Радиоволны

Вы включаете радиоприемник и слушаете по желанию оперу и; Ленинграда, концерт из Таллина, футбольный матч на московском стадионе, киевский хор, лекцию из Казани... Что же позволяет вам подчинять своей воле это научно-техническое чудо — мгновенно "перебрасывать" свое ухо из Москвы в Ташкент, из Владивостока в Тбилиси, из Варшавы в Прагу?

Настройка. Поворачивая рычажок на приемнике, вы "настраиваетесь" на волны различной длины.


Понятие радиоволн прочно вошло в быт, и все мы давно освоились с ним, оно стало настолько обычным и привычным, что ни у кого не возникает сомнений в существовании радиоволн, хотя их не видно, не слышно и невозможно потрогать. Но потрогать нельзя и воздух, нельзя увидеть тепло или услышать электрический ток.

Колебательные движения

Волна бежит, а веревка остается на месте. Волна бежит вдоль нее колеблются же части веревки в поперечном направлении.

Правда, воздух, тепло и электричество можно ощущать, а радиоволны никак не воспринимаются органами чувств. Но ведь и магнитные силы совершенно не влияют на эти органы: они и не светят, и не звучат, и не греют, и не пахнут. Однако, действуя в электромагнитах, они поднимают многотонные глыбы железа.

Что же представляет собой "радиоволна"? И что такое вообще "волна"?
При этом слове в воображении возникает образ волнующегося моря, озера, пруда, реки. Но волны бывают не только водяные: порывы ветра вызывают волны в траве и на полях ржи, пшеницы. Еще один пример: привяжите к гвоздю в стене веревку и, зажав ее свободный конец в руке, отойдите от стены. Трясите веревку, и по ней побегут волны.

Отметим важное обстоятельство: волны "бегут", а среда, в которой они возникают (веревка, рожь, трава, вода), остается на месте. Это значит: при волнении и вода, и рожь, и веревка хотя и движутся, но никуда не уходят. Вода остается в пруду, колосья — прочно в почве, а веревка — привязанной к стене. Что же за "движения на месте" они совершают?

Колебательные движения

Мы хорошо знакомы с подобными движениями: они совершаются туда и обратно. Так можно качаться на стуле, не сдвигаясь с одной точки пола; так движется, не сходя с места, и часовой маятник. Вот волна подбрасывает на пруду щепку. Поднимаясь и опускаясь, щепка только следует колебаниям частиц воды. Тем самым, между прочим, она показывает их направление.

Воздушные волны

Колеблющаяся пластинка "волнует" воздух — возбуждает в нем попеременно быстро следующие друг за другом сгущения и разрежения. Это — продольные волны. Ударяя в органы слуха, они вызывают в них ощущение звука. Мы слышим музыкальный тон.

Обратим внимание на это обстоятельство: волны на воде бегут горизонтально — вдоль ее поверхности, а щепка движется вертикально — поперек этой поверхности. То же мы видим и на веревке: колебания совершаются не вдоль нее, а поперек. В таких случаях волны называются поперечными.

А колосья колеблются в том же направлении, в каком бегут волны: они наклоняются вперед и назад Похожее может происходить в ряду из нескольких, поставленных вплотную, человек. Если толкать крайних, каждый будет давить на следующего.Толчки волнами побегут через ряд, однако люди останутся на своих местах. Их движения будут лишь колебательными, причем колебания распространятся не вверх, вниз или в стороны, а вдоль ряда. Тут мы имеем дело с продольными волнами.

Мы уже знаем, что не всегда волны бывают, как на воде и веревке, видны. Это относится в первую очередь к воздушным волнам, поскольку их среда — воздух — невидима. Так, если зажать в тисках край какой-нибудь упругой пластинки, а свободный ее край отвести в сторону и отпустить, то пластинка будет несколько мгновений колебаться. Ее колебания вызовут быстро следующие друг за другом невидимые воздушные волны. Но хотя они и невидимы, мы все, же немедленно обнаружим их.

Для приема таких волн природа снабдила нас специальной аппаратурой — органом слуха. Достигнув этого органа, волны вызовут у нас ощущение звука: мы окажем, что колеблющаяся пластинка "гудит". По той же причине гудит, например, летящий шмель и пищит комар: их крылышки — это быстро колеблющиеся пластинки.