Вибратор Герца


Вибра́тор Ге́рца (симметричный вибратор[⇨], диполь Герца) — простейшая антенна, устройство для излучения и приёма электромагнитных волн. Представляет собой относительно короткий (по сравнению с длиной волны) прямолинейный электрический проводник с разрывом посередине, питаемый (в режиме излучения) в точках разрыва генератором тока высокой частоты. Первые эксперименты с подобной антенной были осуществлены Генрихом Герцем в 1886—1888 годах[* 1].

В электродинамике под диполем Герца понимают модель в виде элемента (короткого фрагмента) прямолинейного переменного электрического тока малой длины с постоянными по всей длине амплитудой и фазой колебаний[1][* 2].

Первый вибратор Герца[2] в его экспериментах 1886—1888 годов представлял собой прямой медный провод длиной 2,6 м и диаметром 0,5 см, разрезанный посередине — в этом месте на провод были насажены два медных шарика диаметром 3 см, соединённые с выводами катушки Румкорфа. Длина искрового промежутка между шариками была около 0,7 см. На концах провода располагались два шара диаметром 30 см, изготовленные из толстого цинкового листа. Шары можно было передвигать по проводу и таким образом изменять электрическую длину вибратора[3]:140. В некоторых опытах шары заменялись квадратными пластинами 40×40 см[4]. С помощью этого вибратора, установленного вертикально на расстоянии 13 м от металлической поверхности стены, и приёмной проволочной рамки с малым искровым промежутком Герц обнаружил узлы и пучности стоячей волны. Длина волны в этих опытах оказалась около 9 м[5] (частота 30 МГц).

Для исследования отражения, поляризации и преломления надо было значительно уменьшить первоначальную длину электромагнитных волн. Для этого Герц построил вибратор из двух металлических цилиндров диаметром 3 см и длиной 13 см и поместил его вдоль вертикальной фокальной линии двухметрового параболического зеркала (рефлектора). Обращённые друг к другу основания цилиндров оканчивались шаровыми поверхностями диаметром 4 см, искровой промежуток между ними составлял 0,3 см. Длина волны в этих опытах была примерно 60 см (частота 500 МГц). В опытах применялась также призма из асфальта высотой 1,5 м[6][7][8]. Для приёма электромагнитных волн применялся вибратор из двух прямых проводов длиной 50 см и диаметром 0,5 см, установленный вдоль вертикальной фокальной линии своего рефлектора. Обращённые друг к другу концы проводов вибратора находились на расстоянии 5 см и имели проволочные выводы длиной 15 см, уходящие за рефлектор и оканчивающиеся малым искровым промежутком[6].

После исследований Герца многим физикам в других европейских странах захотелось повторить его эксперименты и провести собственные исследования электромагнитных колебаний[9] или использовать подобные приборы в демонстрационных целях.