赫兹验证电磁波的过程归类.pdfVIP

赫兹与赫兹实验 一、生平简介 赫兹 （HeinrichRudolfHertz ）是德国物理学家． 1857 年 2 月 22 日生于汉堡．青 年时代的赫兹，在数学、科学和手艺方面的才能出众． 1877 年他进入慕尼黑大 学学习工程．不久，赫兹又转学到柏林大学，在著名学者亥姆霍兹 （HermannLudwigFerdinandvonHelmholtz，1821— 1894 年）的指导下，由一个实 验者变成了一位学者，后来又当上了亥姆霍兹的助手． 1879 年 8 月赫兹在柏林 大学求学时，用实验鉴定了电惯量，因此获得一枚金质奖章． 1880 年他在柏林 大学毕业． 1883 年到基尔大学当教师． 1885 年被聘为卡尔斯鲁厄高等技术学院 物理教授，在那里他用实验验证了电磁波的存在． 1887 年发现了光电效应的最 早迹象． 1889年在波恩大学当物理教授．赫兹很早就对阴极射线的研究很感兴 趣，他在 1891 年就发现了阴极射线可以象光透过透明物质一样，穿透某些金属 薄片． 1894 年 1 月 1 日赫兹在波恩逝世，年仅三十七岁． 二、历史背景 1865 年前后，英国物理学家麦克斯韦 （JamesClerkMaxwell，1831— 1879 年） 系统总结了电学和磁学的新成就， 提出著名的电磁场理论． 在这个理论中， 他预 言了电磁波的存在， 并预见到光也是一种电磁波． 这是物理学史上一次惊人的预 言，也是牛顿之后最伟大的发现， 电磁理论的大厦终于建成． 麦克斯韦的电磁场 理论具有划时代的意义． 但是因为没有人能够证明电磁波的存在， 所以， 当时绝 大多数物理学家甚至物理学界的著名学者， 都持怀疑、否定的态度，他们都用“科 学不是游戏”这句话表达对麦克斯韦的怀疑． 但也有一些有见识的物理学家支持 麦克斯韦的电磁理论，亥姆霍兹就是其中之一．非常幸运的是赫兹在读大学时， 就成了亥姆霍兹最欣赏的高材生． 1879 年冬，德国柏林科学院根据亥姆霍兹的倡议，颁布了一项科学竞赛奖， 以重金向当时科学界征求对麦克斯韦部分理论的证明． 亥姆霍兹当然希望自己的 高足赫兹能够应征参加竞赛． 亥姆霍兹对赫兹说： “这是一个很困难的问题， 也 许是本世纪最大的一个物理难题． 你应该闯一闯！ ”赫兹欣然接受导师的建议． 从 此，麦克斯韦的电磁理论一直盘旋在赫兹的脑海之中， 但从哪儿下手呢？亥姆霍 兹还告诉他说： “关键在于找到电磁波！ 不然你就证明永远找不到它． ”在导师 的指导和鼓励下，年青的赫兹萌发了进行这种实验的雄心壮志． 三、赫兹实验 作为一位世界知名的物理学家， 赫兹的最大贡献是用实验证实了电磁波的存 在． 1885 年赫兹用一种现在叫做感应圈的仪器进行实验．感应圈有初级和次级两个 线圈，彼此绝缘，如果给初级线圈输入一个脉冲电流，次级线圈便有电火花发 生．赫兹想到这可能是电磁共振过程．并且断定，次级线圈中的电火花，是因为 初级线圈发生电磁振荡，次级线圈受到感应的结果．从 1886 年 10 月 25 日起赫 兹集中力量对“电火花实验”进行一系列的研究． 他设计了如图所示的一种电磁波发生器 （直线型开放振荡器） ，这种振荡器 是在两根长 12 英寸的铜棒上各焊一个磨光的黄铜球，另一端各安一块边长 16 英寸的正方形锌块， 两根铜棒放在同一直线上， 两球之间留一空隙， 将它们连到 感应圈的次