Przeczytaj
Warto przeczytać
Na czym polegał eksperyment Hertza? Niestety, nie posiadał on piezoelektrycznego iskrownika, jakim my się posługujemy. Zjawisko piezoelektryczne (wytwarzanie napięcia na brzegach pewnych kryształów, pod wpływem ich odkształcania) nie było wtedy znane, ale Hertz również wytworzył iskrę elektryczną. Posłużył się induktorem Ruhmkorffa, który był znany od 1850 r.
Cewka (induktor) Ruhmkorffa, dobrze schematycznie przedstawiona na Rys. 1., jest urządzeniem służącym do otrzymywania wysokich napięć. Jest połączeniem transformatora o dużej liczbie zwojów w uzwojeniu wtórnym i przerywacza (takiego, jaki stosowany jest w dzwonkach elektrycznych) przerywającego przepływ prądu w uzwojeniu pierwotnym. Przerwanie prądu w uzwojeniu pierwotnym powoduje zmianę strumienia indukcji magnetycznej we wspólnym rdzeniu i wyindukowanie dużego napięcia doprowadzonego do kulek iskrownika. Napięcia uzyskane w ten sposób sięgają dziesiątków tysięcy woltów. Powoduje to przeskok iskry, a właściwie całą ich serię.
Iskry, jako poruszające się ładunki wytwarzają pole elektrycznepole elektryczne i magnetycznemagnetyczne – falę elektromagnetyczną. Ma ona strukturę fali radiowejfali radiowej, czyli wektory natężenia pola elektrycznego skierowane są równolegle do kierunku wyładowań iskrowych i anteny (na rysunku pionowo). Z kolei linie pola magnetycznegolinie pola magnetycznego tworzą okręgi, których środki leżą na linii anteny. Wektory indukcji magnetycznej są prostopadłe do płaszczyzny pętli odbiornika. Przez pętlę odbiornika przenika zmienny strumień indukcji magnetycznej wytwarzając SEM indukcji, co powoduje przeskakiwanie iskier w bardzo wąskiej szczelinie między końcówkami (kuleczkami) pętli.
W oryginalnym doświadczeniu Hertza, którego układ eksperymentalny pokazuje Rys. 2. iskry były tak subtelne, że trzeba było obserwować je w mocno zaciemnionym pomieszczeniu.
Oczywiście eksperyment był wielkim sukcesem teorii Maxwella i Hertza jako doświadczalnika, ale sam Hertz nie doceniał do końca swojego odkrycia. Był niewątpliwie świadomy faktu, że potwierdził hipotezę Maxwella o falach elektromagnetycznych i doprowadził do włączenia optyki do teorii elektromagnetyzmu, ale nie sądził, że jego odkrycie będzie miało jakiekolwiek zastosowanie w praktyce.
Słowniczek
(ang. magnetic field) – stan przestrzeni charakteryzujący się działaniem siły, zwanej siłą magnetyczną (Lorentza) na poruszający się ładunek umieszczony w tej przestrzeni bądź na obiekt obdarzony momentem magnetycznym; wielkością charakteryzującą pole magnetyczne jest wektor indukcji magnetycznej .
(ang. electric field) – stan przestrzeni charakteryzujący się działaniem siły, zwanej siłą elektryczną na ładunek elektryczny umieszczony w tej przestrzeni; wielkością charakteryzującą pole elektryczne jest wektor natężenia pola elektrycznego .
(ang. magnetic line of induction) – poglądowy obraz tego pola. Przebieg linii odzwierciedla układ wektorów indukcji magnetycznej w przestrzeni. W każdym, dowolnym punkcie linii pola zaczepiony jest wektor , styczny do tej linii. Analogicznie zdefiniowane są linie pola elektrycznego, do których w każdym punkcie styczny jest wektor natężenia pola elektrycznego .
(ang. radio wave) fale elektromagnetyczne o częstotliwości od 3 kHz do 3 THz (). Według literatury zachodniej zakres częstotliwości obejmuje fale od 3 Hz. Zależnie od długości dzielą się na pasma radiowe. Według dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady są to fale elektromagnetyczne o częstotliwości mniejszej niż 3000 GHz, rozchodzące się w przestrzeni bez pomocy sztucznego przewodnika.