电磁波的发现及赫兹实验

（一）麦克斯韦方程组

通过总结和升华前人的发现和成果，并结合位移电流概念的引入，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦创造性地提出了变电场能激发周围磁场的假设，将物理和数学紧密结合，建立了麦克斯韦方程组。从麦克斯韦方程可以看出，根据交变电场（或磁场），可以在周围产生交变磁场（或电场），并对电磁波进行预测。他认为这种交变电磁场可以从振动源持续传播到一定距离，电磁振荡在空间中的传播形成电磁波。

麦克斯韦的电磁理论，整合和发展了前人的工作，首次给出了描述“电磁场”运动方程的完美而统一的方程，反映了时空对称的电场和磁场；简单的数学形式美，充分体现了物理“美”的重要性。

（二）赫兹实验(www.xing528.com)

1873年，德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹首次通过实验证明了电磁波的存在。3米外，赫兹用一个简单的接收器接收一个自制电磁发生器的电磁波。该装置如下：左边是电磁波发射器，由感应线圈、金属杆A和B组成。A、B金属杆的两个金属球有间隙，金属杆接在感应环C的两极。感应圈是一种将低压转换为高压的变压器，当两个球之间的电压足够高时，空气被刺穿，球之间发出火花。每次火花跳跃，电荷在两个球之间的间隙中往返多次，形成高频振荡电流。火花放电是间歇性的，从而间歇性地发射电磁波。电磁接收器是一个金属环，留有一个两端有金属球的空隙。当电磁波到达接收器时，它在圆环的两个金属球之间产生电动势，当电动势足够大时，球之间也会发生火花放电。

海因里希·鲁道夫·赫兹在他的实验中提出，电磁波可以被反射、折射和偏振。他的振荡器发射的电磁波是平面偏振波，电场平行于振荡器导线，磁场垂直于电场，二者的传播方向都垂直。在1889年的一次演讲中，海因里希·鲁道夫·赫兹指出光是一种电磁现象。他还发现电磁波可以毫不费力地穿过墙壁，但是无法穿过大金属；电磁波可以被镜子反射。他还测量了电磁波的波长，计算了电磁波的传播速度，发现电磁波的传播速度与光速完全相同。

第一个传输信息的电磁波是在1896年的意大利被无线电工程师伽利尔摩·马可尼开始使用的。1901年，他成功地将信号通过大西洋传送到美国。20世纪，无线电通信取得了显著的发展。电的真正魅力在于它为人类提供了一种理想的能量传输和控制方式，使人们可以用光速传输信息。