Universiteti fizika fakulteti

Elektromagnit tolqınlardıeksperimentallıq izertlew

Elektromagnit tolqınnıń bar ekenligi haqqındaǵı Maksveldiń teoriyalıq juwmaǵın eksperimentlerde 1888-jılı Gers júzege asırdı. Tolqındı alıw ushın bir birinen ushqın shıǵatuǵın aralıqqa qashıqlatılǵan eki sterjennen turatuǵın ózi soqqan vibratordı paydalandı (5.1-súwret).
𝐶 kondensatorı menen 𝐿 katushkadan turatuǵın terbelmeli konturda (5.2-a súwret) elektr maydanı astarlardıń arasındaǵı sańlaqta, al magnit maydanı katushkanıń ishinde toplanǵan. Kondensator menen katushkanı qorshaǵan keńisliktegi maydan is júzinde nolge teń. Sonlıqtan tolqınnıń sezilerliktey nurlanıwı orın almaydı. Nurdı shıǵarıwdıń sezilerliktey bolıwı ushın qorshaǵan keńislik penen kemirek baylanısqan oblasttı payda etip, onda maydandı payda etiw kerek. Onıń ushın kondensatordıń astarlarınıń hám katushka oramlarınıń ara qashıqlıqların úlkeytiw arkalı jetiwge boladı (5.2-b hám v súwret). Solay etip, biz eń aqırında Gers vibratorına keltiremiz (5.2-g súwret) 5.2- a-g súwretlerinde kórsetilgendey ózgerislerdiń protsesinde konturdıń sıyımlıǵı menen induktivligi júdá úlken shamaǵa kishireedi. Bul ekinshi tárepten jáne de utımlı. Sebebi bul terbelis jiyiliginin úlkeyiwine hám soǵan sáykes tolqın uzınlıǵınıń kemeyiwine alıp keledi. Uzınlıǵı kishi bolǵan tolqın menen eksperiment ótkeriw qolaylı. Gers shama menen 10⁸ Hz jiyilikke jetip, uzınlıǵı 10 nan 0,6 m ge shekemgi tolqınlardı alǵan.
Terbelisti qozdırıw ushın vibrator induktorǵa qosılǵan (5.1-súwret). Kernew ushqınlıq aralıqta tesip ótiw mánisine jetkende vibratordıń eki bóligin tutastıratuǵın ushqın payda bolǵan (usıǵan sáykes 5.2-d súwrette vibratordıń ortasındaǵı úzilis kórsetilmegen). Nátiyjede ushqın sónbegenshe dawam ete beretuǵın óshiwshi erkin terbelis payda bolǵan. Terbelistiń barısında payda bolatuǵın joqarı jiilikli toq induktordıń obmotkasında tarmaqlalıp ketpewi ushın vibrator menen induktor arasına drossel Dr, yaǵnıy induktivligi úlken katushka jalǵastırıladı (ózgermeli toqqa qarsılıq etetuǵın induktivlik qarsılıqtıń shaması 𝜔𝐿 ǵa teń).



5.1-súwret
Ushqın óshkennen keyin vibrator qaytadan induktordan zaryadlanıp, pútkil protsess jańadan qaytalana beredi. Solay etip, Gers vibratorı bir qansha ástelik penen óshetuǵın tolqınlardı qozdırǵan.




