Oosthoek encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 19-01-2019

Electrische trillingen

betekenis & definitie

Electrische trillingen zijn trillingen, waarbij zoowel de electrische als de magnetische kracht in een bepaald punt van de ruimte periodiek met den tijd verandert. Voor hetzelfde tijd-stip zijn de genoemde krachten ook periodieke functies van de plaats, in dier voege, dat, wanneer deze krachten in een bepaald punt eene maximale waarde bereiken, ze bij voortschrijding over een zekeren afstand, wederom eene maximale waarde bezitten. Bereiken de krachten steeds in dezelfde punten hare grootste waarde,dan hebben we te maken met staande e. t., veranderen deze punten periodiek, dan hebben we voortloopende e. t., die zich in eene bepaalde richting voortplanten. In meer ingewikkelde gevallen is er niet altijd sprake van eene voortplantingsrichting, ook wanneer we geen staande trillingen hebben.

De mogelijkheid van het bestaan van e.t. in de vrije ruimte volgde het eerst uit de theorie van Maxwell, doordat daarin aan den verschuivingsstroom dezelfde eigenschappen werden toegekend als aan den geleidingsstroom. Reeds vroeger (1859) waren door Feddersen e.t. in de sluitingsketen van een condensator waargenomen, waarvoor W. Thomson de verklaring had gegeven (zie CONDENSATOR-ONTLADING), terwijl Kirchhoff het geval behandelde van een condensator, verbonden met eene lange sluitingsketen. E. t. in de vrije ruimte werden het eerst door Hertz waargenomen. Door middel van den naar hem genoemdenoscillator, bestaande uit twee metalen bollen,verbonden door een rechten draad, bracht hij e. t. tot stand van hooge frequentie; de draad was in het midden onderbroken, zoodat aldaar eene electrische vonk — verkregen met behulp van een inductorium — kon overspringen.De aldus verkregen e. t., die door terugkaatsing tot staande trillingen werden gemaakt, onderzocht Hertz met behulp van een resonator, eene bijna gesloten cirkelvormige keten, die denzelfden trillingstijd heeft als de van buiten opvallende e.t. Dientengevolge ontstaan in den resonator e. t. en daarmede gepaard gaande vonken, wanneer deze in den juisten stand wordt gebracht ter plaatse, waar de amplitudo dere. t. het grootst is. Op deze wijze toonde Hertz het bestaan der e. t. aan, en mat hij de voortplantingssnelheid ervan, die hij gelijk vond aan twee derde deel der lichtsnelheid; later toonden Sarasin en de la Rive aan, dat tengevolge van eene fout deze bepaling onjuist was, en dat de juiste voortplantingssnelheid gelijk is aan die van het licht, zooals reeds uit de theorie van Maxwell volgde. Verder toonde Hertz ook aan, dat de e. t. teruggekaatst en gebroken worden op dezelfde wijze als lichtstralen, voor de breking gebruikte hij prisma’s van pek. Terwijl Hertz werkte met e. t. van eene golflengte van een meter ongeveer, hebben latere onderzoekers (Righi, Rubens), die zich veel hiermede hebben beziggehouden, veel kleinere golflengten tot stand gebracht, tot zelfs van 3 m.m. — Maxwell reeds heeft in zijne electromagnetische licht-theorie aangenomen, dat de lichtstralen, en dus ook de daarbij aansluitende warmtestralenuit e. t. zouden bestaan. De grootste tot nu toe waargenomen golflengte van warmtestralen bedraagt 0.3 m,m., zoodat er nog een gebied van golflengten tusschen de kortste met behulp van electrische middelen verkregen golflengte der e. t. en de grootste golflengte der warmtestralen overblijft. — Reeds Maxwell leidde af, dat de brekingsindex van een lichaam gelijk zou moeten zijn aan de tweede macht der diëlectrische constante; intusschen geldt deze betrekking, die door Boltzmann voor een aantal gassen is geverifiëerd, alleen voor groote golflengten, bij kleinere golflengten speelt de frequentie der in het lichaam aanwezige electronen eene te groote rol, en bewerkt de dispersie, zoodat de betrekking dan niet meer juist is. — Behalve de trillingen der licht- en warmtestralen moeten naar de zijde der kleinere golflengten ook tot de e. t. worden gerekend de trillingen van het ultraviolette licht en die van de Röntgenstralen. — Marconi, de assistent van Righi, kwam het eerst op het denkbeeld, de e. t. te bezigen voor draadlooze telegraphie. — Behalve e. t. in de vrije ruimte, zijn er ook e. t. mogelijk, die zich langs geleidende draden voortplanten.

Lecher maakte het eerst gebruik van een stel van twee evenwijdige draden, waarlangs e. t. zich kunnen voortplanten. Hierbij ontstaan knoopen en buiken der electrische kracht, evenals zulks in de vrije ruimte het geval is; het bestaan hiervan kan worden aangetoond door eene Geissler’sche buis als brug tusschende draden aan te brengen; waar eene bulk der electrische kracht is, gaat de buis lichten. De voortplantingssnelheid der e. t. langs zulk een draadsysteem van Lecher is gelijk aan de lichtsnelheid, wanneer de draden niet te dun, het geleidingsvermogen ervan niet te klein, en de golflengte niet te klein is. Zulk een systeem straalt geen energie naar buiten uit. E. t. langs een draadsysteem van Lecher zijn, behalve door Lecher, vooral door Drude en Mie onderzocht. E. t., die zich voortplanten langs één draad, zijn behandeld door Sommerfeld, de voortplantingssnelheid der e. t. kan in gevallen van grooten draadweerstand en kleine draaddikte aanmerkelijk kleiner worden dan de lichtsnelheid. Bij een draad van eindige lengte vindt uitstraling van energie plaats, wanneer er snelle e. t. in plaats vinden, vandaar het gebruik ervan in de draadlooze telegraphie als antenne. — E. t.worden ook wel als electrische golven aangeduid.

< >