Военные флоты и морская справочная книжка на 1903 г

1. Основные элементы явленiй, опредѣляемыхъ терминомъ электрическое колебанiе и электромагнитная волна. Фарадей и Максвель высказали взглядъ, что среда, чрезъ которую передается электрическая энергiя, играетъ главную роль во всѣхъ электрическихъ явленiяхъ, т. е. въ электрическихъ явленiяхъ играютъ главную роль не проводники, а изоляторы или дiэлектрики, какъ ихъ назвалъ Фарадей (воздухъ, вода, сѣра). Герцъ своими опытами, опубликованными въ концѣ восьмидесятыхъ годовъ, блестящимъ образомъ подтвердилъ эти взгляды. Это значенiе вытекаетъ изъ слѣдующаго простого опыта.

Возьмемъ два металлическихъ (мѣдныхъ) шара А и Б, соендинимъ ихъ между собою такимъ же металлическимъ стержнемъ, утвердимъ ихъ въ какомъ угодно положенiи изолированными (изъ дерева или эбонита) поддержками и разрѣжемъ стержень посерединѣ въ в₁, образовавъ промежутокъ въ одинъ сантиметръ такъ, чтобы этотъ промежутокъ заполняло какое нибудь изолирующее вещество, напр. воздухъ, минеральное масло и прочее, а параллельно съ шарами другой металлическiй стержень, также имѣющiй разъединенiе въ в₂, и сдѣлаемъ слѣдующiй опытъ: станемъ заряжать электрофорной машиной Гольца шаръ А положительнымъ электричествомъ, а шаръ Б отрицательнымъ электричествомъ и будемъ это заряжанiе производить постепенно и осторожно, то на шарахъ также постепенно станетъ наростать запасъ электрической энергiи; если мы прiостановимъ заряжанiе прежде чѣмъ произойдетъ электрическiй разрядъ, то мы будемъ имѣть основанiе предполагать, что на шарахъ имѣется запасъ энергiи могущей деформироваться въ окружающей средѣ. Этотъ запасъ электрической энергiи принято называать электрическимъ потенцiаломъ, хотя потенцiалъ, въ точномъ пониманiи, измѣряется работой, совершенной силами поля для того, чтобы перемѣстить единицу массы изъ рассматриваемой точки на безконечное разстоянiе отъ дѣйствующихъ массъ, то есть на границу поля.

Когда разность потенцiаловъ на шарахъ достигнетъ такой величины, что произойдетъ разрядъ черезъ дiэлектрикъ въ в₁, по стержню аб пойдетъ мгновенный токъ положимъ отъ А къ Б₁ и въ в₂ появится искра.

Разность потенцiалоовъ начнетъ убывать, энергiя, запасенная въ видѣ электростатическаго заряда шаровъ, переходитъ въ энергiю тока.

Эта энергiя проявляется въ видѣ энергiи магнитнаго поля, какъ бы возбужденнаго вокругъ проводника, т. е. вокругъ стержня соединяющаго шары. Линiи силъ этого поля будутъ направлены по концентрическимъ кругамъ, центръ которыхъ лежитъ на идеальной оси стержня.

Черт. 1.

Когда потенцiалы шаровъ сравняются, вся электростатическая энергiя перейдетъ въ электромагнитную, но токъ не прекратится мгновенно, хотя первоначальная причина тока, электрическiй разрядъ, т. е. разность потенцiаловъ на шарахъ прекратиться мгновенно.

Исчезающее магнитное поле возбуждаетъ въ проводникѣ электродвижущiя силы (самоиндукцiю). Такъ будетъ нѣкоторое время продолжаться въ прежнемъ направленiи, и на шарахъ снова появятся разнименные заряды, но, по сравненiю съ предыдущими, противоположнаго знака. За этотъ перiодъ энергiя магнитнаго поля снова будетъ превращаться въ энергiю электростатическаго заряда до того момента, когда прекратиться токъ. Затѣмъ всѣ превращенiя повторяются снова въ прежнемъ порядкѣ, перiодически смѣняя другъ друга. Эти явленiя не исчерпываютъ верхъ превращенiй энергiи — часть энергiи электрическаго тока переходитъ въ самом стержнѣ, и въ особенности въ искрѣ, въ тепловую энергiю, отчасти въ свѣтовую энергiю, отчасти въ энергiю движенiя и отчасти разсѣивается въ видѣ возмущенiй среды, которыми сопровождается перiодическое появленiе и исчезновенiе магнитнаго поля въ пространствѣ, окружающемъ систему проводниковъ.

Разсмотрѣнная группа явленiй называется электрическимъ колебанiемъ, вызывающимъ деформацiю энергiи въ окружающей средѣ.

2. Система параллельныхъ между собой проводниковъ, въ которой будутъ соблюдены необходимыя условiя, для образованiя электрическаго колебанiя, называется вибраторомъ, а рядъ возмущенiй въ средѣ, окружающей вибраторъ, когда въ немъ образуется электрическое колебанiе, называется электромагнитнымъ полемъ, въ которомъ происходитъ пертурбацiя электромагнитныхъ волнъ.

Электрическiя колебанiя продолжаются пока неизрасходуется энергiя первоначальнаго заряда.

Для всякой данной точки пространства электромагнитную волну можно характеризовать перiодическимъ возникновенiемъ и исчезновенiемъ перемѣннаго по знаку магнитнаго поля.

Вибраторъ можетъ обнаружить присутствiе электромагнитной волны если параллельно оси вибратора помѣстить изолированную проволоку съ малымъ перерывомъ посрединѣ. Проволока эта будетъ находиться въ перемѣнномъ магнитномъ полѣ; тогда въ присутствiи электромагнитной волны въ ней появятся электродвижущiя силы, направленныя вдоль проволоки и въ перерывѣ появится искра (вслѣдствiе индукцiи).