 |
 |
 |
 |
3 92
А. РИГИ
Интерференция волн, отра>1<енных двумя металлическими пластинками, образующими между собой тупой угол (аналогично опыту с зеркалами Френеля), была показана Л. Больцманом.
Если расположить осциллятор (без рефлектора) вблизи большого цинкового листа, то при перемещении резонатора очень хорошо наблюдаются узлы и пучности, возникающие благодаря интерференции между непосредственно приходящими волнами и волнами, отраженными под углом цинковой пластиной. Этот опыт аналогичен опыту Френеля для показа интерференции с одним зеркалом.
Чтобы ясно показать явление диффракции я разложил на столе АВ (фиг. 4) большой лист бумаги, на котором была изображена схема, служащая для элементарного объяснения явления диффракции. На схеме былт начерчена дуга круга DD с радиусом 70 см и центром в точке О и дуги АА, ВВ, СС, центры которых находятся в точке R, отстоящей от О на 110 см, а радиусы составляют соответственно RP-j-10 см, RP-j-20cm и RP-I-30 см. Так как длина волны 20 см, то дуга DD была тем самым в известном смысле градуирована по отношению к точке R. Точка Р является полюсом волны DD; РА, АВ, ВС... суть элементарные дуги; их концы находятся на расстояниях от точки R, последовательно увеличивающихся на 2 • Зти дуги являются сечениями элементарных зон цилиндрической волны DD.
Осциллятор был расположен на высоте 30 см над точкой О, а резонатор - на той же высоте над точкой R.
Поместив на АВ и на АВ две металлические вертикальные полосы высотой в 60 см, мы увидим, что искра в резонаторе становится значительно сильнее. Этот опыт полностью аналогичен опыту Френеля, который получил увеличение интенсивности света, закрывая диафрагмами вторую элементарную зону*.
Если расположить металлические полосы на CD и CD или даже на ВС и ВС, то незаметно никакого изменения. Это находит свое объяснение в том, что последующие зоны являются все менее и менее эффективными.
Две вертикальные пластинки, расположенные на BD и BD, сильно ослабляют искру и даже могут заставить ее исчезнуть. Это тот же опыт, который позволяет в оптике получить темноту в центральной части, благодаря наличию отверстия, пропускающего лишь четное число элементарных зон.
Если, оставляя на месте диафрагмы BD, BD, переместить резонатор в точку R, так что OR равно OR и BP равно АР, то искра опять становится весьма сильной. Это соответствует той светлой полосе, которую в оптике мы видим с каждой стороны темной центральной полосы.
Металлическая диафрагма, расположенная на BD, ослабляет искру, а помещенная на AD, наоборот, ее усиливает. Это явление аналогично тому, которое дает край непрозрачного тела.
Таким образом, мы видим, что принцип Гюйгенса применим к распространению электрических волн.
Фиг. 4.
1 Wied. Ann., t- XL, p. 309; 1890 { Настолщ. сборн., стр. 385}. * В i 1! е t. Optique physique, p- 104.
5. Взаимодействие нескольких резонаторов
Помещая несколько резонаторов в поле действия излучения, испускаемо "о осциллятором, снабженным параболическим рефлектором или без него, можно заметить, что смотря по обстоятельствам колебания какого-нибудь из этих резонаторов, либо ослабляются, либо, наоборот, усиливаются, благодаря присутствию другого.
Для упрощения я сначала дам объяснение этих явлений и затем коротко их опишу.
Резонатор, возбуждаемый излучением осциллятора, может рассматриваться, в свою очередь, как осциллятор, посылающий излучение того же периода, но эти собственные колебания резонатора не совпадают по фазе с падающими на него колебаниями и имеются основания полагать, что разность фаз составляет полволны; эта гипотеза согласуется лучше, 1
чем всякая другая, с наблюденными фактами. V ,
Как бы там ни было, приходится помнить, х что явления, о которых идет речь, не поддаются точным измерениям. Фиг. 5.
Можно показать многими способами, что возбужденный резонатор является источником излучения, способного возбудить второе подобное же устройство.
Наиболее простой способ заключается в том, что к резонатору, расположенному вертикально, мы приближаем другой, расположенный горизонтально и в направлении, перпендикулярном к направленкю электрического излучения. Если конец горизонтального резонатора находится на той же высоте, что и один из концов вертикального, то в первсм резонаторе появляются весьма сильные искры, которые при таком расположении, очевидно, не могут возбуждаться непосредственным действием осциллятора.
