СИМЕТРИЧЕН ПОЛУВЪЛНОВ ВИБРАТОР HERTZ
Нека разгледаме по-подробно дипола, който е основната част от много антени, работещи на къси и ултракъси вълни. Това е отворена линия с четвърт вълна, чиито проводници са разположени в една права линия (фиг. 1 а). Повечето от свойствата на двупроводната линия, обсъдени по-рано, също се запазват от вибратора. В него също се създават стоящи вълни, като в краищата на проводника винаги се получават токови възли и антивъзли на напрежение. Разпределението на тока и напрежението по протежение на вибратора е същото като по дължината на линейните проводници. В зависимост от съотношението между дължината на вибратора и дължината на вълната на генератора, входният импеданс на вибратора приема различни стойности. По-специално, при резонанс той е чисто активен.
Скоростта на разпространение на електромагнитните вълни покрай истински вибратор е малко по-малка от скоростта на светлината и следователно се получава резонанс, когато дължината на жицата на вибратора е малко по-малка от 1/2 (ламбда) (около 0,47 ламбда). Ако вибраторът е разположен близо до земята и различни местни предмети, тогава трябва да го вземете още по-кратко. Освен това, ако в средата на вибратора е включена намотка за комуникация с генератора, тогава трябва да се вземе предвид дължината на вибратора, като се вземе предвид фактът, че жицата на намотката е част от жицата на вибратора. При наличие на такава намотка в средната й точка се получават токов антивъзел и възел на напрежение.
Основната разлика между вибратора и линията е способността му да излъчва добре радиовълни. Двупроводната линия излъчва слабо радиовълни, тъй като магнитните полета на двата проводника в космическото пространство са почти напълно взаимно отменени поради противоположните посоки на токовете в проводниците; във вибратора двете половини на жицата са разположени по една права линия и токовете в тях съвпадат по посока. Ето защорадиациите от тези токове се сумират.
Тъй като вибраторът излъчва добре радиовълни, той не може да се счита за идеална линия. Той създава режим на смесени, а не стоящи вълни. В резултат на теоретично и практическо изследване на полувълнов вибратор се оказа, че енергията на излъчваните от него вълни е еквивалентна на загубите в активното съпротивление от 73 ома, което трябва да се счита за включено в текущия антинод. Такова условно съпротивление, загубите в което са еквивалентни на радиационните загуби, се нарича радиационно съпротивление (Rizl).
Ако нямаше загуби на енергия в самия проводник и в изолаторите, тогава входното съпротивление на вибратора в текущия антинод при резонанс ще бъде 73 ома. Но във всеки вибратор има загуби за нагряване на проводника и изолаторите, за изтичане и т.н. Следователно Zin, иначе наричан импеданс на антената Ra, за полувълнов вибратор се счита приблизително равен на 80 ома (добавяне на 7 ома загуба). Това е съпротивлението, което вибраторът осигурява на генератора, включен в антинода на тока (в средата на вибратора).
Общата мощност на трептенията в антената (във вибратора) Pa се определя чрез тока в антинода Ia и съпротивлението Ra:
Мощност на излъчваната вълна:
От това следва, че ефективността на вибратора се определя като
Стойността на ефективността на полувълновия вибратор се оказва доста висока - от порядъка на 0,9 и дори по-висока. При изобразяване на разпределението на тока и напрежението във вибратора трябва да се вземе предвид наличието на пътуваща вълна, която пренася енергия по вибратора, която отива към излъчване и към загуби в самия вибратор. Въпреки това, за простота е обичайно да се изобразява само стояща вълна.
