§3.11. Просто Герц

Имя «Герц» навсегда вошло в электротехнику из-за того, что единица измерения частоты механических, электромагнитных и др. колебаний также названа «герц».

Однако, как и многие учёные-электротехники, немецкий физик Генрих Рудольф Герц исследовал многие направления электротехники ( ещё один «почемучка»! ).

Герц Г.Р. ( 1857-1894)

Герц Генрих Рудольф - немецкий физик. Работы по электродинамике, механике.

Исследования в области распостранения радиоволн, фотоэффекту.

Р. Герц родился в Гамбурге ( север Германии ).

В 1880 г. окончил Берлин­ский университет и был ассистентом у Г. Гельмголъца.

( Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц , 1821-1894 гг., выдающийся немецкий естествоиспытатель. Исследования в электродинамике, оптике, теплоте, акустике, гидроди

намике ).

В 1885 - 89 гг. - профессор Выс­шей технической школы в Карлсруэ, с 1889 – Бонн-

ского университета.

Его основные работы относятся к электроди­намике, одним из основоположников кото­рой он является, и механике.

В 1887 в работе «Об очень быстрых электрических колеба­ниях» предложил удач-

ную конструкцию ге­нератора электромагнитных колебаний (ви­братор Герца) и метод их обнаружения с помощью резонанса (резонатор Герца), впервые разработав таким образом теорию открытого вибратора, излучающего электро­магнитные волны в пространстве.

Пользуясь вибратором и резонатором, в 1888 г. экспери­ментально доказал сущест-

вование электро­магнитных волн, распространяющихся в сво­бодном пространстве, пред-

сказанных тео­рией Максвелла.

Расчеты Герца легли в основу теории излучения антенн и классической теории излу

чения атомов и молекул.

Впоследствии идеи, связанные с устройством вибратора и резонатора Герца, были использованы итальянцем Г. Маркони и русским А.С. Поповым при создании передатчи-

ков и приёмников радиоволн.

Экспериментируя с элек­тромагнитными волнами, наблюдал их отра­жение, прелом-

ление, интерференцию, поля­ризацию. Установил, что скорость распро­странения электро-

магнитных волн равна скорости света.

Опыты Герца имели боль­шое значение для признания теории Макс­велла и ее утвер

ждения. Развивая теорию Максвелла, он придал (1890) уравнениям электродинамики

( уравнениям Максвелла ) симметричную форму, ко­торая хорошо обнаруживала полную взаи­мосвязь между электрическими и магнитны­ми явлениями (электродинамика Максвел­ла - Герца).

В 1887 наблюдал внешний фотоэффект, заметив, что электрический раз­ряд между двумя электродами происходит сильнее (или при меньшем напряжении), ес­ли искровой промежуток (электроды) осве­щается светом, богатым ультрафиолетовыми лучами.

Исходя из гипотезы, что эфир полностью захватывается движущимися телами, построил в 1890 г. общую теорию электромаг­нитных явлений в движущихся телах (элек­тродинамику движущихся тел). Однако элек­тродинамика Герца противоречила неко­торым опытам и со временем была заменена электронной теорией Лоренца.

Исследования Герца посвящены также ка­тодным лучам, теории удара упругих тел и т. п.

В работе «О прохождении катодных лучей через тонкие металлические слои» (1891) открыл проницаемость металлов для катодных лучей, заложив тем самым основы для изучения катодных лучей и строения ве­щества.

Приложение. Классификация диапазонов радиоволн.

Этот материал понадобится будущим электромеханикам, т.к., в соответствии с Ма-

нильскими Поправками 2010 г. к ПДНВ-78/95, с 2017 г. они будут обслуживать техниче-

ские средства судовождения и спасения людей на море ( более подробно – см. Раздел 6 этого конспекта ).

Радиоволны - электромагнитные волны с длиной вол­ны от 0,1 мм до нескольких. де

сятков км.

На практике используют два параметра приёмопередающих радиостанций и иных устройств:

1. длина волны , м;

2. частота устройств , Гц.

Эти два параметра связаны формулой

, ( 3.17 )

где С = 300 000 км/с – скорость света в вакууме.

Источником радиоволн служат генераторы электромагнитных колебаний. Эти коле

бания от генератора по линии передачи под­водятся к антенне и излучаются в открытое пространство.

Мощность излучаемых радиоволн может изменяться от единиц мВт до нескольких сотен кВт в непрерывном режиме или до десятков МВт в импульсном.

Существуют также естественные источники радиоволн (планеты, звёзды, галактики и т. д.).

В современной радиосвязи при­нято разделение радиоволн на следующие частот-

ные диапазоны:

№№	Название диапазона	Сокращённое название	Частота	Длина волны
1	очень низкие частоты	ОНЧ	<30 кГц	>10 м
2	низкие частоты	НЧ	30-300 кГц	10 -10 м
3	средние частоты	СЧ	300-3000 кГц	10 -10 м
4	высокие частоты	ВЧ	3-30 МГц	10 -10 м
5	очень высокие частоты	ОВЧ	30-300 МГц	10-1 м
6	ультравысокие частоты	УВЧ	300-3000 МГц	1-0,1 м
7	сверхвысокие частоты	СВЧ	3-30 ГГц	10-1 см
8	крайне высокие частоты	КВЧ	30-300 ГГц	10-1 мм
9	гипервысокие частоты	ГВЧ	300- 3000 ГГц	1-0,1 мм

Радиоволны используют для решения конкретных технических задач с учётом осо-

бенностей их распространения в пределах Земли и в космическом пространстве.

Так, на ОНЧ осуществляют подводную и подземную радиосвязь, на НЧ, СЧ, ВЧ и ОВЧ - радиовещание; УВЧ, СВЧ, КВЧ используют в телевидении и радиолокации, КВЧ и ГВЧ - в спектро­скопии твёрдых и газообразных веществ.