Založ si blog

Elektromagnetizmus vlny

Predpokladané elektromagnetické vlny bolo treba aj dokázať. Maxwell opísal elektromagnetickú vlnu vo vákuu, šíri sa rovnomernou rýchlosťou a je harmonická. Rýchlosť elektromagnetických vĺn je vlnová rýchlosť. Potom môžeme vypočítať vlnovú dĺžku λ=c/f. c je rýchlosť elektromagnetických vĺn resp. svetla, f je frekvencie vĺn a ω uhlová rýchlosť vlny. Podľa uhlovej rýchlosti môžeme určiť rotáciu, (zmenu elektrickej intenzity a zmenu magnetickej indukcie na čase.
Bola vtedy vypísaná dosť veľká odmena na dokázanie elektromagnetických vĺn. Ale iba v roku 1887 sa to darilo nemeckému vedcovi Heinrichovi Hertzovi. Pokus bol dosť primitívny ale na vzdialenosť 15 m dokázal preniesť tlmené elektromagnetické vlny.
Vybíjal kondenzátor cez cievku a kmity ktoré vznikli na cievke transformoval druhým vinutím cievky na vysielaciu anténu. Anténa bola zložená z dvoch kovových tyčí umiestnených v rovine vedľa seba na koncoch boli veľké gule ktoré zvyšovali kapacitu antény, zväčšila sa plochu antény, mohla pojať väčší náboj. Zdroj vytváral premenlivé elektrické napätie ktoré na anténe vytváralo medzi dvoma časťami antény zmenu elektrickej intenzity. Zmena elektrickej intenzity vytvárala zmenu elektromagnetickej indukcie.

Aby mohli antény dobre fungovať museli medzi sebou byť naladené na danú frekvenciu.  Predstavme si že budeme plynule ukladať a skladať elektrický náboj na povrchu antény. Tok náboja nám bude spôsobovať elektromagnetickú indukciu okolo vodiča. Prúd ktorý spôsoboval zmenu indukcie bude závislí od určitej vlastnosti antény trzv. indukčnosti označovanú L. Indukčnosť je schopnosť zachovať magnetickú energiu na povrchu vodiča resp. vnútri cievky. Kapacita antény je daná jej povrchom, a indukčnosť môže byť udaná dĺžkou antény.
Pri nabíjaní kondenzátora je prúd najprv vysoký, postupne klesá a napätie medzi elektródami vzrastá. Maximálnu hodnotu napätia na doskách kondenzátora dosiahne teoreticky až za nekonečne dlhú dobu. Pri cievke je to naopak. Najprv objaví sa napätie na svorkách cievky a potom keď napätie bude klesať prúd bude stúpať. Ak spojíme kondenzátor s indukčnosťou pri určitých hodnotách kapacity a indukčnosti bude pre určitú frekvenciu plynule prelievať elektrický náboj s kondenzátora do cievky, volá sa to rezonancia prúdov a napätí. Tieto vlastnosti pre danú frekvenciu musí spĺňať vysielacia aj prijímacia anténa. Vlnová dĺžka elektromagnetickej vlny nám musí určiť frekvenciu zdroja.

