Električni titraji, elektromagnetski valovi, Maxwellova teorija
Električni titraji, elektromagnetski valovi, Maxwellova teorija Električni titraji, elektromagnetski valovi, Maxwellova teorija
Električni titraji Elektromagnetski valovi Maxwellova teorija Daria Ljubobratović MF4 2006./07.
- Page 2 and 3: O električnim titranjima • 1842.
- Page 4 and 5: O električnim titranjima • B. Fe
- Page 6 and 7: Otkriće elektromagnetskih valova i
- Page 8 and 9: Otkriće elektromagnetskih valova i
- Page 10: Primjena elektromagnetskih valova
<strong>Električni</strong> <strong>titraji</strong><br />
Elektromagnetski <strong>valovi</strong><br />
<strong>Maxwellova</strong> <strong>teorija</strong><br />
Daria Ljubobratović<br />
MF4 2006./07.
O električnim titranjima<br />
• 1842. god. Henry ponavlja Savartove pokuse i zaključuje<br />
da nabijanje leydenske boce nije jednoznačni prijenos<br />
elektriciteta s jednog obloga boce na drugi, već postoji<br />
prijelaz glavnine naboja u jednom smjeru, a zatim ima<br />
više prijelaza koji su sve slabiji, sve dok ne nastupi<br />
ravnoteža<br />
• Helmholtz (O održanju sile) zaključuje da izbijanje<br />
leydenske boce nije gibanje elektriciteta u jednom<br />
smjeru, već “gibanje tamo i nazad između obloga, kao<br />
titranje, koje se sve više smanjuje, sve dok se sva živa<br />
sila ne poništi sumom protivljenja”<br />
Daria Ljubobratović, MF4, 2006/07
O električnim titranjima<br />
• 1853. god. W. Thomson je na proces nabijanja<br />
kondenzatora primijenio zakon održanja energije i izveo<br />
jednadžbu nabijanja i donio zaključak: “glavni vodič tjera<br />
svoj naboj, nabijajući se manjom količinom elektriciteta<br />
suprotnog predznaka, zatim se ponovno nabija još<br />
manjom količinom elektriciteta početnog predznaka i ta<br />
se pojava ponavlja vrlo mnogo puta, sve dok se ne<br />
uspostavi ravnoteža”<br />
• Razvio je teoriju o električnom titranju u električnom<br />
krugu, koji se sastojao od kondenzatora i zavojnice i<br />
izveo formulu: T = 2 π LC<br />
Daria Ljubobratović, MF4, 2006/07
O električnim titranjima<br />
• B. Feddersen je u rotirajućem zrcalu motrio sliku iskre pri<br />
izbijanju naboja leydenske boce. Leydensku je bocu<br />
izbijao preko zavojnice kroz iskrište. Zaključio je da: ”u<br />
električnoj iskri dolazi do suprotne struje i da se vrijeme<br />
jednog titraja povećava s drugim korijenom iz električki<br />
nabijene površine”<br />
• Hertz (1887. god.) opisuje mogućnost dobivanja titranja,<br />
koja su oko sto puta veće frekvencije od onih koje je<br />
promatrao Feddersen. Iz njegovih računa je slijedilo da<br />
se ta titranja nalaze između zvučnih titranja tijela i<br />
svjetlosnih titranja etera<br />
Daria Ljubobratović, MF4, 2006/07
Otkriće <strong>elektromagnetski</strong>h valova i<br />
eksperimentalne potvrde Maxwellove<br />
teorije<br />
• Poznavali su svijetlosne, toplinske i ultraljubičaste zrake<br />
• 1846.god. C. Knoblauch proučavao je interferenciju, ogib<br />
i polarizaciju toplinskih zraka<br />
• Na osnovi pokusa zaključuje da toplinske zrake imaju<br />
veću valnu duljinu od svjetlosnih. Na osnovi tog otkrića<br />
moglo se pretpostaviti da je vidljivi dio svjetlosti samo dio<br />
spektra.<br />
• Hertz je izvodi pokuse u kojima je između dvije metalne<br />
kuglice titrala el. iskra sve dok se nije uspostavila<br />
ravnoteža. Ako je M. <strong>teorija</strong> ispravna trebao bi se uočiti<br />
em. val, kojeg je uzrokovalo titranje električne iskre.<br />
Daria Ljubobratović, MF4, 2006/07
