История теории эфира и электричества - Уиттекер Э.
ISBN 5-93972-070-6
Скачать (прямая ссылка):
полностью замкнутую кривую, таких размеров, что период его собственных
колебаний совпадал с периодом колебаний первичного контура, так что мог
произойти резонанс.
Ближе к концу 1887 года при изучении искр, индуцированных в резонирующем
контуре исходным возмущением, Герц заметил1, что эти явления заметно
ослабляются, когда в непосредственную близость с аппаратом вносят большую
массу изолирующего вещества, тем самым подтверждая принцип о том, что
переменная электрическая поляризация, которая создается при действии на
диэлектрик переменной электрической силы, способна к проявлению
электромагнитных эффектов.
В самом начале следующего (1888) года Герц решил проверить теорию
Максвелла непосредственно, показав, что электромагнитные действия
распространяются в воздухе с конечной скоростью11. С этой целью он
передал возмущение от первичного осциллятора по двум различным путям: по
воздуху и по проводу; и, подвергнув детектор совместному влиянию двух
частных возмущений, он наблюдал интерференцию между ними. Таким образом
он определил отношение скорости электрических волн в воздухе к их
скорости в проводе. Последнюю скорость он определил, наблюдая за
расстоянием между узлами стоячих волн в проводе и вычисляя период
первичного колебания. Таким образом, было показано, что скорость
распространения
электрических возмущений в воздухе - величина конечная, того же
3
порядка, что и скорость света .
1Ann. d. Phys. XXXIV, с. 373; Electric Wares (английское изд.), с. 93.
2Апп. d. Phys. XXXIV (1888), с. 551; Electric Waves (английское изд.), с.
107.
^Согласно опытам Герца, скорость электрических волн в воздухе относится к
скорости электрических волн в проводе как 45/28, причем скорость
последних равна 2 X 1011^ см/сек. Впоследствии, было обнаружено, что эти
цифры открыты для критики; Пуанкаре (Comptes Rendus, CXI [1890], с. 322)
показал, что период вычисленный Герцем, равен у/2х истинный период,
который бы сделал скорость распространения электрических волн в воздухе
равной скорости света Ху/2. Эрнст Аехер (Wiener Berichte, 8 мая 1890 г.;
Phil. Mag. XXX [1890], с. 128), экспериментируя со скоростью
распространения электрических колебаний в проводах, нашел вместо значения
Герца 2 х 10^ см/сек. значение, находящееся в пределах двух процентов от
скорости света. Э.Сарасин и Л. де ля Рив в Женеве (Archives des Sc. Phys.
XXIX, 1893, стр. 358, 441), в конце концов, доказали, что скорости
распространения в воздухе и в проводе равны.
384
Глава 10
Позднее, в 1888 году Герц1 показал, что электрические волны в воздухе
отражаются от поверхности стены; таким образом, могут получиться стоячие
волны, а между прямыми и отраженными лучами, распространяющимися в одном
направлении, может произойти интерференция.
Теоретический анализ возмущения, испускаемого радиатором Герца, по теории
Максвелла Герц сделал в следующем году2.
Эффекты осциллятора определяются, главным образом, свободными
электрическими зарядами, которые, появляясь попеременно на двух сторонах,
своим присутствием создают электрическое поле, а своим движением -
магнитное поле. В каждом колебании, по мере увеличения зарядов на полюсах
радиатора от нуля, электрические силовые линии, которые заканчиваются на
этих полюсах, движутся наружу в окружающее пространство. Когда заряды на
полюсах достигают максимальных значений, линии перестают двигаться
наружу, и существующие линии начинают возвращаться внутрь, в направлении
полюсов; но внешние силовые линии сжимаются таким образом, что их верхняя
и нижняя части соприкасаются на некотором расстоянии от радиатора, и
более удаленная часть каждой из этих линий принимает форму петли; и,
когда оставшаяся силовая линия возвращается внутрь к радиатору, эта петля
отделяется и распространяется наружу в виде излучения. Таким образом,
радиатор испускает серию вихревых колец, которые, по мере движения,
становятся тоньше и шире; на некотором расстоянии возмущение становится
почти плоской волной, причем противоположные стороны кольца представляют
две фазы этой волны. После отделения от радиатора одного из этих колец
содержащуюся в нем энергию можно рассматривать как распространяющуюся
наружу вместе с кольцом.
Для аналитического рассмотрения этой проблемы^ обозначим ось радиатора а
ось Z, а центр искрового промежутка - за начало координат. Можно считать,
что поле создано электрическим диполем, образованным равными
положительным и отрицательным зарядами, смещенными друг от друга вдоль
оси вибратора, причем момент диполя равен
Ae~pt sin(27rct/A), где множитель e~pt вводит затухание.
Ann. d. Phys. XXXIV (1888), с. 610; Electric Waves (английское изд.), с.
124.
2Ibid. XXXVI (1889), с. 1; Electric Wanes (английское изд.), с. 137.
^См. Карл Пирсон и А. Ли Phil. Trans. CXCIII (1899), с. 165.
Последователи Максвелла
385
Простейший метод работы, который предложил Фитцдже-
Тогда электрическая и магнитная силы определяются уравнениями
Оказывается, что электрическую силу можно рассматривать как состоящую из