Установив это, рассмотрим два резонатора R и R, расположенные на одной прямой с осциллятором О (фиг. 5). Резонатор R в присутствии R дает всегда более слабые искры, чем в том случае, когда имеется он один. Это можно объяснить, заметив, что R подвержен действию как излучения осциллятора О, так и излучения резонатора R, которые сдвинуты по фазе на каково бы ни было расстояние RR.
Наоборот, искры R будут усилены в присутствии R, если RR=.
Это явление может быть объяснено так: к разности фаз колебаний, исп}-
скаемых R, прибавляется вторая разность фаз, обусловленная тем, что
расстояние RR пройдено дважды -колебаниями, которые идут от О к R и потом теми, которые идут от R к R.
Если два резонатора, как R и R", лежат на волновой поверхности,
они усиливают друг друга, если расстояние между ними RR" равно ,
так как фазы колебаний, приходящих к одному из резонаторов от второго резонатора и от осциллятора, одинаковы. Еслисближать R и R", то искры ослабевают и даже могут исчезнуть; при этом, если оба резонатора обладают неодинаковой чувствительностью, то менее чувствительный потухает первым.
Мне кажется, что можно следующим образом объяснить остроумные опыты Гарбасо [Garbasso] (Atti della R. Асе. di Torino, mars 1893), которые, согласно их автору, показывают, что нужно отказываться от объяснения множественного резонанса, данного гг. Пуанкаре и Бьеркнесом, и допустить одновременное испускание осциллятором колебанИ11 многих различных периодов. В действительности, естественно, что заслон, образованный одинаковыми резонаторами, которые в этих опытах расположены между осциллятором и резонатором, тушит колебания последнего, если имеется согласование периодов, и не тушит их, если такого согласования нет. В первом случае волны, испускаемые заслоном, интерферируют в последнем резонаторе с теми, которые приходят прямо от осциллятора. Объяснение г. Бьеркнеса, таки.м образом, ire лишается силы.
Если перед металлической пластинкой L на расстоянии от нее поместить резонатор R, то, как известно, он не даст искр, однако они появлякт-ся, как только второй резонатор R помещен посредине между R и L.
Я оставляю в стороне большое число других опытов, которые мои(Но произвести с двумя или несколькими резонаторами и результаты которых легко можно предзтадать.
Случ й, когда два резонатора не обладают одним и тем же периодом, представляет известный интерес и можно предвидеть, что их взаимодействие должно приводить к взаимному ослаблению и гашению. Если, например, два резонатораrюмeщeнывR и Rиecли их периоды довольно сильн-? различаются (один имеет 11.5 см длины, другой 19),то можно заметттъ, что резонатор R перестает действовать, в особенности если это резонатор с меньшим периодом.
Несколько резонаторов R, R" вместо одного ведут к тому же рез/льтату!.
6. Явления, обусловленные диэлектриками
В течение опытов, которые я только что описал, я имел возможность констатировать не только то, что параллелепипеды из парафина, дерева и т. п., помещенные возле аппаратов, могут несколько менять интенсивность искр, что в большинстве случаев понятно, но что некоторые диэлектрики, располои<енные междз осциллятором и резонатором, значительно увеличивают яркость искр, тогда как другие, помещенные в тех же условиях, их ослабляют или заставляют совсем исчезнуть. Более того, если переместить диэлектрики в поперечном направлении, то можно получить противоположный эффект, т. е. диэлектрик, который ранее усиливал искру, теперь ослабляет ее. и наоборот.
Если диэлектрик имеет форму толстой пластинки, расположенной перпендикулярно к направлению распространения изл}/чения. его действие очень заметно и различнов зависимости от того, как}ю часть волны пластинка закрывает. Эффект почти равен нулю, если пластинка достаточно протяженна и закрывает волну целиком.
Это указывает тот путь, следуя по которому надо искать характерные особенности явления; достаточно помещать диэлектрик последовательно в различные элементарные зоны, на которые можно представить себе разделенной падающую на него волну.
В этих опытах я экспериментировал с самыми малыми аппаратами (Х=7.5см). Пусть О - осциллятор, помещенный в фокусе своего зеркала.
R -резонатор, за которым на расстоянии- расположена вертикальная
узкая полоса цинка, предназначенная для увеличения его чувствитель-«ости (§ 3). Вертикальный цилиндре, 4см в диаметре, может перемещаться
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 [ 127 ] 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156