Глава 3. § 53. Свойства электромагнитных волн — с. 260
§ 53. Вопрос 1. Когда и кем были впервые получены электромагнитные волны?
Электромагнитные волны впервые получил и зарегистрировал на опыте немецкий физик Генрих Герц в 1888 г. Волны излучал вибратор — два металлических стержня с шарами на концах, между которыми проскакивала искра, а принимал их проводящий виток с малым воздушным промежутком (приёмный вибратор): в промежутке приёмника возникали маленькие искорки.
§ 53. Вопрос 2. Как продемонстрировать отражение электромагнитных волн?
Передатчик и приёмник с рупорными антеннами располагают под одинаковыми углами к металлическому листу (рис. 199, а). Волна отражается от листа и попадает в приёмник — стрелка индикатора отклоняется. Если лист убрать или повернуть, стрелка возвращается на нуль. Опыт показывает, что электромагнитные волны отражаются от проводника, причём угол отражения равен углу падения.
§ 53. Вопрос 3. Как продемонстрировать преломление электромагнитных волн?
Рупоры располагают под углом друг к другу, как в опыте с отражением, а на пути волны вместо металлического листа ставят треугольную призму из парафина (диэлектрик) (рис. 199, б). Волна принимается — стрелка приёмника отклоняется. Значит, электромагнитные волны преломляются на границе диэлектрика.
§ 53. Вопрос 4. Какой опыт позволяет наблюдать интерференцию электромагнитных волн?
Рупоры ставят под небольшим углом друг к другу так, чтобы стрелка приёмника была лишь немного отклонена от нуля, и снизу подносят горизонтальный металлический лист (рис. 199, в). При подъёме листа стрелка колеблется: в приёмник приходят две волны — прямая от передатчика и отражённая от листа. Меняя положение листа, мы меняем разность их хода, и волны то усиливают, то ослабляют друг друга — это интерференция.
§ 53. Вопрос для обсуждения. Казалось бы, получить электромагнитные волны можно было проще, чем это делал Герц. Подвесим заряженное тело на пружине и заставим его совершать колебания. Тело будет двигаться с ускорением и должно излучать электромагнитные волны. Как вы думаете, в чём причина того, что при такой постановке опыта обнаружить волны не удаётся?
Заряженное тело на пружине действительно излучает, но очень слабо. Интенсивность излучения быстро растёт с увеличением частоты колебаний, а механические колебания тела на пружине имеют частоту порядка одного герца или нескольких герц. Заряд тела мал, а частота мала, поэтому энергия излучения ничтожна, и приёмник её не обнаружит. Для заметного излучения нужны колебания зарядов с частотой в миллионы герц и выше; такие колебания электронов получаются в вибраторе Герца (в нём заряды колеблются между шарами), но не в механической системе.