva momenta u kojima tijelo pražnjenja prima najveća uzastopna naelektrisanja koja se na njemu pojavljuju, može se izračunati iz oblika i dimenzija tijela koje se prazni i provodnika kroz koji dolazi do takvog pražnjenja. Prema teoriji, ovo trajanje električnih oscilacija (T) izraženo formulom:
T = 2 π L C . (\displaystyle T=2\pi (\sqrt (LC)).)
Evo WITH stoji za električni kapacitet pražnjenje tijela i L - koeficijent samoindukcije provodnik kroz koji dolazi do pražnjenja (vidi). Obje vrijednosti su izražene prema istom sistemu apsolutnih jedinica. Kada se koristi obična Leyden limenka, koja se prazni kroz žicu koja spaja njene dvije obloge, trajanje električnih oscilacija, tj. T, definisano u 100, pa čak i 10 hiljaditih delova sekunde. G. je u svojim prvim eksperimentima različito naelektrizirao dvije metalne kuglice (30 cm u prečniku) i omogućio im da se isprazne kroz kratku i prilično debelu bakrenu šipku, isječenu u sredini, gdje je nastala električna iskra između dvije kuglice, koje su bile montirane. na okrenutim jedan prema drugom krajevima dvije polovice štapa. Fig. 1 prikazuje shemu G. eksperimenata (prečnik štapa 0,5 cm, prečnik lopte b i b' 3 cm, razmak između ovih loptica je oko 0,75 cm, a razmak između centara loptica S v s' jednako 1 m). Nakon toga, umjesto loptica, G. je koristio četvrtaste metalne ploče (40 cm sa svake strane), koje su bile postavljene u jednoj ravni. Punjenje takvih kuglica ili limova se vršilo pomoću aktivnog Ruhmkorffovog zavojnice. Kuglice ili listovi punili su se mnogo puta u sekundi iz zavojnice, a zatim su se praznili kroz bakrenu šipku koja se nalazi između njih uz stvaranje električne iskre u procjepu između dvije kuglice. b i b'. Trajanje električnih oscilacija koje su u ovom slučaju pobuđene u bakrenoj šipki premašuje malo 100-hiljaditi dio sekunde. U svojim daljim eksperimentima, koristeći umjesto listova na koje su pričvršćene polovice bakrene šipke, kratke debele cilindre sa sfernim krajevima, između kojih je skakala iskra, G. je primio električne vibracije, koje su trajale samo oko hiljadu milioniti dio sekundu. Takav par kuglica, limova ili cilindara, takav vibrator, kako ga G. naziva, sa stanovišta Maksvelove teorije, to je centar koji širi elektromagnetne zrake u prostoru, odnosno pobuđuje elektromagnetne talase u eteru, baš kao i svaki izvor svetlosti koji pobuđuje svetlosne talase oko sebe. Ali takve elektromagnetne zrake ili elektromagnetski talasi nisu u stanju da utiču na ljudsko oko. Samo u slučaju kada je trajanje svakog električnog. oscilacija bi dostigla samo jednu 392-milijardinu sekundu, oko posmatrača bi bilo impresionirano tim oscilacijama i posmatrač bi video elektromagnetni snop. Ali da bi se postigla takva brzina električnih oscilacija, neophodno je vibrator, koja po veličini odgovara fizičkim česticama. Dakle, za detekciju elektromagnetnih zraka potrebna su posebna sredstva, prema zgodnom izrazu W. Thomsona (sada Lord Kelvin), potrebno je posebno "električno oko". Takvo "električno oko" je na najjednostavniji način uredio G. Zamislite da postoji još jedan provodnik na nekoj udaljenosti od vibratora. Perturbacije u eteru, koje pobuđuje vibrator, treba da se odraze na stanje ovog provodnika. Ovaj provodnik će biti podvrgnut uzastopnom nizu impulsa, koji će u njemu pobuđivati nešto slično onome što je izazvalo takve poremećaje u etru, tj. težeći da u njemu formira električne struje, mijenjajući smjer prema brzini električnih oscilacija u sam vibrator. Ali impulsi koji se izmjenjuju uzastopno mogu doprinijeti jedan drugome samo kada su potpuno ritmični s električnim pokretima koje zapravo izazivaju u takvom provodniku. Na kraju krajeva, samo unisono uštimana žica može doći do primjetnog podrhtavanja od zvuka koji emituje druga žica, i samim tim može biti samostalan izvor zvuka. Dakle, provodnik mora, da tako kažem, električno rezonirati sa vibratorom. Kao što je struna određene dužine i napetosti sposobna da od udarca pređe u oscilacije poznate po brzini, tako se u svakom provodniku od električnog impulsa mogu formirati samo električne oscilacije sasvim određenih perioda. Savijanjem bakarne žice odgovarajućih dimenzija u obliku kruga ili pravougaonika, ostavljajući samo mali razmak između krajeva žice na kojima su ukradene male kuglice (sl. 2), od kojih