Билет 44

Для получения волн Герц применил изо­бретенный им вибра­тор, состоящий из двух стержней, разделенных искровым промежутком. Герц достиг частот порядка 10⁸ гц и по­лучал волны, длина которых составляла от 10 до 0,6 м.В вибраторе во время колебаний устанавливалась стоячая волна тока и напряжения. Сила тока I была максимальна в середине вибратора (пучность тока) и обращалась в нуль на его концах (узлы тока). Напряжение U в середине вибратора имело узел, на концах — пучности. Таким об­разом, вибратор аналогичен струне, колеблющейся с основной (т. е. наименьшей) частотой. Длина  излучае­мых вибратором волн приблизительно в два раза превы­шала длину вибратора. По этой причине подобный виб­ратор называют полуволновым. Опыты Герца были продолжены П. Н. Лебедевым, который в 1894 г. получил электромагнитные волны длиной 6 мм и исследовал прохождение их в кристаллах. При этом было обнаружено двойное преломление волн. В 1896 г. А. С. Попов впервые осуществил с помощью электромагнитных волн передачу сообщения на расстоя­ние около 250 м. Тем самым было положено основание радиотехнике. Возможность обнаружения электромагнитных волн указывает на то, что эти волны переносят энергию. Для переноса энергии волной была введена векторная величина, называемая плотностью потока энергии. Она численно равна количеству энергии, пере­носимой в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную к направлению, в котором течет энер­гия.Плотность энергии электрического и магнитного по­лей каждый момент временя одинакова: We = Wh. По­этому можно написать, что , . Умножив плотность энергии w на скорость v, получим плотность по­тока энергии S = wv = EH. Вектор плотности потока энергии можно представить как векторное произведение Е и Н. S = [EH] Вектор S называется вектором Пойнтинга. Во время совершающихся в вибраторе Герца колебаний происходит периодическое изменение его дипольного электрического момента. Поэтому излучатели подобного вида называются также диполями. Простейший элементарный диполь образуют два точечных заряда +q и –q, колеблющиеся в противофазе около некоторой точки О. Дипольный электрический момент такой системы изменяется со временем по закону р = ql cos wt • n = p_mcos wt, где l—удвоенная амплитуда колебаний каждого из за­рядов, n — единичный вектор, направленный вдоль оси диполя, р_т = qln. Расчет для интенсивности излучения элементарного диполя дает следующее выражение: