Волновое движение. Звук и его характеристики. Ультразвук. Переменное электромагнитное поле. Шкала электромагнитных волн, страница 17

Мы уже говорили о том, что опыты Эрстеда и Фарадея показали: электрическое поле (благодаря которому по проводнику течет электрический ток) порождает магнитное, и наоборот, - изменение магнитного поля приводит к возникновению электрического. Столь тесная связь этих полей объясняется тем, что они являются двумя составляющими одного и того же поля – электромагнитного. Теоретически эту идею впервые обосновал выдающийся английский физик Д.Максвелл. Из системы уравнений, предложенной им для описания изменений параметров электромагнитного поля в произвольной точке пространства, следовало, что оно распространяется в виде электромагнитных волн, скорость которых равна скорости света.

Ранее уже шла речь о том, что волна - это распространение колебаний в пространстве. Так, например, в случае звуковой волны распространяются колебания атомов и молекул, при этом колебаться начинают все более и более удаленные от источника звука молекулы. А что же колеблется в электромагнитной волне?

Прежде всего, по синусоидальному закону со временем t меняется вектор напря­женности электрического поля:

 =sin

(здесь Т- период колебаний вектора Е, - длина волны:  = сТ, где с - скорость волны; х- координата, отсчитываемая по оси, вдоль которой распространяется волна). Действи­тельно, если в точке с координатой  х=0 колебания происходят по закону

Здесь Е_в и В_о - амплитуды векторов⁾Е и В- Вектора Е и В электромагнитной волне все время остаются взаимно перпендикулярными, и, кроме того, - они перпенди­кулярны направлению распространения световой волны.

Теория Максвелла оставалась лишь теорией почти 25 лет. Экспериментально не существование электромагнитных волн доказал немецкий физик Г. Герц. Он создал устройство для генерации волн, получившее название вибратора Герца, а также прибор для их регистрации, провел серию блестящих опытов по изучению их свойств. Сейчас понятно, что работы Герца явились фундаментом, на котором построено здание кг современной радиотехники, однако в то время сам Герц в возможность практического применения электромагнитных волн не верил. Более того, по свидетельствам очевидцев; свою точку зрения он с жаром отстаивал: "И не спорьте, я сам открыл эти волны мне лучше знать!"

Герц открыл электромагнитные волны в 1888 году и продолжал работать над их изучением вплоть до своей смерти. Он умер, когда ему не было еще и тридцати семи лет, не дожив года до того, как наш соотечественник А.С.Попов изобрел первый радиоприемник (1895г.). Еще год спустя Попов вместе со своим помощником передали и приняли первую в истории радиограмму, записанную на телеграфную ленту. Телеграмма содержала  два слова: "Генрих Герц".

Громадные перспективы применения радиосвязи стали очевидны практически сразу же после первых испытаний устройства Попова, а уж в настоящее время жизнь без радио и телевидения просто нельзя себе и представить. Радио пришло во все сферы человеческой деятельности и, естественно, - на транспорт. Первую область применения ' на железных дорогах радио нашло на сортировочных станциях, связав диспетчеров и  дежурных с машинистами маневровых локомотивов.

Позднее появилась радиосвязь, позволяющая диспетчеру общаться с машинистами, которые ведут поезда от станции к станции, а теперь портативные радиостанции есть и у связистов, и у ремонтников, составителей поездов.