§ 29. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОЛНЫ ПО ПРОВОДНИКАМ
Рассмотрим систему из двух параллельных проводов (рис. 111.85), в которой внешний источник тока вызывает вынужденные электромагнитные колебания. Э. д. с., возбужденная на участке А В внешним источником энергии, приведет в движение электроны; допустим, что в начальный момент времени электроны стали перемещаться от В к А. Это движение распространяется по верхнему проводу 
с некоторой конечной скоростью, пока не дойдет до конца провода С, где временно происходит скопление электронов. По мере приближения к точке С скорость электронов будет уменьшаться и поэтому силы токов 
на расстояниях 
от точки А будут различны.
Рис. III.85
Одновременно придут в упорядоченное движение и электроны нижнего провода, подхваченные создавшимся внутри этого провода электрическим полем, направленным к положительно зарядившейся точке В. Таким образом, верхний провод заряжается отрицательным,
а нижний — положительным электричеством и между ними появляется электрическое поле; провода 
и 
играют роль обкладок линейного конденсатора. Скопление электронов в верхнем проводе и «оголение» положительных зарядов в нижнем проводе препятствуют дальнейшему движению электронов от В к 
Пока в проводах происходит движение зарядов, вокруг них существует магнитное поле (возрастающее или убывающее). Это переменное магнитное поле возбуждает в самих проводах э. д. с. самоиндукции, которая, по закону Ленца, препятствует как возрастанию, так и убыванию тока в проводах.
Таким образом, благодаря совместному действию поля зарядов и э. д. с. самоиндукции движение электронов от нижнего провода к верхнему со временем прекратится и затем начнется обратное движение, когда внешняя э. д. с. изменит свой знак.
Если частота изменения внешней э. д. с. велика, то возможно, что движение электронов, вызванное этой э. д. с. за первую половину периода, не успеет еще распространиться до конца проводов, как уже вследствие перемены знака внешней э. д. с. на участке 
начнется движение электронов в противоположном направлении. Тогда точка А и прилегающие к ней участки верхнего провода будут заряжаться положительно, в то время как более удаленные участки пока еще остаются заряженными отрицательно; в нижнем проводе вследствие обратного движения электронов точка В и ближайшие к ней участки заряжаются отрицательно, тогда как в остальной части пока еще существует избыток положительных зарядов. При очень большой длине проводов и большой частоте внешней э. д. с. вдоль проводов образуется некоторое распределение положительных и отрицательных зарядов; это распределение меняется со временем по такому же закону, по которому изменяется внешняя э. д. с. Если внешняя э. д. с. - синусоидальная, то вдоль проводов будет существовать синусоидальное распределение зарядов, токов и потенциалов (рис. III.86).
Рис. III.86
Итак, между проводами появляются электрические и магнитные поля, меняющиеся со временем. Переменное электрическое поле возбуждает магнитное поле, и, обратно, переменное магнитное поле создает электрическое поле, поэтому окружающее нашу систему поле является электромагнитным полем. В каждой точке этого поля будут какие-то напряженности электрического 
и магнитного 
полей, связанные между собой и меняющиеся со временем. Существенно, что изменение напряженности электрического поля в какой-нибудь определенной точке пространства вызывает появление магнитного поля не только в этой точке, но и во всех поблизости расположенных точках. Возбужденные в этих точках переменные 
вызывают в свою очередь электрические и магнитные напряженности в других, более удаленных от нашей системы точках и т. д. Следовательно,
электромагнитное поле не может быть локализовано в определенном объеме пространства; оно распространяется от одной точки пространства к другим с некоторой скоростью.
Распространяющееся электромагнитное поле, в котором напряженности электрического и магнитного полей изменяются по какому-нибудь периодическому закону, называются электромагнитной волной. Очевидно, источником электромагнитной волны может быть любой электрический колебательный контур или даже любой проводник, по которому течет переменный ток. «Излучающая способность» источника электромагнитной волны зависит от его формы и размеров, а также от частоты колебаний (прямо пропорциональна 
поэтому провода с током малой технической частоты излучают ничтожную энергию).
Рис. III.87
Для увеличения излучающей способности данного контура необходимо увеличить тот объем пространства, в котором этот контур создает электромагнитное поле. Например, обычный колебательный контур с сосредоточенными параметрами создает электромагнитное поле только в небольшом объеме внутри катушки индуктивности и между обкладками конденсатора и поэтому почти не излучает. Двухпроводная система с распределенными параметрами является более «открытым» контуром и поэтому обладает большей излучающей способностью; ее можно увеличить, если раздвинуть провода и получить так называемый линейный вибратор, изображенный на рис. III.87; там же показаны горизонтальная и вертикальная антенны (вторым «проводом» является поверхность Земли).
Источник энергии должен возбудить в излучающей антенне стоячие волны, и, чтобы амплитуда этих волн была максимальной, необходимо условие резонанса — равейство частоты внешнего воздействия и частоты собственных колебаний излучателя.