Фиг. 2 - Разпределение на тока и напрежението във вибратора в различни точки във времето
Трябва да се помни, че (фиг. 1 b) показва разпределението на тока инапрежение, без да се отчита фазовото изместване от 90 ° между тях. За по-пълна представа за колебателния процес във вибратора, на фиг.2 е показано разпределението на тока и напрежението в него в различни моменти от половината от периода. В началото (фиг. 2 а) все още няма ток, а напрежението е с най-голяма стойност. За времето 1/8 T от началото на трептенето напрежението намалява и възниква ток (фиг. 2 b). След една четвърт от периода от началото на трептенето токът достига максималната си стойност, а напрежението е нула (фиг. 2 в). След това токът намалява и напрежението се появява отново, но с обратен знак, тъй като половините на проводника се презареждат (фиг. 2d). Когато измине половин период от началото на трептенето, токът ще намалее до нула, а напрежението ще се увеличи до максимум (фиг. 2д). След това процесът се повтаря в обратна посока.
Фигура 3а показва електрическите и магнитните полета около вибратора. Електромагнитните вълни, разпространявани от вибратора, винаги имат определена поляризация, т.е. техните електрически и магнитни силови линии са разположени в определени равнини. Ако вълните се разпространяват свободно, без пречупвания и отражения, тогава при значителен удар в посока, перпендикулярна на вибратора, електрическите силови линии са успоредни на вибратора, а магнитните силови линии са перпендикулярни на него] (фиг. 3 b).
Обичайно е поляризацията на радиовълните да се определя по посока на електрическото поле. Когато вибраторът е поставен вертикално (фиг. 3), вълната се поляризира вертикално, тъй като електрическите силови линии са разположени във вертикалната равнина. Ако вибраторът е разположен хоризонтално, то излъчваните от него вълни имат хоризонтална поляризация.
Трябва да се обърне внимание на факта, че електромагнитните полета в близост до вибратора и далеч от негоима различен характер. На значително разстояние от вибратора полето е пътуваща вълна, която се отдалечава от вибратора. Тук, както при всяка пътуваща вълна, трептенията на електрическото и магнитното поле съвпадат във фаза и енергията се разпределя поравно между тези полета. Такова електромагнитно поле обикновено се нарича радиационно поле. Разбира се, това поле съществува и в близост до вибратора, тъй като то излъчва и в него има пътуващи вълни от ток и напрежение, които пренасят енергията, изразходвана за излъчване по вибратора, към отделните му елементи.
Във вибратора обаче има и стоящи вълни, чиято амплитуда е много по-голяма от амплитудата на пътуващите вълни. Енергията на стоящите вълни е чисто реактивна. Полето на тези вълни не се отдалечава от вибратора, а в него се извършва само трептене на енергия, преминаваща от електрическо поле в магнитно поле и обратно. По този начин непосредствено до вибратора има сравнително силно електромагнитно поле от стоящи вълни, в което електрическите и магнитните полета осцилират с фазово изместване от 90 °. Това поле, много по-силно от радиационното, се нарича индукционно поле. Интензивността му намалява много бързо при отдалечаване от вибратора.
Пространството в близост до вибратора на разстояния, по-малки от дължината на вълната от него, в което съществува индукционното поле, се нарича индукционна зона или близка зона. А пространството на разстояния, много по-големи от дължината на вълната, в което практически се наблюдава само радиационното поле, се нарича далечна или вълнова зона (или зона на излъчване).
Разбира се, няма рязка граница между близката и далечната зона. Едното плавно преминава в другото, като между тях има междинна зона, в която индукционното поле и радиационното поле имат интензивност от същия порядък.
Когато един или друг физик използва понятието „физически вакуум“, той или не разбира абсурдността на това понятие, или хитрува, като е скрит или явен привърженик на релативистката идеология.
Най-лесно е да разберете абсурдността на тази концепция, като се позовавате на произхода на нейното възникване. Той е роден от Пол Дирак през 30-те години на миналия век, когато става ясно, че отричането на етера в неговата чиста форма, както направи великият математик, но посредственият физик Анри Поанкаре, вече не е възможно. Твърде много факти противоречат на това.
За да защити релативизма, Пол Дирак въвежда афизичната и нелогична концепция за отрицателна енергия и след това съществуването на „море“ от две енергии, компенсиращи се взаимно във вакуум – положителна и отрицателна, както и „море“ от компенсиращи се взаимно частици – виртуални (т.е. привидни) електрони и позитрони във вакуум.