قياس سرعة الموجات الكهرومغناطيسية بواسطة العالم “هرتز”

1997 قطوف من سير العلماء الجزء الثاني

صبري الدمرداش

KFAS

الموجات الكهرومغناطيسية هرتز الفيزياء

ذهب هرتز في عام 1883 إلى مدينة كييل بوصفه أستاذاً . وبدأ دراساته للنظرية الكهرومغناطيسية لماكسويل باحثاً عن إثبات تجريبي لها .

وكان من أول الأشياء التي وضع نصب عينيه إنجازها أن الموجات الكهرومغناطيسية إنما تستغرق وقتاً في انتقالها. نعم تأخذ وقتاً ، ولكن ما هو؟.

نحن نعلم – الآن – أن تلك الموجات تنتقل بسرعة 300,000 كم/ث . وقد حاول المجرِّبون من قبل قياس الزمن بين إرسال موجةٍ واستقبالها .

ولكن إذا كانت الغرفة التي يعملون فيها لا تعدو عشرة أمتار في الطول، فإن الموجة سوف تستغرق فقط جزءاً واحداً من 300,000,000 جزء من الثانية لتنتقل من أحد طرفي الغرفة إلى الطرف الآخر .

فكِّرَ هرتز في إمكانية الحصول على شرارة من تفريغ أي نوع من أنواع الموَصِّلات، إذ تبيَّن له أن تفريغ شحنة موصِّل ما يحدث ذبذبات يتراوح مقدارها بين 100,000,000  و 1000,000,000 دورة في الثانية

 

وكان عالمنا يجري تجاربه في مجالات الترددات العالية المستخدمة في الرادار الحديث وفي الاتصالات الموجية الدقيقة . وهنا ابتكر مؤشِّراً يساعد في استقبال الإشارات ، موقناً بإمكانية تحقيق ذلك .

ففي المكان الذي نريد أن نكشف فيه القوة نضع سلكاً مستقيماً في منتصفه ثُغرة لشرارة صغيرة ، حيث تعمل القوة المتناوبة تناوباً سريعاً في إثارة الكهرباء في الموصِّل وأحداث شرارة في الثغرة.

وقد كانت ثغرة الشرارة في جهاز عالمنا من الصغر بمكان بحيث لا تكاد تكون في سُمك ورق مؤلَّفنا هذا ! .

بهذا أوضح هرتز إمكانية إرسال الموجات واستقبالها . ولكن كيف أثبت أن الموجات تستغرق وقتاً أطول في انتقالها؟. لقد كان ضرورياً أن يتجه إلى المعلومات التي تُفصح عنها نظرية الصوت وإلى دراسات استاذه هلمهولتز.

 

إن موجتين، بناءً على نظرية تداخل الموجات، تصلان إلى نقطة من المصدر نفسه ولكن عن طريقين مختلفين : إما أن تُضاف كل منهما إلى أخرى ، وإما أن تلغي إحداهما الأخرى .

وعند تحريك جهاز الاستقبال من نقطة إلى أخرى ، فإن مواقف سكون تتبع مواقف استقبال . وتكون المسافة بين مواقف السكون هي طول نصف موجة.

وهكذا أرسى عالمنا قواعد جهاز إرساله واستقباله "المويجي" Microwave وعاكسه الجانبي. وأبعد جهاز استقباله تدريجياً وحصل فعلاً على مناطق متتالية لا يستقبل فيها إشارات، وأوجد بذلك طول الموجة، كما عيَّن سرعتها عن طريق ضرب عدد الذبذبات في الثانية × طول الموجة .

وهنا وجد أن سرعة الموجة الكهرومغناطسية هي سرعة الضوء ذاتها 300,000 كم/ ث . ويُبَيِّن شكل رقم (192) هرتز وهو يُجري إحدى تجاربه.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]