bi se moglo prići ili odmaknuti drugog pomoću šrafa, G. je dobio, kako je on nazvao, rezonator svoj vibrator (u većini svojih eksperimenata, kada su kao vibrator služile gore navedene kuglice ili listovi, G. je kao rezonator koristio bakarnu žicu prečnika 0,2 cm, savijenu u obliku kruga prečnika 35 cm). Za vibrator napravljen od kratkih debelih cilindara, rezonator je bio sličan krug od žice, debljine 0,1 cm i prečnika 7,5 cm. Dvije ravne žice prečnika 0,5 cm. i dužine 50 cm, smještene jedan na nastavku drugog s razmakom između njihovih krajeva od 5 cm; sa oba kraja ovih žica okrenutih jedan prema drugom, povučene su dvije druge paralelne žice promjera 0,1 cm okomito na smjer žica. i 15 cm dužine, koje su pričvršćene na kuglice za varniče. Bez obzira koliko su sami po sebi slabi pojedinačni impulsi od poremećaja koji se javljaju u eteru pod uticajem vibratora, oni su, ipak, doprinoseći jedni drugima u akciji, u stanju da pobuđuju već primetne električne struje u rezonatoru, koje se manifestuju u formiranju iskra između rezonatorskih kuglica. Ove iskre su veoma male (dostigle su 0,001 cm), ali su sasvim dovoljne da budu kriterijum za pobuđivanje električnih oscilacija u rezonatoru i da po svojoj veličini služe kao indikator stepena električnog poremećaja i jednog i drugog. rezonator i eter koji ga okružuje. 
Kroz opažanje varnica koje se pojavljuju u takvom rezonatoru, Hertz je također ispitivao na različitim udaljenostima iu različitim smjerovima prostor oko vibratora. Ostavljajući po strani ove eksperimente G. i rezultate do kojih je došao, pređimo na studije koje su potvrdile postojanje krajnji brzina širenja električnih dejstava. Na jedan od zidova prostorije u kojoj su se izvodili eksperimenti bio je pričvršćen veliki paravan od cink limova. Ovaj štit je bio spojen na uzemljenje. Vibrator ploča je postavljen na udaljenosti od 13 metara od ekrana tako da su ravni njegovih ploča bile paralelne sa ravninom ekrana, a sredina između vibratorskih kuglica bila je naspram sredine ekrana. Ako vibrator tokom svog djelovanja pobuđuje periodično električne poremećaje u okolnom etru, i ako se ti poremećaji šire u mediju ne trenutno, već određenom brzinom, tada, došavši do ekrana i reflektirajući se od potonjeg, poput zvučnih i svjetlosnih poremećaja , ovi poremećaji, zajedno sa onima koje vibrator šalje na ekran, formiraju u etru, u prostoru između ekrana i vibratora, stanje slično onome koje se javlja u sličnim uslovima zbog interferencije suprotnih talasa, tj. u ovom prostoru perturbacije će poprimiti karakter "stojeći talasi"(vidi Talasi). Stanje etra na mjestima koja odgovaraju "čvorovi" i "antinodi" takvi talasi bi se očigledno trebali značajno razlikovati. Postavljajući svoj rezonator ravninom koja je paralelna sa ekranom i tako da mu je centar na liniji povučenoj iz sredine između kuglica vibratora normalne na ravan ekrana, G. je primetio na različitim udaljenostima rezonatora od ekrana, iskre u njemu su veoma različite dužine. U blizini samog ekrana u rezonatoru se gotovo ne primećuju varnice, takođe na udaljenostima od 4,1 i 8,5 m. i 10,8 m. G. je iz svojih eksperimenata zaključio da u proseku 4,5 m odvaja jedan od drugog one pozicije rezonatora u kojima se nalazi pojave koje se u njemu uočavaju, tj. varnice, pokazuju se bliskim istim. G. je dobio potpuno isto na različitoj poziciji ravni rezonatora, kada je ova ravan bila okomita na ekran i prolazila kroz normalnu liniju povučenu na ekran od sredine između kuglica vibratora i kada je osa simetrije rezonator (tj. njegov prečnik koji prolazi kroz sredinu između njegovih kuglica) bio je paralelan sa ovom normalom. Samo na ovoj poziciji ravni rezonatora maxima u njemu se dobijaju iskre gde je, u prethodnom položaju rezonatora, minimuma, i nazad. Dakle, 4,5 m odgovara dužini "stojeći elektromagnetski talasi", koji nastaju između ekrana i vibratora u prostoru ispunjenom vazduhom (suprotne pojave uočene u rezonatoru u njegova dva položaja, tj. maksimumi varnica u jednom i minimuma u drugom položaju, u potpunosti se objašnjavaju činjenicom da u jednom položaju u njemu se pobuđuju električne oscilacije rezonatora električne sile, takozvani. električne deformacije u eteru, u drugom položaju nastaju kao posljedica nastanka magnetne sile, tj uzbuđeno magnetne deformacije).
