Відкритий коливальний контур

Електромагнітні хвилі повинні бути досить інтенсивними для того, щоб їх можна було спостерігати в експерименті.

Неважко зрозуміти, що електромагнітні хвилі будуть тим інтенсивніше, чим швидше міняється положення зарядів, випромінюючих ці хвилі. Дійсно, в такому випадку електричне поле поблизу зарядів змінюється з більшою швидкістю і породжує більше магнітне поле; воно, у свою чергу, змінюється настільки ж швидко і породжує більше електричне поле, і т. д.

Зокрема, інтенсивні електромагнітні хвилі породжуються високочастотними електромагнітними коливаннями. Щоб збільшити частоту коливань в контурі, потрібно зменшувати ємність конденсатора і індуктивність котушки.

Але експерименти показали, що справа не обмежується однією лише високою частотою коливань. Для утворення інтенсивних електромагнітних хвиль істотним виявляється ще один фактор: змінне електромагнітне поле, що є джерелом електромагнітних хвиль, має займати досить велику область простору.

Між тим, у звичайному коливальному контурі, що складається з конденсатора і котушки, змінне електричне поле майже цілком зосереджено в малій області всередині конденсатора, а змінне магнітне поле – в малій області всередині котушки. Тому навіть при досить високій частоті коливань такий коливальний контур виявився непридатний для випромінювання електромагнітних хвиль.

Як домогтися збільшення області, займаної високочастотним електромагнітним полем? Герц знайшов красиве і геніально просте рішення – відкритий коливальний контур).

Візьмемо звичайний коливальний контур. Почнемо зменшувати число витків котушки – від цього її індуктивність буде зменшуватися. Одночасно зменшуємо площу пластин конденсатора і розсовуємо їх – це призводить до зменшення ємності конденсатора і до збільшення просторової області, займаної електричним полем. Таким чином, ідея Герца перетворити звичайний коливальний контур у відкритий дозволила відразу «вбити двох зайців»:

  • ємність і індуктивність стрижня дуже малі, тому в ньому порушуються коливання вельми високої частоти;
  •  змінне електромагнітне поле займає досить велику область простору навколо стрижня.

Тому такий стрижень може служити джерелом досить інтенсивних електромагнітних хвиль, які будуть доступні для експериментального спостереження.

Посилання на основну публікацію