Otkriće <strong>elektromagnetski</strong>h valova i<br />
eksperimentalne potvrde Maxwellove<br />
teorije<br />
• Hertz je nastavio istraživanje djelovanja oscilatora kojim<br />
je proizvodio titranja električne struje na prijamnik<br />
• Prešao je na proučavanje pojave na većoj udaljenosti i<br />
uočio ako je udaljenost prijamnika od oscilatora manja<br />
do 1 metra da je tad raspodjela električne sile slična kao<br />
kod dipola. A na većim udaljenostima od 3 m polje je<br />
opadalo znatno sporije i nejednako u različitim<br />
smjerovima. Rezultati mjerenja nisu se slagali s teorijom<br />
djelovanja na daljinu.<br />
• Hertz je produžio istraživanja u valnom području svog<br />
oscilatora, kojemu je polje izračunao i iz teorije.<br />
Daria Ljubobratović, MF4, 2006/07
Otkriće <strong>elektromagnetski</strong>h valova i<br />
eksperimentalne potvrde Maxwellove<br />
teorije<br />
• To se polje rasprostire u prostoru brzinom svjetlosti c i<br />
pri tome se u pravcu osi dipola ne zrači. Maksimalno je<br />
zračenje u smjeru koji je okomit na os dipola.<br />
• Ti računi su osnova teorije zračenja antene i klasične<br />
teorije zračenja atoma i molekula<br />
• Hertz je dobio eksperimentalno em. valove koji su bili<br />
predviđeni Maxwellovom teorijom i pokazao je njihovu<br />
istovrsnost sa svjetlosnim <strong>valovi</strong>ma.<br />
• Hertz je opisao svoje pokuse o rasprostiranju, odbijanju,<br />
lomu i polarizaciji em. valova. Izradio je zrcala (Hertzova)<br />
za pokuse s tim <strong>valovi</strong>ma i prizmu od tvrde smole.<br />
Daria Ljubobratović, MF4, 2006/07
Otkriće <strong>elektromagnetski</strong>h valova i<br />
eksperimentalne potvrde Maxwellove<br />
teorije<br />
• Svi su ti pokusi dokazali punu analogiju em. valova i<br />
valova svjetlosti.<br />
• Hertz je dokazao valnu prirodu em. zračenja, a samim<br />
tim i ispravnost cjelokupne Maxwellove elektrodinamike<br />
• 1890. god. Ernst Lecher je našao metodu motrenja i<br />
mjerenja valne duljine em. valova uz pomoć<br />
rezonancije.<br />
• 1876. god. Adolfo Bartoli na osnovi termodinamičkih<br />
razmišljanja došao do zaključka da postoji tlak svjelosti<br />
• Lebedev izvodi pokus u kojem pokazuje da postoji tlak<br />
svjetlosti na površinu na koju svjetlost pada<br />
Daria Ljubobratović, MF4, 2006/07
Primjena <strong>elektromagnetski</strong>h<br />
valova<br />
• Hertz nije smatrao da bi se em. <strong>valovi</strong> mogli primjeniti,<br />
no njegovi su <strong>valovi</strong> bili početak radio tehnike<br />
• 1890. god. je Eduard Branley načinio pogodan prijemnik<br />
(detektor ) električnih titranja. Taj detektor Oliver Lodge<br />
naziva “koherer” i kaže za njega da je to zadivljujući<br />
detektor Hertzovih valova koji registrira iskru na<br />
udaljenosti od 40m.<br />
• Rutherford 1894. god. utvrđuje da se zbog djelovanja<br />
električnih titranja smanjuje magnetiziranost željezne<br />
jezgre i da to treba iskoristiti u detektiranju el. titranja.<br />
Kasnije objavljuje o uređaju koji detektira em. valove i na<br />
većim udaljenostima<br />
Daria Ljubobratović, MF4, 2006/07
Primjena <strong>elektromagnetski</strong>h<br />
valova<br />
• 1896. god. Guglielmo Marconi prijavljuje patent na svoje<br />
otkriće “usavršeno za predaju električnih impulsa i<br />
signala i uređaju za njega”.<br />
• 1895. god. Aleksandar Popov je izradio prvi radio<br />
prijemnik i otkrio mogućnost praktičnog korištenja em.<br />
valova<br />
Daria Ljubobratović, MF4, 2006/07
Change language