第五节、赫兹实验
麦克斯韦从理论上预见电磁波的存在,在这个预见以后,过了二十多年,在 1888 年,德国物理学家赫兹(1857—1894)第一次用实验证实了电磁波的存在。
赫兹实验的原理如图 4–9 所示。左方是电磁波发射器,A 和 B 是两根金属杆,它们相对的那端各带一个金属球,两球之间留有间隙,把两杆接到感应圈 C 的两极上。感应圈是一个特殊的变压装置,它可以把低电压变成高电压。当两金属球之间的电压足够高时,空气被击穿,在两球间隙中发生火花放电,每跳一次火花,电荷在两球之间往复多次,形成高频的振荡电流。火花放电是间断性的,跳过一次火花之后,接着跳过第二次火花,这样,就间断性地发射出电磁波。

图 4–9 右方是电磁波接收器,它是一个金属圆环,也留有一个间隙,在间隙处环的两端带有金属球,当电磁波传到接收器时,电磁波的电场使环的两个金属球间产生电压,这个电压足够高时,在两球间隙中就会发生火花放电。
赫兹发现,在发射器的间隙有火花跳过时,接收器的间隙确有火花跳过,这样,赫兹用实验证实了电磁波的存在,赫兹还用实验测定了电磁波的波长和频率,得到了电磁波的传播速度,证实了这个速度等于光速。赫兹还用实验证明,电磁波跟所有波动现象一样,能产生反射、折射、干涉、衍射等现象,从而充分证实了麦克斯韦的电磁场理论。
今天,赫兹实验以及类似的实验很容易做成,我们在教室里就可以进行演示,在赫兹实验中电磁波传播的距离不过几米,而现在发射的电磁波可以传到几千千米的远处,麦克斯韦的理论成了无线电技术的基础。
练习三
(1)从地球向月球发射电磁波,经过多长时间才能在地球上接收到反射回来的电磁波?地球到月球的距离为 3.84×105 千米。
(2)我国第一颗人造地球卫星采用 20.009 兆赫和 19.995 兆赫的频率发送无线电信号,这两种频率的电磁波的波长各是多少?
(3)有一台收音机,它接收的波长范围由 560. 7 米到 186.9 米,它接收的频率范围是多少?
(4)一个振荡电路辐射出的电磁波的波长是 300 米,这个振荡电路的周期是多大?
发布时间:2025/4/11 下午10:33:48 阅读次数:311