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 )


他有了产生电磁波的方法,同样他还需要找到如何检测电磁波的手段 。?为此,他制作了一个小的圆环,上面带有两个距离很近的小球,之间有个很小的缝隙 。?他希望这种检测器可以接收到电磁波并能够在小球缝隙间产生可见的电火花 。?通过改变间隙的大小也能够评估接收到电磁波的强弱 。?当然这不是一种很容易操作的设备,?电火花不仅微弱,而且只能持续一个微秒左右 。能够看到电火花实在是一种奇迹 。?但在绝对黑暗的房间里,人的肉眼的确可以观察到接收器上的电火花 。做到这一点需要像走钢丝那样小心翼翼 。

赫兹如何发现电磁波的?这与麦克斯韦方程组有什么关系?

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▲ 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 。

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▲ 图1.6 亥姆霍兹给赫兹回信的明信片

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▲ 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 。

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▲ 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 。

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