Юный техник 1971-04, страница 46
Первую попытку наблюдать электронный парамагнитный резонанс предприняли в середине тридцатых годов голландские физики. Они рассуждали так. При резонансе электроны, переворачиваясь, будут поглощать энергию электромагнитного поля. Поглощенная электронами энергия должна рано или поздно перейти в энергию теплового движения атомов того вещества, где эти электроны находятся. Значит, парамагнитное вещество должно нагреваться вследствие электронного парамагнитного резонанса. И наступление резонанса можно в принципе обнаружить по увеличению температуры тела. Все виды энергии рано или поздно самопроизвольно переходят в тепло. И только тепловая энергия сама по себе не стремится изменить свою форму, она так и остается теплом. Движущееся тело рано или поздно останавливаетси, растрачивая энергию своего движении на нагревание себя и окружающих предметов. А вот нагретое тело вовсе не стремится остыть, начав двигаться. Так уж устроена природа. Опыт голландцев схематически изображен на рис. 2. Парамагнитное вещество помещалось в маленькую катушку, по которой пропускался переменный ток высокой частоты. Создавалось переменное магнитное поле. Катушка с веществом помещалась в теплоизолирующий сосуд, находившийся в пространстве между двумя большими катушками. По ним проходил постоянный ток, создававший магнитное поле, которое выстраивало электронные диполи. Температуру образца можно было измерять с помощью специального термометра. Предварительно образец сильно охлаждался: чем ниже температура, тем легче заметить ее небольшие изменения. Голландцы изменяли величину постоянного магнитного поля и следили, не начнет ли образец нагреваться, когда величина поля окажется такой, которая необходима для наступления резонанса. Теперь мы знаем, что чувствительность такого способа измерений совершенно не- Эксперимент - ЭАЕКТРОМАГНИТ-Н Ы Е ВОЛНЫ достаточна, чтобы обнаружить электронный парамагнитный резонанс. И конечно, голландцам не повезло. Но дальше они сами усугубили невезение. Дело в том, что электронный парамагнитный резонанс наступает только в том случае, когда переменное магнитное поле направлено перпендикулярно к постоянному полю. Голландские ученые это знали. И тем не менее они решили посмотреть, что будет происходить, если направить поля параллельно друг другу. И тут, на свою беду, они обнаружили кое-какие явления, тоже довольно интересные. Но не столь фундаментальные, как электронный парамагнитный резонанс. Синица в руках лучше, чем журавль в небе, решили они. Вместо того, чтобы придумать более чувствительные методы измерения, экспериментаторы потратили все свои силы и внимание на изучение того, что происходит в параллельных магнитных полях. Когда в 1944 году электронный парамагнитный резонанс был, наконец, обнаружен, то произошло это не в Голландии, не в знаменитой Лейденской лаборатории, а в Москве, в Физическом институте Академии наук СССР. Такой поворот событий случился не потому, что в Москве было лучшее оборудование: дело происходило в суровые военные годы. Просто Е. Завойский, тогда кандидат наук (сейчас академик), более последовательно шел к цели, не отвлекаясь на изучение побочных, хотя и не лишенных интереса явлений. А еще, может быть, дело в том, что он был хорошим радиолюбителем и лучше, чем голландские физики, чувствовал возможности электронной аппаратуры. Ну и еще, конечно, ему чуть-чуть В 1888 году Герц опытным путем обнаружил предсказанные Максвеллом электромагнитные волны. Эксперимент настолько прост, что его можно воспроизвести без особого труда. Для возбуждения электромагнитных волн использовался искровой разряд. Излучателем служил вибратор в виде отрезка проволоки с искровым промежутком посередине. Его длина не превышала нескольких миллиметров. К концам проволоки в промежутке подводилось напряжение от индукционной катушки. Вибратором служила колебательная цепь, ее собственная частота определялась размерами вибратора. При включении индукционной катушки через искровой промежуток проскакивала искра, в вибраторе возникали электромагнитные колебания. Чтобы обнаружить их, Герц использовал второй вибратор — размером с первый, но с гораздо меньшей длиной искрового промежутка (десятые доли миллиметра). Этот второй, приемный вибратор, ученый расположил параллельно излучающему вибратору. Он заметил, что в искровом промежутке второго вибратора проскакивают маленькие искорки, еле заметные даже в темноте. Вибраторы Герца и Лебедева и сейчас широко используются. Они, например, служат антеннами для приема телевизионных ИЗЛУЧАЮЩИМ вИВРАГОР ВИБРАТОР АН0АН01 НАПРЙЖККИК НАКАЛ ЛАМПЫ |
