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.

Vzdialenosti a časy

13.03.2017

Znovu píšem nezáživný článok z fyziky do prepolitizovaných blogov. Podobné články som písal ale tento som spresnil a zjednodušil. Píšem článok trocha odzadu pretože chcem ešte odvodiť viac »

Čierne diery a rozmery

09.02.2017

V predchadzajúcom blogu som niečo napísal o Planckovej konštante a Planckovej dĺžke. Plancková dĺžka je odvodená zo základných konštánt vo vesmíre ktoré máme zapracované vo vzťahoch viac »

Energia hmota a gravitácia III.

24.01.2017

V predchadzajúcom blogu som písal o únikovej rýchlosti. Úniková rýchlosť je odvodená zo vzťahu r=2*G*M/v2. Špeciálny prípad nastane ak vu=c. Toto nastane pri ochladení niektorých hviezd viac »

Basketbalový klub Petržalka

Basketbalový klub Petržalka

23.03.2017 00:26

BK Petržalka - OZ, cieľom klubu je viesť deti a mládež k pravidelnému športu. Máme cca 60 dievčat, vek 8-16 rokov v mládežníckych družstvách a prípravkách v Petržalke

Tobias Ellwood

Londýn má nového hrdinu. Britský politik zachraňoval zraneného policajta

22.03.2017 21:32

Britský tajomník pre záležitosti Blízkeho východu Tobias Ellwood zasahoval pri záchrane zraneného policajta.

Rex Tillerson

USA vyzvali spojencov na zintenzívnenie boja proti IS

22.03.2017 21:17

Tillerson vyzval členov medzinárodnej koalície, ktorá bojuje proti IS na území Iraku a Sýrie, aby vo vyššej miere prispeli k úsiliu o porazenie tejto skupiny.

Útok v Londýne,

Svet reaguje na útok v Londýne: Terorizmus je absolútne zlo

22.03.2017 20:04

Poprední svetoví politici vyjadrili, po zrejmom teroristickom útoku v Londýne, Británii podporu a solidaritu.

Štatistiky blogu

Počet článkov: 91
Celková čítanosť: 150924x
Priemerná čítanosť článkov: 1659x

Autor blogu

Kategórie