Po dužini "stojećeg talasa" (l) i vremenom (T) koja odgovara jednoj punoj električnoj oscilaciji u vibratoru, na osnovu teorije nastanka periodičnih (talasnih) poremećaja, lako je odrediti brzinu (v) sa kojima se takvi poremećaji prenose u vazduhu. Ova brzina v = 2 l T . (\displaystyle v=(\frac (2l)(T)).) U G. eksperimentima: l= 4,5 m, T= 0,000000028″. Odavde v\u003d 320.000 (približno) km u sekundi, odnosno vrlo blizu brzini širenja svjetlosti u zraku. G. je istraživao širenje električnih oscilacija u provodnicima, odnosno u žicama. U tu svrhu, paralelno sa jednom vibratorskom pločom postavljena je izolirana slična bakarna ploča, od koje je vodila duga, horizontalno razvučena žica (slika 3). U ovoj žici, usled refleksije električnih vibracija sa njenog izolovanog kraja, nastali su i „stojeći talasi“, čiji je raspored „čvorova“ i „antinoda“ duž žice G. pronađen uz pomoć rezonatora. G. je iz ovih zapažanja izveo za brzinu širenja električnih oscilacija u žici vrijednost jednaku 200.000 km u sekundi. Ali ova definicija nije tačna. Prema Maxwellovoj teoriji, u ovom slučaju, brzina bi trebala biti ista kao i za zrak, odnosno trebala bi biti jednaka brzini svjetlosti u zraku. (300.000 km u sekundi). Eksperimenti koje su nakon G. izveli drugi posmatrači potvrdili su stav Maksvelove teorije.
Imajući izvor elektromagnetnih talasa, vibrator i sredstvo za detekciju takvih talasa, rezonator, G. je dokazao da su takvi talasi, kao i svetlosni talasi, podložni refleksijama i lomovima i da su električni poremećaji u tim talasima okomiti na smer njihovog razmnožavanja, tj. otkrivenih polarizacija u električnim zracima. U tu svrhu postavio je vibrator koji daje vrlo brze električne oscilacije (vibrator od dva kratka cilindra), u žarišnu liniju paraboličnog cilindričnog ogledala napravljenog od cinka, u fokusnu liniju drugog sličnog ogledala, postavio je rezonator, kao što je gore opisano, od dvije ravne žice. . Usmeravajući elektromagnetne talase od prvog ogledala do ravnog metalnog ekrana, G. je pomoću drugog ogledala uspeo da odredi zakone refleksije električnih talasa i naterao te talase da prođu kroz veliku prizmu napravljenu od asfalta, i odredio njihovo prelamanje. Ispostavilo se da su zakoni refleksije i refrakcije isti kao i za svjetlosne valove. Uz pomoć ovih istih ogledala G. je dokazao da električni zraci polarizovan, kada su ose dva ogledala postavljena jedno nasuprot drugom bile paralelne, uočene su varnice u rezonatoru pod dejstvom vibratora. Kada se jedno od ogledala okrene oko smjera zraka za 90°, tj. osi ogledala naprave pravi ugao između sebe, svaki trag varnica u rezonatoru je nestao.
