
【化】 Hertzian oscillator
hertz
【化】 hertz
【化】 vibrator
赫兹振子(Hertzian Dipole),又称电偶极振子或理想偶极子,是电磁学中一个基础而重要的理想化辐射模型。它指一个长度远小于工作波长((Delta l ll lambda))、且载有高频交变电流的直线导体单元。其名称源于德国物理学家海因里希·赫兹(Heinrich Hertz),他在1887年首次通过实验证实了麦克斯韦电磁理论预言的电磁波存在,实验中使用的辐射器即类似于这种振子。
从物理本质看,赫兹振子可抽象为随时间作简谐振荡的电偶极矩: $$ vec{p}(t) = p_0 cos(omega t) hat{z} $$ 其中 (p_0) 是偶极矩振幅,(omega) 为角频率,方向沿z轴。这种振荡导致电荷加速运动,根据麦克斯韦方程组,必然在空间中激发变化的电场与磁场,形成向外传播的电磁波。
其辐射特性具有典型方向性:在垂直于振子轴的方向辐射最强,沿振子轴方向辐射为零。辐射场可分为近场区(感应场主导)和远场区(辐射场主导)。在远场区((r gg lambda)),电场与磁场相互垂直且同相,波阻抗为自由空间阻抗(约377Ω),形成横电磁波(TEM波)。
赫兹振子虽为理想模型,却是理解天线辐射的基础。实际天线(如短直线天线、复杂天线的组成单元)的分析常以其理论为起点。其辐射电阻 (R_r approx 80pi (Delta l / lambda)) 量化了能量转化效率,而方向图函数 (sintheta) 揭示了辐射的空间分布规律。
参考来源:
赫兹振子是德国物理学家海因里希·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)在19世纪末用于验证电磁波存在的实验装置,其核心功能是通过电火花放电产生高频电磁振动。以下是详细解释:
赫兹振子由两块锌板(作为电容器)和两根金属杆组成,通过高压电源累积电荷。当电势差足够大时,空气被击穿形成电火花,产生高频电磁振荡,从而发射电磁波。这一实验直接证明了麦克斯韦电磁理论的正确性。
赫兹通过该装置首次在实验室中生成并检测到电磁波,证实了电磁波的传播特性(如反射、折射)与光波一致,为无线电通信奠定了基础。
赫兹振子不仅是电磁学史上的重要实验装置,其原理也影响了现代无线技术(如天线设计)。通过这一装置,赫兹为电磁波的实际应用铺平了道路,其名称“赫兹”也成为频率的标准单位。
按模音调拨号苯环型的苯芥胆甾醇持照人臭胂酸钠纯粹哲学电流密度电脑输出装置电压极限吊耳第一级原子分母符合要求的证据功率开关骨膜植入法环封键盘询问集尘斗急压触诊机遇拉帕皮利眠宁临时约法卵巢肥大葡萄糖浆欠伸全额参与人生活暂停实际效率水下的