Heinrich Hertz xác nhận ý tưởng của Maxwell

1.2.1Vài nét tiêu biểu

Năm 1887, ông công bố về những bài báo về những dao động điện rất nhanh. Hertz chế tạo một máy phát dao động điện cao tần, gọi là "bộ rung Hertz" và một "bộ cộng hưởng" để phát hiện những dao động điện đó. Với thiết bị như trên, ông xác lập được quá trình cảm ứng và tương tác của các mạch điện.

Năm 1888, ông đã thu được sóng điện từ đầu tiên như thuyết Maxwell tiên đoán và đã chứng minh rằng sóng điện từ đồng nhất với sóng ánh sáng, rằng sự di chuyển của ánh sáng và điện cùng nhanh như nhau và các tia Cathode có thể xuyên qua những tấm ván hay những tấm nhôm mỏng.

Năm 1889, Hertz trở thành giáo sư tại trường Đại học Bonn. Năm 1891, ông đã tổng kết những công trình của mình, khẳng định những lý thuyết của Maxwell. Ông cũng đã khám phá ra nhiều tính chất của ánh sáng tử ngoại, nghiên cứu điện động lực các môi trường chuyển động, chế tạo ra các dao động tử hở. Kết quả của các công trình nghiên cứu của Hertz đều được ghi chép và tập hợp lại trong 3 tập kỷ yếu sau: Tạp tuyển, Nghiên cứu về sự lan truyền của các lực điện và Nguyên lý cơ học.

Ông mất ở Bonn ngày 1-1-1894, mới có 37 tuổi. Để ghi nhớ công lao của Hertz, người ta đã dùng tên ông để đặt cho đơn vị tần số.

1.2.2Thí nghiệm của Hertz về sóng điện từ

Nối một nguồn xoay chiều cao tần vào hai đầu của hai ống dây tự cảm L và L’, hai đầu còn lại của L và L’ nối với hai thanh kim loại có hai quả cầu kim loại A,B khá gần nhau. Khi điều chỉnh hiệu điện thế và khoảng cách giữa A , B sao cho có hiện tượng phóng điện giữa A, B thì tại mọi điểm trong không gian lân cận A và B đều có một cặp vectơ cường độ điện trường và cường độ từ trường biến thiên theo thời gian.

Sự tạo thành sóng điện từ:



Hình 1.4. Sóng điện từ tự do

Kết quả thí nghiệm của Hertz được giải thích bằng hai luận điểm của Maxwell. Khi có sự phóng điện, điện trường giữa A và B giảm, biến đổi theo thời gian, theo luận điểm thứ hai của Maxwell, điện trường biến đổi ở 0 sẽ sinh ra một từ trường nghĩa là tại các điểm M, M1,M2,… xuất hiện các vectơ cường độ từ trường , …cũng biến đổi theo thời gian.

Theo luận điểm thứ nhất của Maxwell, từ trường biến đổi theo thời gian lại sinh ra điện trường xoáy, do đó tại các điểm M, M1,M2 …lại xuất hiện các vectơ cường độ điện trường.

Như vậy, trong quá trình phóng điện giữa A và B cặp vectơ và luôn chuyển hoá cho nhau và được truyền đi từ điểm này tới điểm khác trong không gian, quá trình truyền đó tạo thành sóng điện từ.

Sóng điện từ là trường điện từ biến đổi truyền đi trong không gian.

Chương 2.PHƯƠNG TRÌNH SÓNG ĐIỆN TỪ

2.1Khái niệm sóng điện từ

2.2Hệ phương trình Maxwell mô tả trường điện từ tự do

• 
  Từ trường biến thiên tạo ra điện trường xoáy (hiện tượng cảm ứng điện từ).
  
• 
  Điện trường biến thiên tạo ra từ trường xoáy (hiện tượng dòng điện dịch).
  