5.2-súwret.
Terbelis waqtında vibratorda toq penen kernewdiń turǵın tolqını qáliplesken. Toq kúshi 𝑖 (5.3-a súwret) vibratordıń ortasında (toqtıń shoǵırlanıwı) maksimallıq bolıp, al onıń ushılarında (toqtıń túyini) nolge aynalǵan. Kernew 𝑈 (5.3-b súwret) vibratordıń ortasında túyinlenip, al ushında shoǵırlanǵan. Solay etip, vibrator tiykarǵı (yaǵnıy eń kishi) jiyilik penen terbeletin tar sıyaqlı qásiyetke iye. Vibrator
shıǵarǵan tolqın uzınlıǵı 𝜆 vibratordıń uzınlıǵınan shama menen 2 ese úlken. Sonlıqtan, bunday vibratordı yarım tolqınlı vibrator dep ataydı. eger qanday da bir sebepten vibratorda jiyiligi eki ese úlken májbúriy terbelisti payda etsek, onda toq penen kernewdiń tarqalıwı 5.4-súwrette kórsetilgendey túrge iye boladı. Bul jaǵdayda vibrator birinshi obertondaǵı jiyilik penen terbeletuǵın tarǵa uqsas boladı.[8]
Nurlanatuǵın tolqındı izertlewdi Gers ortasında úlken bolmaǵan ushkınlıq aralıǵı bar yarım tolqınlı vibratordıń járdeminde de ámelge asırdı. Usınday vibratordı tolqınnıń elektr maydanıńıń kernewlik vektorına parallel etip ornalastırǵan jaǵdayda toq penen kernewdiń terbelisleri qozǵan. Vibratordıń uzınlıǵı λ/2 bolǵanlıqtan, terbelis rezonanstıń saldarınan ondaǵı terbelisler ushqınlıq qashıqlıqta úlken bolmaǵan ushqınlardıń payda bolatuǵınday intensivilikke iye boldı.


5.3-súwret. 5.4-súwret.
Metalldan soǵılǵan úlken aynalar menen asfalt prizmalardıń (ólshemi 1 m den, al salmaǵı 1,2 tonnadan artıq) járdeminde Gers elektromagnit tolqınlardıń shaǵılısıwın hám sınıwın júzege keltirdi hám usı eki qubılıstıń da optikadaǵı jaqtılıq ushın ashılǵan nızamlarǵa baǵınatınlıǵın kórsetti. Dóńes aynanıń fokusına nur shıǵaratuǵın vibratordı ornalastırıp, Gers baǵıtlanǵan tegis tolqındı aldı. Onıń jolına tegis aynanı qoyıp, usınday jollar menen turǵın tolqındı da aldı. Tolqınnıń túyinleri menen shoǵırlarınıń arasın ólshep, Gers tolqın uzınlıǵı bolǵan 𝜆 shamasın
taptı. 𝜆 niń vibratordıń terbelis jiyiligi ν ge kóbeymesi elektromagnit tolqınnıń tezligin berdi hám ol jaqtılıqtıń tezligi 𝑐 ǵa jaqın bolıp shıqtı. Tolqınnıń jolına bir birine parallel bolǵan mıs sımlardan soǵılǵan pánjereni ornalastırıp, Gers nurdıń dógereginde pánjereni aylanısqa keltirgende, reshetka arkalı ótken tolqınlardıń intensivliginiń kúshli ózgeretuǵınlıǵın tapqan. Pánjereni payda etip turǵan mıs sım
𝐸 vektorına perpendikulyar bolǵanda, tolqın pánjere arqalı hesh bir qarsılıqsız ótken. Al, sımlardıń baǵıtı 𝐸 vektorına parallel ornalasqanda, tolqınnıń pánjere arqalı ótpegen. Solay etip, elektromagnit tolqınnıń kóldeneń tolqın ekenligi dálellengen.
Gerstiń tájiriybesin 1894-jılı P.N.Lebedev tárepinen dawam etildi. Ol uzınlıǵI 6 mm bolǵan elektromagnit tolqın alıp, onıń kristallar arqalı ótiwin izertlegen. Tolqınnıń qos sınıwı qubılısı usınday jollar menen tabılǵan edi.
1896-jılı A.S.Popov elektromagnit tolqınnıń járdeminde birinshi ret 250 m qashıqlıqqa xabar beriwdi júzege asırdı ("Genrix Gers" sózi berilgen). Usınıń menen radiotexnikanıń tiykarı salındı.[4]