震撼世界的实验

在一间遮得很暗的实验室里，靠屋角摆着一台电学仪器，上面两枚金属做的亮晶晶的小球，像两只瞪圆的眼睛，这是一台制造电火花的仪器，当把电源接通以后，仪器便会发怒般地嗡嗡作响，两个球之间不时地发出吓人的响声和闪光。在这两个导电的金属球旁边，再连上两个向外伸展的金属片，活像一个长着两只硕大耳朵的双眼怪。

在另一张桌子上，立着一个装在绝缘底架上的金属圆环，圆环的顶上有一个很小的缝隙，缝隙的宽度可调节，一项人类久已盼望的秘密就要从这个缝隙上揭开。

一切准备就绪，实验者合上了电源开关，在嗡嗡作响的声音中两个金属小球辟辟啪啪地发出耀眼的电火花。为了不使眼睛被强光刺激，实验者转过脸去。因为他要观察对面圆环上的细缝，他紧张地注视着，仿佛在上面看到微弱的辉光，这是真的放电辉光，还是眼睛看花了，他揉了揉眼睛，把圆环上的间隙调小，再注意观察，此时辉光似乎亮起来，再调小一点，调小点，当两端碰到一起时，辉光消失了。现在不会有疑问了。在圆环的缺口上确实有微小的电火花穿过。

这就是人类第一次通过实验有意识地探测到的一个电磁波信号。实验装置出奇的简单。实验者是德国优秀的青年物理学家赫兹。

这是 1887 年，此时赫兹只有 31 岁，恰好与麦克斯韦预见电磁波时的年

龄一样。但是，麦克斯韦已逝世 8 年了。如果麦克斯韦还活着，他一定会被他笔尖下预言的电磁波被证实而感到无限欣慰。

赫兹是如何想起做这样一个实验呢？说起来也是一件偶然的事件引起的。

1886 年春，作为卡尔斯鲁厄工科大学教授的赫兹，在给学生讲授实验的过程中发现，在一个电容器放电的时候，放在附近的一个线圈上突然飞出了一个火花。这件奇怪的事情引起了他的注意。

回家路上，沿着莱茵河畔，赫兹一面走一面思考这个问题：线圈能飞出火花来，说明里面有电，可是这电是那里来的呢？线圈上并没有连接着电池啊！

不过，不接电池的线圈里也能有电流，他想起法拉第的实验，当把一个磁铁插入或拉出线圈的瞬间，线圈中能产生感应电流，但是，当时并没有像法拉第那样去做上面的事情啊！赫兹又想到，如果在这个小线圈的旁边，另外有一个通以交变电流的线圈，也可以在它上面感应出电流来，这是变压器的原理，赫兹回忆实验时的情形，旁边也没有这样的线圈，只有一个充了电的电容器，放电的时候打了一个大火花。

赫兹抬起头来向美丽的莱茵河望去，河水在夕阳的余辉下泛着玫瑰色的涟漪，他望着那消失在远处的水波，突然闪出了一个念头；那电火花一定是电磁波引起的！他抓住这个念头继续想下去，麦克斯韦曾经用理论计算证明，在电容器放电的时候，剧烈变化的电场可以产生变化的磁场；反过来，变化的磁场又能产生变化的电场，变化的磁场和变化的电场“手挽手”地离开了产生它们的地方，形成电磁波，电磁波能像激起的水波纹一样向外传播，不过这只是理论推导，还没有人真正的看见过电磁波。他想，如果电磁波的“波纹”传到小线圈处，那里便有了变化的电磁场，对！就是这样，不断变化的

电磁场就像是一只看不见的手，把“磁铁”在线圈里抽来抽去，从而感应出电流来，于是闪现出火花！

想到这里，赫兹特别高兴，因为柏林科学院最近对研究电磁场的工作提供了一笔奖金，他的老师亥姆霍兹建议他从事这方面的研究。他却不知道应该从什么地方开始。这个意外的实验鼓励了赫兹，他决心去摘取柏林科学院的悬赏课题。

为了产生更加强大的电火花，他使用了一个能产生很高的交变电压的感应圈。在感应圈的两极上装了直径为 30 厘米的锌球，从锌球上又引出两根铜线，在铜线中央形成 3/4 厘米的火花间隙。

接收器是用粗铜线弯曲成半径为 35 厘米的圆形作成的。并留有极小的火花间隙。这样就出现了本文一开始的实验场面。

赫兹最后得到的结论是：在空气中确实存在着以有限速度传播的电磁波。1888 年 2 月 2 日，他向柏林科学院报告了这一个结果。

实验是在静悄悄的实验室进行的，对于科学界的轰动却是巨大的，它有划时代的意义。麦克斯韦天才的预言，在 26 年后终于被同样天才的实验证实了。这简直比海王星的发现更使人惊叹。人们开始认真地对待麦克斯韦的著作。

如果把电磁理论比作一座雄伟的大厦，法拉第给它打下了坚实的地基，麦克斯韦在地基的基础上建起了大厦，赫兹则是让这座大厦通过了严格的验收，从此人们完全依赖这座大厦并且使这座大厦的内部变得更加辉煌壮丽。赫兹的实验不仅证明了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开辟了电子技

术的新纪元。赫兹向人们指出早已存在在我们周围的电磁波。他被誉为无线电通讯的前驱，后人为了纪念他，把频率的单位称为赫兹。

在赫兹实验后不到 6 年，意大利的马可尼、俄国的波波夫就分别实现了无线电传播和接收。无线电通讯发展十分迅速。无线电报（1894 年），无线电广播（1906 年），无线电导航（1911 年），无线电话（1916 年）、短波通讯（1921 年）、无线电传真（1923 年）、电视（1929 年）、微波通讯（1933 年）、雷达（1935 年）以及遥控、遥测、卫星通讯、射电天文学等，都是赫兹电波的产物。