To bol vlastne kameň úrazu pri dokazovaní elektromagnetických vĺn. Navrhnúť zdroj ktorý by dodával dostatočne veľké premenlivé napätie na vysielaciu anténu tak aby zmena elektrickej intenzity bola čo najvyššia pri danej frekvencii. Problém ale hlavne bol ako budem vedieť že je tam elektromagnetická vlna bola vyrobená na vysielacej anténe. samozrejme musí byť anténa na ktorá ju bude snímať ale musíme tiež dokázať že sa tam niečo indukuje. Vtedy nebol prístroj na meranie takej frekvencie napätia. Urobil potom taký švindel, keď je tam zmena napätia na koncoch prijímacej antény tak pri musí tam preskočiť iskra keď sa zmení elektrická intenzita na koncoch antény.
Aby sme vytvárali plynulú zmenu elektrickej intenzity na anténe musíme ju pripojiť na striedavé napätie ktoré bude mať takú frekvenciu aby vyhovovalo kapacitnému odporu Xc=1/ω*C a indukčnému odporu Xl=ω*L antény. Uhlová rýchlosť ω =2π*f. Ak poznáme hodnotu ω a C potom si hodnotu L vypočítame podľa vzťahu ω²=1/L*C -> L=1/ω²C. Podľa toho si môžeme navrhnúť anténu. A tak isto zdroj signálu.
To bol asi problém vtedy pretože trafiť sa do týchto hodnôt na vtedajšie pomery bol problém. Prijímacia anténa tiež musí mať hodnoty ω²=1/L*C. pri anténach tiež závisí na ich konštrukciách všeobecne platí najlepšia antény sú rovnaké ale musia byť natočené v smere signálu a polarite signálu. Problém dôkazu elektromagnetických vĺn bol aj problém zhotovovaní antén pre danú frekvenciu. Vysielacia aj prijímacia anténa musela byť naladená na frekvenciu zdroja napájania vysielacej antény. Muselo sa to robiť iba skusmo. Určiť celkovú indukčnosť antény je dosť problém pretože musíme brať do úvahy aj indukčnosť prívodov na svorky antény zo zdroja.
Ako prijímaciu anténu použil ohnutý vodič do kruhu a v strede rozrezaný kde boli dve gule pre iskrište. Iskrište bolo koliesko s výstupkami. Otáčal ho medzi guľami keď sa výstupky priblížili ku guliam tak pri dostatočnej dobrej intenzite preskočila iskra. Amplitúda musela byť preto dosť vysoká. Tým že tá iskra preskočila dokázal platnosť elektromagnetických vĺn.Viac tomu ale nepredpokladal dôležitosť nevedel si predstaviť že by to k niečomu bolo dobré.

Nikola Tesla v tej dobe sa zaoberal striedavým elektrickým prúdom a navrhol vysielacie a prijímacie zariadenie. Popov a Marconi sa zaoberali prenosom elektromagnetických vĺn. O Marconimu ako vynálezca rádia sa tradovalo že ukradol Teslovi 18 patentov. Ale pravdou je že v roku 1905 uskutočnil diaľkový prenos cez Atlantik. Slovák Murgaš zostrojil v roku 1904 bezdrôtový telegraf čo mal veľký význam napr. v lodnej doprave prakticky až donedávna.

Čo by asi v dnešnej dobe povedali Maxwell a Hertz, ktorý si myslel že len vlny uniknú a ďalej sa využiť nedajú.

Planckove jednotky

13.11.2018

Prečo vlastne Planck vytvoril jednotky podľa konštánt. My sme stanovili základné jednotky meter a kilogram podľa určitých dohovorov. Meter je desať milióntina zemského kvadrantu. Kilogram je viac »

Planckove hodnoty

23.10.2018

Einstein zostavil rovnicu pre celkovú energiu telesa E=m·c2 a podľa Planckovej konštanty a frekvencie určil energiu fotónu Ef=h·f. Pokiaľ by sme miesto frekvencie fotónu udávali uhlovú rýchlosť viac »

Planckova konštanta

11.10.2018

Písal som minule, že planckova konštanta si zaslúži vlastný blog. Ako sa k nej dopracovalo. Pri skúmaní žiarenia celkom čierného telesa Anglický fyzici Raylegh a Jeans podľa úvahy, elektromagnetická viac »

Čierna hora, Podgorica, protest, žlté vesty

V Čiernej Hore sa od stredy chystajú protesty 'žltých viest'

10.12.2018 09:17

Sympatizanti opozície chcú, aby sa Čierna Hora stala lepšou krajinou - ako Francúzsko.

sprievod, moskva, rusko, cervene namestie, tank, hufnica

Rusi sú svetovou dvojkou vo výrobe zbraní za USA, predbehli Britániu

10.12.2018 09:10

Rusko sa vlani stalo druhým najväčším výrobcom zbraní za Spojenými štátmi merané tržbami zbrojoviek.

Arménsko, Nikol Pašinjan, voľby

Vo voľbách v Arménsku zvíťazila aliancia premiéra Pašinjana

10.12.2018 08:25

Podľa analytikov sa Pašinjan bude usilovať o dodržanie svojich sľubov a zároveň zostať za dobre s kľúčovým spojencom Ruskom.

Peniaze, jen, libra, dolár euro

Japonská ekonomika klesla najviac za štyri roky

10.12.2018 08:00

Japonská ekonomika v treťom štvrťroku klesla podľa revidovaných údajov v celoročnom prepočte o 2,5 percenta, čo bol najvyšší prepad za viac ako štyri roky.