赫茲的電火花——電磁波的發現

赫茲的電火花——電磁波的發現

起初,古老的光學和新興的電磁理論水火不容,然而電磁波的發現讓“光是一種電磁波”的觀念深入人心,也為光本性爭論這場曠日持久的大戰拉開了序幕。今天小編帶領大家瞭解科學家——赫茲發現電磁波的故事。

赫茲的電火花——電磁波的發現

1887年的一個德國小城裡,海因裡希.魯道夫.赫茲(Heinrich Rudolf Hertz)站在卡爾斯魯厄大學的實驗室裡,專心致志地擺弄這他的實驗儀器。他的裝置結構很簡單:一個連接電源的電感線圈,還有兩組大小銅球作為電容和電感並聯。在電學領域耕耘多年的赫茲,深刻地明白,當兩組銅球的之間的電壓足夠大,電荷就可以擊穿銅球之間的空氣,形成電火花,從而形成一個高頻的震盪LC迴路。可是醉翁之意不在酒,在乎心中期待已久的——接收器的“火花表演”。

原來赫茲在不遠處放了兩個銅環,那便是電磁波的接收器。什麼是電磁波?這是隻有理論預言而沒有實驗驗證的虛無縹緲的存在。麥克斯韋用列出的簡短四元方程組,準確地描繪出電磁場的特性及其相互作用的關係,預言了電磁波。然而此時此刻,預言正變成現實。

赫茲的電火花——電磁波的發現

赫茲拉上了窗簾,不讓一絲一縷的光線透進實驗室。他神聖地閉合了裝有電感線圈和銅球電容的開關。電火花發生裝置立馬啪地一聲,赫茲轉頭往不遠處的接收器期待地望去。果然,在接收器的開口也激發出了電火花,幽幽的藍色火花正驗證了赫茲那心心念唸的電磁波。在電火花裝置產生的電磁波飛躍空間,到達了接收器,在接收器那兒產生了一個感應電動勢,從而在接收器也觀察到了激發出來的火花。

至此,這個了不起的發現,為電磁學理論提供了事實依據。赫茲的名字也被世人牢記。我們熟悉的頻率單位便是以赫茲命名,以此紀念他為電磁理論的發展做出的傑出貢獻。作為一位偉大的科學家,赫茲的成就不僅侷限於發現了電磁波,在做了以電磁波為基礎的一系列試驗後,他研究了紫外線對火花放電的現象,從而發現了的光電效應。這一發現,後來成為了愛因斯坦光量子理論的基礎。然而天妒英才,1894年37歲的赫茲因為敗血症在波恩英年早逝。

赫茲的發現具有劃時代的意義,它不僅證實了麥克斯韋發現的真理,更重要的是開創了無線電電子技術的新紀元。


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