1. էլեկտրամագնիսական ալիքներ, ռադիո և հեռուստատեսություն

Ընդհանրացնելով էլեկտրական և մագնիսական դաշտերի մասին պատկերացումները, նրանց միջև եղած կապը բացահայտող փորձնական արդյունքները, Ջեյմս Մաքսվելը տվեց էլեկտրակամագնիսական մակածման օրենքի մաթեմատիկական նկարագիրը՝ ստեղծեց էլեկտրամագնիսական դաշտի տեսությունը:

 

 

Մաքսվելը հասկացավ էլեկտրամագնիսական մակածման երևույթի էությունը:

Նա նաև առաջ քաշեց մի վարկած.

Ելնելով իր իսկ ստեղծած տեսությունից՝ էլեկտրամագնիսական դաշտի հավասարումներից, Մաքսվելը կանխատեսեց էլեկտրամագնիսական ալիքների գոյությունը:
Այդ հանճարեղ կանխատեսման փորձարարական ապացույցները ստացվեցին Մաքսվելի մահվանից մոտ \(10\) տարի անց, գերմանացի ֆիզիկոս Հայնրիխ Հերցի կողմից:

 

 

Ըստ Մաքվելի՝ փոփոխական էլեկտրական դաշտի տատանումների շնորհիվ այդ նույն տիրույթում առաջանում է մագնիսական դաշտի տատանումներ, որոնք որոշ ուշացումով հաղորդվում են տարածության հարևան տիրույթներին առաջացնելով էլեկտրամագնիսական ալիք: Այսպիսով՝ Ի տարբերություն մեխանիկական ալիքների, որոնց տարածման համար անհրաժեշտ է առանձգական միջավայր, էլեկտրամագնիսական ալիքները կարող են տարածվել նաև վակումում, որտեղ նյութը բացակայում է:

 

Մեխանիկական ալիքների համար ստացված ալիքի տարածման \(v\) արագության, $\mathrm{\lambda }$ ալիքի երկարության և տատումների $\mathrm{\nu }$ հաճախության միջև կապի

\(v\)$=\mathrm{\nu }\cdot \mathrm{\lambda }$ հավասարումը ճիշտ է նաև էլեկտրամագնիսական ալիքների դեպքում:

 

Էլեկտրամագնիսական ալիքները մեխանիկականից տարբերվում են նաև տարածման արագության մեծությամբ: Էլեկտրամագնիսական ալիքի տարածման արագությունը զգալիորեն մեծ է մեխանիկական ալիքների տարածման արագությունից, և վակումում այդ արագությունը կազմում է՝

\(c\) \(=\) \(300000\) կմ/վ \(=\) $3\cdot {10}^8$ մ/վ, որը տեսական հնարավոր ամենամեծ արագությունն է: 

Էլեկտրամագնիսական ալիքի արագությունը նյութի մեջ ավելի փոքր է` \(v < c\), օդում մոտավորապես հավասար է \(c\)-ի, ջրում փոքրանում է \(1.3\) անգամ, ապակու մեջ՝ \(1.5\) անգամ:

Էլեկտրամագնիսական ալիքները հայտնագործելուց, նրանց մի շարք կարևոր հատկությունները բացահայտելուց հետո էլ Հերցը դրանց գործնական կիրառության հնարավորություն չէր տեսնում:

Այնուամենայնիվ, շատ շուտով էլեկտրամագնիսական ալիքները մեծ կիրառություն ստացան. մասնավորապես նրանց միջոցով իրականացավ ռադիոկապը:

Ռադիոկապը հնարավորություն է տալիս առանց հաղորդալրերի ազդանշանը՝ հեռագրային ազդանշանը, ձայնը, երաժշտությունը, հաղորդել հեռավոր վայրեր:

 

 

Ռադիոկապի իրականացման համար անհրաժեշտ են մեծ հաճախության էլեկտրամագնիսական ալիքներ, որոնք սակայն պետք է կրեն ձայնային ազդանշանի առանձնահատկություններ, այլապես ռադիոկապն անիմաստ կլինի: Դրա համար ռադիոհաղորդիչն ունի մոդուլյատոր կոչվող սարքը, որում տեղի է ունենում մեծ հաճախությամբ և ձայնային հաճախությամբ էլեկտրամագնիսական ազդանշանների վերադրում:

 

 

Ստացված ազդանշանը տրվում է ալեհավաքին, որը ճառագայթում է մեծ հաճախության էլեկտրամագնիսական ալիքներ, սակայն ոչ թե հաստատուն՝ այլ ձայնային հաճախությամբ փոփոխվող լայնույթով: Այսպիսի ալիքը կոչվում է լայնույթային մոդուլացված:

 

 

Լինում են նաև հաճախային մոդուլացված ալիքներ:

 

Ռադիոընդունիչի ալեհավաքը որսում է այդ ալիքները, այնուհետև դետեկտոր սարքի միջոցով այդ էլեկտրական ազդանշանից առանձնացվում է ձայնային հաճախությամբ ազդանշանը և տրվում է բարձրախոսին:

  

Ռադիոն հայտնագործել է ռուս գիտնական Ա.Պոպովը \(1895\)թ-ին:

 

 

Ռադիոալիքների միջոցով իրականացվում է ոչ միայն ձայնային ազդանշանների, այլ նաև առարկաների պատկերների հաղորդումը հեռավորության վրա, որն այնուհետև վեր է ածվել հեռուստատեսության:

 

Ի թիվս այլ գիտնականների՝ հեռուստատեսության գյուտարարների շարքում է նաև հայ ճարտարագետ Հովհաննես Ադամյանը: 

 

 

\(1907\)թ-ին նա հայտնագործել է երկգույն հեռուստացույցը, իսկ \(1925\)թ-ին գունավոր հեռուստացույցը:

 

                            

 

Ժամանակակից ծովային տրանսպորտում, ավիացիայում, ռազմական գործում, տիեզերագնացության ոլորտում մեծ դեր են կատարում ռադիոտեղորոշիչ սարքերը՝ ռադարները, որոնց շնորհիվ կարելի է որոշել հետազոտվող օբյեկտի կոորդինատները, շարժման ուղղությունը, արագության մեծությունը ժամանակի տվյալ պահին:

 

 

Ռադիոտեղորոշիչի հզոր գեներատորը ստեղծում է շատ կարճ տևողությամբ էլեկտրամագնիսական ալիքների իմպուլսներ, որոնք ալեցիրի օգնությամբ առաքվում են դեպի ուսումնասիրվող oբյեկտը: Օբյեկտը դրանք անդրադարձնում է, և սարքը գրանցում է այդ իմպուլսը:

 

Օբյեկտի հեռավորությունը որոշելու համար հատուկ սարքով չափվում է իմպուլսի առաքման և գրանցման պահերի միջև ընկած \(t\) ժամանակահատվածը: Այդ ընթացքում էլեկտրամագնիսական ալիքի իմպուլսը անցնում է $S=c\cdot t$ ճանապարհ: Մինչև օբյեկտ հեռավորությունը՝ \(R\)-ը, հավասար կլինի այդ ճանապարհի կեսին.

 

 

Ռադիոտեղորոշման մեթոդով շատ մեծ ճշտությամբ որոշվել են Երկրից մինչև Լուսին, Մերկուրի, Վեներա, Մարս, Յուպիտեր և այլ տիեզերական օբյեկտներ եղած հեռավորությունները: