赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?( 二 )



赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
▲ 图1.5 海因里希·赫兹与他的妻子伊丽莎白
??到了1887年11月5日 , 他小心翼翼的向他的老板 , 亥姆霍兹递交了他写的论文 。?信中写道 , 写这封信打扰您我倍感不安 , 但它事关几年前你要求我解决的一个难题 。?亥姆霍兹立马回了一个明信片 , 上面短短几个字:太帅了!论文周四就交付发表 。?突然之间 , 赫兹的人生就像开了挂一样 。?此时已经成为他老婆的伊丽莎白给他老丈人写信说道 , 实验做的太顺了 。现在就像从自己的袖筒里轻而易举的拿出了漂亮的实验结果 。当然他为此非常开心 , 我也一样 。每次他给我谈起实验满脸都放光 , 看起来就像一个二傻子一样 。

赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
▲ 图1.6 亥姆霍兹给赫兹回信的明信片

赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
▲ 图1.7 光是按一种电磁波
??那时赫兹已经注意到紫外线会影响实验结果 , 这也使他称为了解光电效应的第一人 。? 接着 , 让赫兹倍感惊讶的是 , 这种新的波居然也可以被镜子反射 , 就和可见光线效果一样 。?因此 , 赫兹架起了一个与放电花火平行的镜子 , 电磁波在镜子反射回来 , 形成了驻波 。?驻波可以由振动剧烈的波腹和相互抵消的波节构成 。赫兹在电线与镜子之间移动接收器 , 可以看到在波腹的地方火花变大 , 在波节地方消失了 。?
利用这种方式赫兹测量了电磁波的长度 。?通过理论分析 , 赫兹知道电磁波的频率大约为70MHz 。嘿嘿 , 也就是每秒七千万个他自己的名字 。?于是他使用简单的乘法便计算出波的速度 , 等于波长乘以波动频率 。?就是利用这简单的方法 , 他便计算出电磁波的速度 , 大约是每秒三十二万公里 。这与当时已知的光速很接近了 , 即每秒钟三十万公里 。?当然他并没有打破光速 , 只是测量误差使得他测量电磁波速度比光速快 。

赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
▲ 图1.8 间隙火花产生装置
??赫兹不仅仅验证了光是一种电磁波 , 他也创建了自己独特的一种电磁波 , 无影无踪分布在世界的各个角落 。?赫兹的论文已经发表 , 就立即建立起国际上的声望 。?威廉·汤普森 , 也被称为卡尔文勋爵 , 也对法拉第和麦克斯韦本人和他们的理论都有过重要的影响 , 谈起赫兹 , 他说:赫兹的电磁波论文是法拉第思想灿烂成就的一座丰碑 。?赫兹获得邦德大学的全职教职 。?他购买了一座漂亮的大 HOUSE , 还有一个之前用于医学实验的小房间 , 可能以备化学药剂污染 。?也许是这个原因 , 或者其他不可琢磨的命运 , 从1982年七月开始赫兹开始感到偏头痛 , 后来被诊断为血液紊乱 。在1894年新年的第一天 , 他36岁便英年早逝 , 留下了痛不欲生的妻子和两个年幼的女儿 , 一个6岁 , 一个2岁 。

赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

文章插图
▲ 图1.9 赫兹实验室中的设备
??我们可以设想 , 如果赫兹不是那么早的离开这个世界 , 也许他可以发明无线电报 , 或者无线电通讯技术 。?然而在他生前并没有看到他的发明被实际应用 。关于实验他曾说过 , 这些结果并没有什么用处 , 只是一个来证明麦克斯韦理论是否正确的实验结果 。?我们可以获得这种神秘的电磁波 , 但无法肉眼看到它们 。但它们就在那里 。?在赫兹去世的几个月后 , 一个20岁的爱尔兰后裔意大利的小伙子 , 名叫马可尼 , 看到了海因里奇·赫兹的讣告 , 从而痴迷于创建长距离无线电报的想法 。?也许仅仅使用间隙火花放电的方式并无法走得更换 , 更别说跨大西洋发送信息 。?幸运的是 , 五年之后另外一个电磁学领域的大神 , 尼古拉·特斯拉参加了法国巴黎世界博览会 。了解了赫兹实验的神奇 。?特斯拉便开始自己制作间隙火花发生器 , 最终发明了特斯拉线圈 , 一种可以创建巨大电弧的装置 。

推荐阅读