§11. Излучение и прием электромагнитных волн
Источником электромагнитных волн может быть любой электрический колебательный контур или проводник, по которому течет переменный электрический ток. Для получения электромагнитных волн необходимо создать в пространстве переменное электрическое поле (Iсм) или переменное магнитное поле. Для получения электромагнитных волн не пригодны закрытые колебательные контуры, т.к. в них электрическое поле сосредоточено между обкладками конденсатора, а магнитное – внутри катушки индуктивности.
Герц, уменьшая число витков в катушке и площадь пластин конденсатора и раздвигая их, перешел от закрытого колебательного контура к открытому.
Колебания в такой системе поддерживаются с помощью источника ε, подключенного к обкладкам конденсатора, а искровой промежуток применяется, чтобы разность потенциалов,для которого заряжают конденсатор.
Для получения волн контур подключается к индуктору:
Когда напряжение на искровом промежутке достигло пробивного значения, возникает искра, закорачивающая обе половины контура, и в нем возникли свободные затухающие колебания. При исчезновении искры колебания прекращаются.
Для регистрации электромагнитных волн Герц использовал второй контур (резонатор), имеющий такую же собственных колебаний, что и излучаемый.
3 м – первые электромагнитные волны;
4–6 мм – у Лебедева;
50–80 мкм – у Глаголевой-Аркадьевой –1923г.
Недостатком в контурах этих ученых было то, что колебания были малой мощности и быстро затухали. Затем (в 20-е годы) стали получать электромагнитные волны с помощью электрических ламп (ламповых генераторов). В их основе лежали автоколебания.
Оптика §1. Развитие взглядов на природу света
В 17 веке господствовали две теории:
Теория Ньютона (корпускулярная):
Свет – это поток частиц движущихся по законам механики. Попадая на поверхность, частица по законам упругого удара отражалась, но с точки зрения этой теории нельзя было объяснить законы преломления света, и наложения друг на друга частиц (интерференция).
Волновая теория (Гюйгенс и Френель)
Свет – это упругая волна. В рамках этой теории был сформулирован принцип Гюйгенса: каждая точка среды, до которой дошло возмущение сама становится источником вторичных волн. Данная теория могла объяснить факт распределения волны и законы преломления и отражения. Эта теория господствовала в течение ста лет, но в начале 20-го века было открыто такое явление, как фотоэффект, которое не объяснялось этой теорией.
В середине 19 века у Максвелла была своя волновая электромагнитная теория света: видимый свет – это частный случай электромагнитных волн. Это переменное электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве в виде поперечных электромагнитных волн, с длиной волны от 400 нм до 760 нм. Теория Максвелла объясняет явление интерференции, дифракции, поляризации, но не может объяснить тепловое излучение, фотоэффект, эффект Комптона.
Недавно возникла корпускулярно-волновая теория света, которая господствует и по сей день: в одних оптических явлениях в большей степени проявляются волновые свойства света, а в других – корпускулярные.
Порция электромагнитного излучения – это поток фотонов (большое количество не больших волн). Корпускулярно-волновой дуализм характерен не только для света, но и для всех объектов материи.