Hệ phương trình Maxwell:

 (2.1)

Qua hệ phương trình Maxwell, ta thấy sự có mặt của trường điện từ bao giờ cũng phải gắn với điện tích, dòng điện. Mặt khác, qua hệ phương trình Maxwell, dù  = 0, = 0 thì vẫn có thể có ≠0, ≠ 0. Khi đó, hệ phương trình Maxwell mô tả điện từ ở nơi không có mặt điện tích, đó là trường điện từ tự do, tồn tại dạng sóng, nên gọi là sóng điện tự do. Hệ phương trình Maxwell lúc đó trở thành:

 (2.2)

2.3Phương trình sóng điện từ

rot=- 

 grad div - = -_o_o 

Vì div= 0 nên ta lập được phương trình cho vectơ cường độ điện trường:

- _o_o^ = 0 (2.3)

Tương tự, ta có:

rot= _o_o 

 rot rot= _o_o rot

 grad div- = -_o_o 

Vì div= 0 nên ta lập được phương trình vectơ cảm ứng từ:

- _o_o ^ = 0 (2.4)

(1) và (2) có dạng giống nhau, được gọi là phương trình sóng không có vế phải, hay là phương trình d’Alembert. Gọi  là trường vô hướng đại diện cho một trong các thành phần của điện trường hoặc từ trường, thì  thỏa phương trình sóng vô hướng:

 - _o_o ^ = 0 (2.5)

Chương 3.PHÂN LOẠI SÓNG ĐIỆN TỪ

Hình 3.1. Phân loại sóng điện từ theo tần số và bước sóng

Tần số	Bước sóng	Ký hiệu	Thông tin
0	300 000 km	V.L.F.	Hạ âm
10Hz	30 000km		Âm nhạc - Âm nghe được
30kHz	10km
300 kHz	1km	L.F.	Siêu âm - Radio - Sóng dài
3000 kHz	100 m	M.F.	Radio - Sóng trung
30 MHz	10 m	H.F.	Radio - Sóng ngắn
300 MHz	1 m	V.H.F	Radio - Sóng cực ngắn - TV Radar
3000MHz	1 dm	U.H.F.	Lò vi ba
30 GHz	1 cm	S.H.F Vô tuyến viễn thông E.H.F qua vệ tinh
300 GHz	1 mm
3000 GHz	0,1 mm	Ánh sáng	Tia hồng ngoại
30 THz	0,01mm
300 THz	1µm
	0,8 µm0,4		Ánh sáng thấy được
3000 THz	0,1µm	Mềm	Tia cực tím
3.1016 Hz	0,01µm
3.1017 Hz	0,001µm
3.1018 Hz	1 A0	Tia cứng	Tia X quang
3.1019 Hz	0,1 A0
3.1020 Hz	0,01 A0
3.1021 Hz	0,01 A0		Tia gamma
3.1022 Hz	10-1 A0
3.1023 Hz	10-5 A0
3.1024 Hz	10-6 A0		Tia vũ trụ

Bảng 3.1. Phân loại sóng điện từ theo bước sóng và tần số.

Каталог: nonghocbucket -> UploadDocument server07 id24231 50525
UploadDocument server07 id24231 50525 -> Lời mở đầu 1 Chương 1: Sự phát triển của các hệ thống thông tin di động 3
UploadDocument server07 id24231 50525 -> ĐẠi học quốc gia thành phố HỒ chí minh trưỜng đẠi học kinh tế luậT
UploadDocument server07 id24231 50525 -> Chuyªn ®Ò tèt nghiÖp
UploadDocument server07 id24231 50525 -> Dự án vie/61/94 Hỗ trợ xúc tiến thương mại và phát triển xuất khẩu ở Việt Nam nguyên tắc marketing
UploadDocument server07 id24231 50525 -> MỤc lục phòng tổ chức nhân sự VÀ tiền lưƠng 11 phòng kiểm tra và kiểm toán nội bộ 12 trung tâm thông tin và CÔng nghệ tin họC 12
UploadDocument server07 id24231 50525 -> Tại các thị trường Nhật, eu, Hoa Kỳ
UploadDocument server07 id24231 50525 -> TÀi liệu tham khảo môn học tư TƯỞng hồ chí minh phần: Tập trích tác phẩm của Hồ Chí Minh TÀi liệU ĐỌc thêM
UploadDocument server07 id24231 50525 -> THỜi kì SƠ khai củA ĐIỆn từ HỌC: 2 những phát hiệN ĐẦu tiên về ĐIỆn và TỪ CỦa ngưỜi hy lạP: 2
UploadDocument server07 id24231 50525 -> MỤc lục danh mục bảng danh mục hình chưƠng I. TỔng quan về CÔng ty 1 SỰ HÌnh thành và phát triển của công ty

tải về 285.06 Kb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: