1819年，亥姆霍茲在綜合了當時電磁學的研究成果，特別是麥克斯韋電磁場理論的基礎上，以“用實驗建立電磁力和絕緣體介質極化的關系，，為題．設置了柏林科學院懸賞獎。這個問題的關鍵是要用實驗來證明麥克斯韋的位移電流存在的重要理論。赫茲認為麥克斯韋的理論是正確的，但是如何用實驗來證實電磁波的存在呢？
　　他對這個難題進行了無數(shù)次實驗，均未取得什么成效。然而，赫茲并沒有灰心，一直思索著解決這道難題的辦法。為了解決這個懸而未解的問題，赫茲除教書以外，全部時間都耗在學校實驗室里。在卡爾斯魯厄高等技術學校的物理實驗室中，有一種叫黎斯螺線管的感應線圈，這種儀器有初級和次級兩個線圈，它們是相互絕緣的。在實驗中，赫茲發(fā)現(xiàn)，若給初級線圈輸入脈沖電流，次級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程。他想，電火花的往返跳躍表明在電極間建立了一個迅速變化的電場和磁場，因為根據尚未被實驗證明的麥克斯韋的電磁理論，變化的場將以電磁波的形式向周圍空間輻射。赫茲斷定：次級線圈中火花隙中的電火花，是因為初級線圈電磁振蕩，次級線圈受到感應的結果。
　　為了用實驗來證實麥克斯韋高深莫測的電磁場理論，驗證電磁波的確存在，赫茲精心設計了一個電磁波發(fā)生器，對“電火花實驗”進行了一系列深入的研究。赫茲用兩塊邊長16英寸的正方形鋅板，每塊鋅板接上一個12英寸長的銅棒，銅棒的一端焊上一個金屬球，將銅棒與感應圈的電極相連。通電時，如果使兩根銅棒上的金屬球靠近，便會看到有火花從一個球跳到另一個球。這些火花表明電流在循環(huán)不息，在金屬球之間產生的這種高頻電火花，即電磁波，．麥克斯韋的理論認為由此電磁波便會被送到空間去。赫茲為了捕捉這些電磁波，證明它確實被送到了空間．，他用=根兩端帶有銅球的銅絲彎成環(huán)狀，當作檢波器。他把這個檢波器放到離電磁波發(fā)生器10米遠的地方，當電磁波發(fā)生器通電后，檢波器銅絲圈兩端的銅球上產生了電火花。這些火花是怎樣產生的呢？赫茲認為，這便是電磁波從發(fā)射器發(fā)出后，被檢波器捉住了。電磁波不僅產生了，而且傳播了10米遠。
　　1887年11月5日，赫茲將他發(fā)現(xiàn)電磁波的研究成果總結《論在絕緣體中電過程引起的感應現(xiàn)象》寄給了亥姆霍茲，論文中用實驗證明了麥克斯韋的電磁場理論。亥姆霍茲一口氣讀完了論文，非常高興地立即寫信給他的得意門生：“手稿收到。好！星期四手稿交付排印。”僅過3天，赫茲就收到了老師的這封復信。誰也沒有料想到，赫茲競用如此簡單的自制儀器驗證了麥克斯韋如此深奧的電磁場理論，赫茲的論文出色地解答了1879年亥姆霍茲提出，的懸賞難題，由此榮獲柏林學院的科學獎。從此，電磁波的存在得到了確認，再也沒有人懷疑了。
　　從此以后，赫茲便專門從事電磁波的研究，他發(fā)現(xiàn)，電磁波可以毫無阻礙地穿過墻壁，不過遇到大而薄的金屬片便被阻擋住了。他還測定了電磁波的波長，并計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。赫茲測量電磁波傳播速度的實驗，選擇了一個長、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。當從波源發(fā)射出的電磁波經鋅板反射后，在空間便形成了駐波。赫茲先用檢波器測出電磁波的波長，再根據直線振蕩器的尺寸算出電磁波的頻率，最后，用駐波法精確地測量了電磁波的傳播速度。1888年1月，他完成了《論電動效應的傳播速度》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，受到全世界科學界的矚目。后來發(fā)現(xiàn)x射線的倫琴教授寫信向赫茲祝賀，贊揚他的這些實驗是近幾年物理學中最優(yōu)異的成果。
　　接著，赫茲又進行了電磁波的反射、折射、偏振等一系列實驗，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，他撰寫了《論電力射線》一文，論證了電磁波與光波的同一性。現(xiàn)在我們常說的無線電波、紅外線、可見光、紫外線、x射線、γ射線都是電磁波。
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