Летопись электричества

^{Опыт Феддерсена (1862 г.). Если бы разряд состоял из одной искры, во вращающихся зеркалах наблюдалась бы непрерывная световая лента. Фотография же доказала, что разряд состоит из множества — серии искр.}

^{Фотография разряда в опыте Феддерсена. Более редкое расположение зубцов получилось при ускоренном вращении зеркал.}

Это значит, что разрядный ток идет сначала от наружной обкладки банки к внутренней, а потом обратно. Так происходит очень быстро и много раз.

Происходят колебания большой частоты. И от того, на какой стадии колебание прекращается, зависит результат намагничивания иглы.

Но что такое лейденская банка?

Ведь это конденсатор, т. е. собиратель, сгуститель электричества, — тот удивительный сосуд, которым увлекались еще Ломоносов и Рихман.

Выходит, что цепь, состоящая из конденсатора, присоединенного к индукционной катушке (спираль в опыте Сазара), при пропускании через нее тока способна создавать электрические колебания — «электрический маятник». Все это Герц хорошо знал, так же как и математическую теорию электрических колебаний, разработанную знаменитым английским физиком Вильямом Томсоном.

^{Вильям Томсон (1824–1908).}

И вот в 1886 году Герц взял два медных стержня толщиной в 5 миллиметров, по концам их насадил по одному маленькому (диаметром в 3 сантиметра) и одному большому шару (диаметром в 30 сантиметров). Эти стержни он укрепил вертикально на одной прямой линии, расположив маленькие шары вблизи друг друга, на расстоянии в 7 миллиметров. Между большими шарами (их центрами) расстояние было равным примерно 1 метру. К стержням около маленьких шаров Герц присоединил концы вторичной обмотки катушки Румкорфа. Этот аппарат Герц назвал вибратором, то есть источником колебаний, или излучателем электромагнитных волн.

^{Схема опыта Герца.}

В промежутке между маленькими шарами проскакивали искры, получаемые при помощи катушки Румкорфа. От этого в окружающую среду излучались электромагнитные волны. Герц так подобрал размеры частей своего аппарата, что время одного колебания в цепи вибратора составляло одну шестидесятимиллионную долю секунды.

При этом возникали волны длиной в 5 метров.

Но как поймать эту электромагнитную волну? Как обнаружить ее существование?

Учитель Герца, великий физик Гельмгольц, сделал много ценных исследований в учении о звуке. Знакомство с этими работами помогло Герцу решить и вторую часть задачи.

Звук, как и свет, отражается от поверхности, на которую он падает. Этим объясняется, например, такое явление, как эхо.

Герц знал также, что несколько звуковых или световых волн, распространяясь по одному и тому же направлению, взаимодействуют между собой. Из сложения нескольких волн может быть получена одна волна. Это явление сложения волн называется интерференцией. Если у двух волн совпадают их гребни, то в результате сложения получается волна еще более высокая.

В том случае, когда по одному направлению распространяются две волны — одна движется вперед, а другая, отраженная, движется назад, — могут возникнуть особого рода стоячие волны. Такие волны легко получить, если взять длинную веревку, укрепить ее на одном конце, а по другому послать толчок. Возникшая на веревке волна побежит к упору и отразится от него. Если посылать по веревке такие толчки один за другим, то в результате взаимодействия прямых волн, идущих к упору, и встречных, отраженных волн возникнут стоячие волны.

^{Волны в воздухе и на веревке.}

В так называемых узлах взаимодействующие волны как бы уничтожают друг друга. Наоборот, в других местах, называемых пучностями, проявляется наибольший результат взаимодействия прямой и отраженной волн.

Вспомним еще одно явление. Если взять два одинаковых камертона и заставить звучать один из них, то и второй камертон, расположенный невдалеке, тоже начнет звучать, как бы откликаясь. Это явление резонанса.

^{Маятник вырисовывает кривую своих колебаний на передвигаемой ленте.}

^{Кривые колебаний разных маятников. Первая кривая — затухающие колебания; вторая — незатухающие колебания той же частоты; третья кривая изображает затухающие колебания частоты, вдвое большей, чем в первых кривых.}