Elektromagnit to'lqinlar. Gers tajribalari

2. Elektromagnit to'lqinlar. Gers tajribalari
Biz avvalgi paragrafda o'zgaruvchan elektr maydon o'zgaruvchan magnit maydonni yuzaga keltirishi va bu o'zgaruvchan magnit maydon, o'z navbatida, o'zgaruvchan elektr maydonni yuzaga keltirishi haqida fikr yuritgan edik. Demak, zaryadlar yordamida o'zgaruvchan elektr yoki magnit maydon uyg'otilsa, atrof fazoda nuqtadan nuqtaga tarqaluvchi elektr va magnit maydonlarning ketma-ket o'zaro almashinuvi sodir bo'ladi. Bu jarayon fazoda ham vaqt bo'yicha davriy ravishda tarqalganligidan to'lqin deb ataladi. Davriy ravishda o'zgaradigan elektromagnit maydonning fazoda tarqalish jarayoni elektromagnit to'lqin deyiladi.
Maksvell o'z nazariyasida elektromagnit to'lqinlarning mavjudligini oldindan aytibgina qolmay, balki u bu to'lqinlarni tajribada oshkor qilish sharoitlari haqida ham to'xtalgan. Buning uchun yetarlicha yuqori chastotali elektr tebranishlardan va ochiq tebranish konturidan foydalanish zarurligini ko'rsatib o'tgan.
Haqiqatan ham tebranish konturi o'zini qurshagan fazoga juda kichik miqdordagi energiyaga ega bo'lgan elektromagnit to'lqinlar tarqatadi, chunki bunday konturdagi elektr maydon kondensator qoplamalari oralig'ida, magnit maydon esa g'altak ichida to'planadi. Kondensator va g'altakni o'rab turgan fazoda maydon amalda nolga teng. Bunday kontur berk tebranish konturi deb ataladi (3- a rasm). To'lqinlarning tarqalishi sezilarli bo'lishi uchun atrof fazodan elektromagnit maydon hosil bo'ladigan sohalarni ajratish kerak. Bunga erishish uchun kondensator qoplamalari orasidagi va g'altak o'ramlari orasidagi masofani uzaytirish lozim (3- b, d rasmlar). Ravshanki, bunday konturning sig'imi va induktivligi keskin kamayadi, bu esa yana ham qulaylik yaratadi, chunki bunday hol chastotaning ortishiga olib keladi. Demak, to'lqin uzunligi kamayadi. Chastotani yanada oshirish uchun g'altak o'rniga o'ramsiz to'g'ri o'tkazgich olish kerak. To'g'ri o'tkazgichning induktivligi g'altak induktivligiga qaraganda ancha kichik. Kondensator qoplamalarini bir-biridan uzoqlashtira borib, ayni bir vaqtda ularning o'lchamlarini kichraytirsak, ochiq tebranish konturi hosil bo'ladi. Bunday kontur to'g'ri o'tkazgichdan iborat (3- e rasm).
Berk konturda kondensator qoplamalarini siljitmasdan, konturning bir tomonini yerga, ikkinchi tomonini bir uchi bo'sh bo'lgan vertikal simga ulaymiz. U vaqtda o'zgaruvchan elektromagnit maydon bu sim bilan yer orasida katta fazoni egallaydi, bu bilan to'lqinni nurlatish quvvati keskin ortadi (3- f rasm). Elektromagnit to'lqinlar nurlatish quvvatini orttirish maqsadida tebranish konturiga ulanuvchi qurilma antenna deb ataladi. Antennani 1895- yilda A.S. Popov ixtiro qilgan.
Ochiq tebranish konturida elektromagnit tebranishlar uyg'otish uchun o'tkazgich (metall sterjen)ning o'rtasidan qirqib, havo oralig' hosil qilish kerak. Bu oraliq uchqun oraliq deb ataladi (6- rasm). Sig'imni orttirish uchun tebranish konturini hosil qiluvchi sterjenlarning uch- qun oraliq tomonidagi uchlarini yo'g'onlashtirib sfera shaklida yasash mumkin. Shunday sodda qurilmadan foydalanib, 1888- yilda nemis fizigi Gers dunyoda birinchi bo'lib elektromagnit to'lqinlarni hosil qildi va bu qurilma uning sharafiga Gers vibratori deb ataldi.
Shuni aytib o'tish lozimki, Maksvell elektromagnit to'lqinlarning real mav-judligiga juda qattiq ishonar edi. Lekin bu to'lqinlarning borligi Maksvellning vafotidan qariyb 10 yil keyingina Gers tomonidan tajribada tasdiqlandi.
Elektromagnit tebranishlarni uyg'o-tish uchun vibrator induktorga ulanadi (5- rasm) va ikkala o'tkazgich yuqori potensiallar farqi hosil bo'lguncha zaryadlanadi. Potensiallar farqi ma'lum bir qiymatga erishgach, vibratorning har ikkala yarmini tutashtiruvchi uchqun hosil bo'ladi. Natijada uchqun o'chguncha davom etadigan erkin so'nuvchi tebranishlar yuzaga keladi. Tebranishlarda hosil bo'ladigan yuqori chastotali tokni induktor chulg'amiga o'tkazmaslik uchun vibrator bilan induktor orasiga Dr drossel, ya'ni katta induktivlikka ega bo'lgan g'altak ulangan. Uchqun o'chgandan so'ng vibrator induktordan yana zaryad oladi va jarayon yangidan qaytariladi.
G ers vibratorining kamchiligi shundaki, induktordan vibratorga energiya uzatish chastotasi vibratorning xususiy tebranishlar chastotasidan ancha kam. Shuning uchun Gers vibratorining elektromagnit tebranishlari bir-biridan bir oz kechikib keluvchi so'nuvchi tebranishlar seriyasidan iborat bo'ladi (6- rasm).
So'nmaydigan tebranishlar hosil qilish uchun energiyani konturning xususiy tebranishlar chastotasiga teng chastota bilan avtomatik berib turish, ya'ni avtotebranishlar sistemasini hosil qilish zarur. Elektron lampa — (triod)dan foydalanib, bunday avtotebranish konturi hosil qilish mumkin bo'ladi.
Gers o'z tajribalarida elektromagnit tebranishlar chastotasini 108 Hz tartibgacha yetkazdi va uzunligi 10 m dan 0,6 m gacha bo'lgan to'lqinlar oldi. 1895- yilda P.N. Lebedev juda kichik vibrator ishlatib to'lqin uzunligi 6 mm ga teng bo'lgan elektromagnit to'lqinlar hosil qildi. Yana ham qisqaroq (uzunligi 0,1 mm ga yaqin) to'lqinlarni 1923- yilda A.A. Glagoleva-Arkadeva yalpi tarqatkich deb ataladigan tarqatkich yordamida hosil qildi.
|