Техника - молодёжи 1939-06, страница 18

Джемс Максвелл, выдающийся английский ученый прошлого столетия, блестящий математик и физик, публикуя свои груды об электричестве и магнетизме, едва ли подозревал, к каким изумительным следствиям они приведут.

На основании чисто математических выкладок и теоретических построений Максвелл утверждал, что в природе существуют электромагнитные волны, необычайно разнообразные по своим свойствам, и что ощущение света и всего богатства красок создается лишь небольшой частью этих волн.

Все это опрокидывало старые научные представления и открывало новую эру в учении об электричестве.

Ученый мир отнесся к электромагнитной теории Максвелла с большим недоверием. Это недоверие было столь велико, что когда американский профессор Томсон, исследуя в 1875 г. искровые электрические разряды, случайно обнаружил проявление электромагнитных волн, он не придал этому факту никакого значения и вскоре забыл о нем. А обнаружил Томсон следующее: когда между двумя металлическими проводниками происходил электрический разряд в виде искры, то на расстоянии нескольких метров от этого разряда между острием графитового карандаша и находившимся рядом металлическим предметом также проскакивала маленькая искра.

Об этом явлении Томсон вспомнил двенадцать лет спустя, когда электромагнитные волны были открыты другим исследователем. Нашелся горячий сторонник теории Максвелла, который задался целью доказать опытным путем ее справедливость. Это был тридцатилетний мюнхенский профессор Генрих Герц. В течение трех лет он упорно занимался опытами по получению электромагнитных волн, пока его работа не увенчалась успехом.

Один из опытов Герца заключался в следующем: при помощи гальванической батареи и катушки Румкорфа производились искровые разряды между двумя небольшими металлическими шарами, насаженными на концы двух стержней; под влиянием этих разрядов искры проскакивали также и в месте разрыва проволочного прямоугольника (резонатора), помещенного на расстоянии нескольких метров от разрядника (вибратора). Какие-то невидимые волны, порождаемые вибратором, доходили без проводов до резонатора и вызывали искровой разряд в месте его разрыва. Это и были электромагнитные волны. Герцу удалось определить их длину и скорость.

Так Генрих Герц подкрепил практикой гениальную теорию Максвелла.

Когда правильность теории Максвелла была доказана и всякие сомнения рассеялись, ученые стали усиленно исследовать вновь открытые электромагнитные волны.

В 1892 г. английский физик Крукс высказал мысль, что электромагнитные волны могут найти применение для связи без проводов. Эту же идею выдвинул в 1895 г. русский физик Александр Степанович Попов, преподаватель минного класса в Кронштадте, единственного в то время электротехнического учебного заведения в России. Демонстрируя на заседании Русского физико-химического общества изобретенный им прибор для обнаружения электромагнитных волн, создаваемых вибратором Герца, Попов заявил, что этот прибор «при дальнейшем усовершенствовании может быть применен к передаче сигналов на расстояние при помощи быстрых электрических колебаний». И действительно, спустя год, 24 марта 1896 г., Попов первый в мире осуществил с помощью электромагнитных волн передачу сигналов без проводов на расстояние в 200 метров. Текст первой в мире радиограммы, переданной знаками Морзе, состоял всего из двух слов: «Генрих Герц».

Так было положено начало электрической связи без проводов — радиосвязи, величайшему открытию конца прошлого столетня.

С тех пор радиотехника прошла огромный путь усовершенствования и развития. Сейчас нет на нашей планете ни одной точки, где нельзя было бы обнаружить электромагнитные волны, посылаемые в пространство десятками тысяч радиостанций.

Что же представляют собой радиоволны, каковы их свойства, как распространяются они в атмосфере? И прежде всего — что такое волна, длина волны?

Волнообразное движение весьма распространено в природе. Например, волнообразно распространяется звук, порождаемый механическими колебаниями какого-либо тела. Если бы звуковые волны были видимы, то можйо было бы наблюдать как бы непрерывно чередующиеся сгущенные и разреженные слои воздуха. Одно сгущение и одно разрежение представляют длину звуковой волны. А радиоволна состоит из одного сгущения и одного разрежения электромагнитного поля. Сгущение — положительная часть волны — нарастает от нуля до какого-то максимального значения, после чего снова падает до нуля. Разрежение— отрицательная часть волны — также нарастает до какого-то наибольшего значения, но в обратную, отрицательную сторону, а затем доходит до нуля.

Таким образом, радиоволны представляют непрерывно изменяющийся поток электромагнитной энергии, излучаемый антенной передающей станции. Эти волны идут от антенны не по одной линии, а разбегаются сплошными пучками во все стороны, по всем направлениям. Они не направлены лишь вверх и вниз по антенне.

Радиоволны распространяются со скоростью 300 тыс. километров в секунду. Это самая высокая скорость, которая вообще существует в природе. Если бы передатчик радиостанции производил одно колебание в секунду, то длина волны равнялась бы 300 тыс. километров. Частота колебаний, обычно применяемых на радиостанциях, находится в пределах от 60 тыс. килогерц до 10 килогерц (1 килогерц =

Складки листа бумаги, сложенного гармошкой, образуют как бы ряд волн. Сжимая этот лист, можно получить короткие волны, а растягивая его—длинные

волны.

ДЛИННЫЕ ВОЛНЫ

А' г

Расстояние между двумя соседними гребнями или впадинами равно длине волны.