Na taj način su G. eksperimenti dokazali ispravnost Maxwellove pozicije. G.-ov vibrator, poput izvora svjetlosti, zrači energiju u okolni prostor, koja se putem elektromagnetnih zraka prenosi na sve što je u stanju da je apsorbira, pretvarajući tu energiju u drugačiji oblik dostupan našim čulima. Elektromagnetne zrake su prilično slične po kvaliteti zracima topline ili svjetlosti. Njihova razlika od potonjeg leži samo u dužinama odgovarajućih talasa. Dužina svetlosnih talasa se meri u desethiljaditim delovima milimetra, dok se dužina elektromagnetnih talasa pobuđenih vibratorima izražava u metrima. Fenomeni koje je pronašao G. kasnije su poslužili kao predmet istraživanja mnogih fizičara. Generalno, G.-ovi zaključci su u potpunosti potvrđeni ovim studijama. Sada znamo, osim toga, da se brzina širenja elektromagnetnih valova, kako slijedi iz Maxwellove teorije, mijenja zajedno sa promjenama u mediju u kojem se takvi valovi šire. Ova brzina je obrnuto proporcionalna K , (\displaystyle (\sqrt (K)),) gdje K takozvana dielektrična konstanta datog medija. Znamo da kada se elektromagnetski talasi šire duž provodnika, električne oscilacije su "prigušene", da kada se električni zraci reflektuju, njihov "napon" prati zakone koje je dao Fresnel za zrake svetlosti, itd. G. članci koji se tiču fenomena pod njim. razmatranje, sakupljeno, sada objavljeno pod naslovom: H. Hertz, "Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft" (Lpts., 1892).
Postojanje diskretnih nivoi energije atom je potvrđen iskustvom Franka i Hertza. Njemački naučnici James Frank i Gustav Hertz za eksperimentalna istraživanja diskretnosti nivoa energije dobili nobelova nagrada 1925. godine
U eksperimentima je korištena cijev (slika 6.9) ispunjena živinom parom pod pritiskom R≈ 1 mmHg Art. i tri elektrode: katoda, mreža i anoda.
Elektroni su ubrzani zbog razlike potencijala U između katode i mreže. Ova razlika potencijala se može promijeniti potenciometrom P. Polje usporavanja 0,5 V između mreže i anode (metoda usporavanja potencijala).
Utvrđena je ovisnost struje kroz galvanometar G od razlike potencijala između katode i mreže U. U eksperimentu je dobijena zavisnost prikazana na slici 1. 6.10. Evo U= 4,86 V - odgovara prvom potencijalu pobude.
Prema Bohrovoj teoriji, svaki od atoma žive može primiti samo vrlo određenu energiju, prelazeći u jedno od pobuđenih stanja. Stoga, ako stacionarna stanja zaista postoje u atomima, tada elektroni koji se sudaraju s atomima žive moraju izgubiti energiju diskretno , određene porcije , jednak razlici energije odgovarajućeg stacionarna stanja atom.
Iz iskustva proizlazi da s povećanjem potencijala ubrzanja do 4,86 V, anodna struja monotono raste, njegova vrijednost prolazi kroz maksimum (4,86 V), zatim naglo opada i ponovo raste. Daljnji maksimumi se uočavaju na i .
Najbliže osnovnom, nepobuđeno stanje atoma žive je pobuđeno stanje, koje je na energetskoj skali udaljeno 4,86 V. Sve dok je razlika potencijala između katode i mreže manja od 4,86 V, elektroni, nailazeći na živu atomi na svom putu doživljavaju samo elastične sudare sa njima. Na = 4,86 eV, energija elektrona postaje dovoljna da izazove neelastičan udar, pri čemu elektron daje atomu žive sve kinetička energija , pobuđujući prijelaz jednog od elektrona atoma iz normalnog stanja u pobuđeno stanje. Elektroni koji su izgubili svoju kinetičku energiju više neće moći savladati potencijal usporavanja i doći do anode. Ovo objašnjava oštar pad anodne struje na = 4,86 eV. Pri vrijednostima energije koje su višestruke od 4,86, elektroni mogu doživjeti 2, 3, ... neelastične sudare s atomima žive. Pri tome potpuno gube energiju i ne dopiru do anode, tj. dolazi do oštrog pada anodne struje.
Dakle, iskustvo je to pokazalo elektroni prenose svoju energiju na atome žive u serijama , a 4,86 eV je najmanji mogući dio koji može apsorbirati atom žive u osnovnom energetskom stanju. Posljedično, Bohrova ideja o postojanju stacionarnih stanja u atomima briljantno je izdržala test eksperimenta.
Atomi žive, koji su primili energiju u sudaru s elektronima, prelaze u pobuđeno stanje i moraju se vratiti u osnovno stanje, zračeći, prema Borovom drugom postulatu, kvant svjetlosti sa frekvencijom . By poznata vrijednost možete izračunati talasnu dužinu svetlosnog kvanta: . Dakle, ako je teorija tačna, tada bi atomi žive bombardirani elektronima s energijom od 4,86 eV trebali biti izvor ultraljubičastog zračenja sa , šta je zapravo pronađeno u eksperimentima.