1819年，亥姆霍茲在綜合了當(dāng)時(shí)電磁學(xué)的研究成果，特別是麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基礎(chǔ)上，以“用實(shí)驗(yàn)建立電磁力和絕緣體介質(zhì)極化的關(guān)系，，為題．設(shè)置了柏林科學(xué)院懸賞獎(jiǎng)。這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵是要用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明麥克斯韋的位移電流存在的重要理論。赫茲認(rèn)為麥克斯韋的理論是正確的，但是如何用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)電磁波的存在呢？
　　他對(duì)這個(gè)難題進(jìn)行了無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)，均未取得什么成效。然而，赫茲并沒(méi)有灰心，一直思索著解決這道難題的辦法。為了解決這個(gè)懸而未解的問(wèn)題，赫茲除教書(shū)以外，全部時(shí)間都耗在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里。在卡爾斯魯厄高等技術(shù)學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)室中，有一種叫黎斯螺線管的感應(yīng)線圈，這種儀器有初級(jí)和次級(jí)兩個(gè)線圈，它們是相互絕緣的。在實(shí)驗(yàn)中，赫茲發(fā)現(xiàn)，若給初級(jí)線圈輸入脈沖電流，次級(jí)線圈的火花隙中便有電火花發(fā)生。這種現(xiàn)象立即引起了赫茲的注意，他敏銳地感到，這是一種與聲共振現(xiàn)象相似的快速電磁共振過(guò)程。他想，電火花的往返跳躍表明在電極間建立了一個(gè)迅速變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，因?yàn)楦鶕?jù)尚未被實(shí)驗(yàn)證明的麥克斯韋的電磁理論，變化的場(chǎng)將以電磁波的形式向周圍空間輻射。赫茲斷定：次級(jí)線圈中火花隙中的電火花，是因?yàn)槌跫?jí)線圈電磁振蕩，次級(jí)線圈受到感應(yīng)的結(jié)果。
　　為了用實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)麥克斯韋高深莫測(cè)的電磁場(chǎng)理論，驗(yàn)證電磁波的確存在，赫茲精心設(shè)計(jì)了一個(gè)電磁波發(fā)生器，對(duì)“電火花實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行了一系列深入的研究。赫茲用兩塊邊長(zhǎng)16英寸的正方形鋅板，每塊鋅板接上一個(gè)12英寸長(zhǎng)的銅棒，銅棒的一端焊上一個(gè)金屬球，將銅棒與感應(yīng)圈的電極相連。通電時(shí)，如果使兩根銅棒上的金屬球靠近，便會(huì)看到有火花從一個(gè)球跳到另一個(gè)球。這些火花表明電流在循環(huán)不息，在金屬球之間產(chǎn)生的這種高頻電火花，即電磁波，．麥克斯韋的理論認(rèn)為由此電磁波便會(huì)被送到空間去。赫茲為了捕捉這些電磁波，證明它確實(shí)被送到了空間．，他用=根兩端帶有銅球的銅絲彎成環(huán)狀，當(dāng)作檢波器。他把這個(gè)檢波器放到離電磁波發(fā)生器10米遠(yuǎn)的地方，當(dāng)電磁波發(fā)生器通電后，檢波器銅絲圈兩端的銅球上產(chǎn)生了電火花。這些火花是怎樣產(chǎn)生的呢？赫茲認(rèn)為，這便是電磁波從發(fā)射器發(fā)出后，被檢波器捉住了。電磁波不僅產(chǎn)生了，而且傳播了10米遠(yuǎn)。
　　1887年11月5日，赫茲將他發(fā)現(xiàn)電磁波的研究成果總結(jié)《論在絕緣體中電過(guò)程引起的感應(yīng)現(xiàn)象》寄給了亥姆霍茲，論文中用實(shí)驗(yàn)證明了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。亥姆霍茲一口氣讀完了論文，非常高興地立即寫(xiě)信給他的得意門生：“手稿收到。好！星期四手稿交付排印�！眱H過(guò)3天，赫茲就收到了老師的這封復(fù)信。誰(shuí)也沒(méi)有料想到，赫茲競(jìng)用如此簡(jiǎn)單的自制儀器驗(yàn)證了麥克斯韋如此深?yuàn)W的電磁場(chǎng)理論，赫茲的論文出色地解答了1879年亥姆霍茲提出，的懸賞難題，由此榮獲柏林學(xué)院的科學(xué)獎(jiǎng)。從此，電磁波的存在得到了確認(rèn)，再也沒(méi)有人懷疑了。
　　從此以后，赫茲便專門從事電磁波的研究，他發(fā)現(xiàn)，電磁波可以毫無(wú)阻礙地穿過(guò)墻壁，不過(guò)遇到大而薄的金屬片便被阻擋住了。他還測(cè)定了電磁波的波長(zhǎng)，并計(jì)算了電磁波的傳播速度，發(fā)現(xiàn)它在真空中的傳播速度和光一樣快。赫茲測(cè)量電磁波傳播速度的實(shí)驗(yàn)，選擇了一個(gè)長(zhǎng)、寬、高分別為15米、14米、6米的教室。在離波源13米處的墻面上安裝了一塊4（米）×2（米）的鋅板。當(dāng)從波源發(fā)射出的電磁波經(jīng)鋅板反射后，在空間便形成了駐波。赫茲先用檢波器測(cè)出電磁波的波長(zhǎng)，再根據(jù)直線振蕩器的尺寸算出電磁波的頻率，最后，用駐波法精確地測(cè)量了電磁波的傳播速度。1888年1月，他完成了《論電動(dòng)效應(yīng)的傳播速度》論文，并把論文寄給了老師亥姆霍茲，赫茲在論文中肯定了電磁波的傳播速度等于光速，赫茲的這篇論文發(fā)表后，受到全世界科學(xué)界的矚目。后來(lái)發(fā)現(xiàn)x射線的倫琴教授寫(xiě)信向赫茲祝賀，贊揚(yáng)他的這些實(shí)驗(yàn)是近幾年物理學(xué)中最優(yōu)異的成果。
　　接著，赫茲又進(jìn)行了電磁波的反射、折射、偏振等一系列實(shí)驗(yàn)，證明了電磁波與光波一樣，具有反射、折射和偏振等物理性質(zhì)，他撰寫(xiě)了《論電力射線》一文，論證了電磁波與光波的同一性�，F(xiàn)在我們常說(shuō)的無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、x射線、γ射線都是電磁波。
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