赫兹的电火花——电磁波的发现

起初,古老的光学和新兴的电磁理论水火不容,然而电磁波的发现让“光是一种电磁波”的观念深入人心,也为光本性争论这场旷日持久的大战拉开了序幕。今天小编带领大家了解科学家——赫兹发现电磁波的故事。

1887年的一个德国小城里,海因里希.鲁道夫.赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)站在卡尔斯鲁厄大学的实验室里,专心致志地摆弄这他的实验仪器。他的装置结构很简单:一个连接电源的电感线圈,还有两组大小铜球作为电容和电感并联。在电学领域耕耘多年的赫兹,深刻地明白,当两组铜球的之间的电压足够大,电荷就可以击穿铜球之间的空气,形成电火花,从而形成一个高频的震荡LC回路。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”。

原来赫兹在不远处放了两个铜环,那便是电磁波的接收器。什么是电磁波?这是只有理论预言而没有实验验证的虚无缥缈的存在。麦克斯韦用列出的简短四元方程组,准确地描绘出电磁场的特性及其相互作用的关系,预言了电磁波。然而此时此刻,预言正变成现实。

赫兹拉上了窗帘,不让一丝一缕的光线透进实验室。他神圣地闭合了装有电感线圈和铜球电容的开关。电火花发生装置立马啪地一声,赫兹转头往不远处的接收器期待地望去。果然,在接收器的开口也激发出了电火花,幽幽的蓝色火花正验证了赫兹那心心念念的电磁波。在电火花装置产生的电磁波飞跃空间,到达了接收器,在接收器那儿产生了一个感应电动势,从而在接收器也观察到了激发出来的火花。

至此,这个了不起的发现,为电磁学理论提供了事实依据。赫兹的名字也被世人牢记。我们熟悉的频率单位便是以赫兹命名,以此纪念他为电磁理论的发展做出的杰出贡献。作为一位伟大的科学家,赫兹的成就不仅局限于发现了电磁波,在做了以电磁波为基础的一系列试验后,他研究了紫外线对火花放电的现象,从而发现了的光电效应。这一发现,后来成为了爱因斯坦光量子理论的基础。然而天妒英才,1894年37岁的赫兹因为败血症在波恩英年早逝。

赫兹的发现具有划时代的意义,它不仅证实了麦克斯韦发现的真理,更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。