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电磁发展简史【第8集】赫兹:火花实验

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各位电工同行,大家好。
上一集我们讲到麦克斯韦,仅凭纸面上的方程组,就预言了电磁波的存在。可遗憾的是,麦克斯韦本人,一辈子都没有在实验室亲眼见到电磁波。他写完理论没多少年,人就去世了。
这套理论在当时,很多科学家并不认可。方程写得再漂亮,没有实验证据,那终究只是纸上谈兵。所以当时整个物理学界,都迫切需要一个人,拿出实实在在的实验,来证明电磁波真的存在。
完成这个历史性实验的,就是德国物理学家,海因里希·赫兹。


IP属地:四川来自Android客户端1楼2026-08-29 16:39回复
    赫兹是亥姆霍兹的学生。他当时做的实验,说起来原理并不复杂,但是对设备精度要求很高。他做了一套发射器,一套接收器,发射器,就是一个高压感应线圈,两头接上铜球,中间留一道小小的缝隙。接通电源后,感应线圈产生高压,空气被击穿,铜球之间迸发出蓝色的电火花。这一跳一跳的火花,就产生了高频振荡的电流,变化的电场和磁场相互激发,向外辐射看不见的电磁波。
    接收器更简单,一个金属圆环,两头同样留一道小小的缝隙。按道理,如果麦克斯韦说的电磁波真的存在,那么发射器打火,辐射电磁波它传到接收器,这个金属环的缝隙里也应该跳出火花。
    为了看清微弱的火花,赫兹甚至用暗箱罩住接收器。1887年,在卡尔斯鲁厄大学的实验室里,赫兹合上开关,发射器火花啪啪作响。隔着一段距离,接收器的缝隙里面,真的闪出了微弱的电火花!就这一点点小小的火花,直接证实:电磁波,真实存在。


    IP属地:四川来自Android客户端2楼2026-08-29 16:40
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      2026-10-16 08:02:33
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      后面赫兹继续做大量实验,测出来电磁波传播速度等于光速,同时证明电磁波也可以反射、折射,拥有波全部的物理特性。到此,麦克斯韦的电磁理论,才算真正站稳脚跟。
      这里多说一句,我们干电工,万用表、变频器,到处都会看到频率单位Hz,也就是赫兹。一秒钟振荡一次,就是1赫兹。我们市电50赫兹,变频器几十千赫兹,WiFi的2.4G赫兹,全部都是在用这位科学家的名字。
      非常有意思的一件事:赫兹做完实验之后,别人问他,你发现的这个电磁波,到底有什么用处?
      赫兹本人耸耸肩回答:“我看不出它有什么实际用处,这只不过是证明了麦克斯韦是对的。我们确实有这些眼睛看不见的神秘电磁波,它们就在那里。”


      IP属地:四川来自Android客户端3楼2026-08-29 16:41
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        我们回头梳理整个电磁发展脉络。奥斯特发现电生磁,安培研究电流的磁效应,法拉第发现磁生电,麦克斯韦用方程组统一电磁光并预言电磁波,而赫兹,用实验实实在在把电磁波给抓了出来。电磁理论至此,理论和实验双双闭环。
        对于我们电工来讲,50赫兹的交流电,变频器的高频载波,无线遥控,电机里面的电磁振荡,本质上,全部都和电磁波有关。科学就是这样,有的科学家追求理论,有的科学家专注实验:。麦克斯韦擅长用笔,赫兹擅长做实验,两者互相印证,伟大的科学大厦,才能够一步一步搭建起来。
        好了,这一集就讲到这里。下一集,我们就从实验室走向工程应用,看一看电磁波是怎么走出实验室,一步步变成无线电,改变整个世界。


        IP属地:四川来自Android客户端4楼2026-08-29 16:44
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