Номер 1, страница 158 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 31. Опыты Герца. Свойства электромагнитных волн. Задания и упражнения - номер 1, страница 158.

Условие.

1. Почему Герц использовал в качестве приёмника электромагнитного излучения колебательный контур, который был устроен так же, как и вибратор? Почему он назвал его резонатором?

Решение.

Почему Герц использовал в качестве приёмника электромагнитного излучения колебательный контур, который был устроен так же, как и вибратор?

Генрих Герц использовал приёмник, конструктивно идентичный излучателю (вибратору), для того чтобы добиться явления резонанса. Излучатель (вибратор Герца) представляет собой открытый колебательный контур, который генерирует электромагнитные волны с определённой собственной частотой колебаний $f_0$. Эта частота зависит от параметров контура — его индуктивности $\text{L}$ и ёмкости $\text{C}$ — и определяется формулой Томсона: $f_0 = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}$.

Для эффективного обнаружения этих волн приёмник, который также является колебательным контуром, должен быть «настроен» на ту же самую частоту $f_0$. Когда частота приходящей электромагнитной волны совпадает с собственной частотой приёмного контура, возникает явление резонанса. При резонансе амплитуда вынужденных электрических колебаний в приёмнике резко возрастает. В результате даже слабая электромагнитная волна может вызвать в приёмнике ток, достаточный для пробоя искрового промежутка, что и служило для Герца индикатором приёма волны. Самый простой и надёжный способ добиться совпадения собственных частот излучателя и приёмника — это сделать их конструктивно одинаковыми.

Ответ: Герц использовал приёмник такой же конструкции, как и вибратор, чтобы их собственные частоты колебаний совпадали. Это было необходимо для возникновения резонанса, который многократно усиливал колебания в приёмнике и делал возможным обнаружение электромагнитной волны по появлению искры.

Почему он назвал его резонатором?

Приёмный контур получил название «резонатор», потому что его принцип действия целиком основан на явлении резонанса. Резонатор — это любая система, способная совершать колебания, которая сильно откликается (резонирует) на внешнее периодическое воздействие, если частота этого воздействия совпадает с собственной частотой колебаний системы. Поскольку приёмник в опытах Герца был специально создан для того, чтобы резонировать в ответ на электромагнитные волны от вибратора, это название точно описывало его физическую функцию. Наблюдение искры в приёмнике было прямым доказательством того, что он вошёл в резонанс с полем излучаемых волн.

Ответ: Он назвал его резонатором, так как основной принцип работы приёмника заключался в явлении резонанса — резкого усиления колебаний при совпадении частоты приходящей волны с собственной частотой приёмного контура.