赫兹实验hezi shiyan

最早由赫兹进行的电磁波发射与接收的实验。实验装置如图1所示。

图1

由感应圈得到的高电压加到离一定距离的两个金属球上，当电压足够高时，两金属球间的空气被击穿，出现火花放电，两球间的炽热空气变成良导体，整个电路形成偶极振子并按电路固有频率振荡。由于电路的L、C值小，振荡频率很高(赫兹于1888年的实验中约为108～10⁹赫)。由于存在电阻，振荡为减幅振荡。振荡结束，感应圈又一次给金属球充电，再击穿、再振荡，形成间歇阻尼振荡，如图2所示。

图2

如果在偶极振子AB附近另放一个不接感应圈的偶极振子C、D，且其外层装有套子，用来调节C、D的长度，调节C、D套子的长度，以改变C、D的电感和电容，使其固有频率等于A、B振子的振荡频率。当A、B击穿产生电磁振荡时，若如附图3(a)使C、D与A、B平行，发现C、D两球间的空气被击穿，C、D间有火花跳过。

图3

说明C、D接受了由A、B发射来的电磁波，电磁波的确存在。如果使C、D振子的轴线在方向上与A、B垂直，如图3(b)所示，当A、B发生火花放电时，C、D中不出现火花放电。这进而证明了A、B所发射电磁波的电场分量E在以A、B振子为中心的经线（子午面）上，而在纬线（与子午面垂直）方向E分量等于零。如果将C、D置于与电磁波传播方向平行的位置，如附图3(c)所示，C、D中也不出现电火花。说明电磁波前进方向不存在电场分量E。因此麦克斯韦理论是正确的，偶极振子能辐射电磁波，电磁波是横波。赫兹还做过许多其它实验，证实了电磁波的性质和光波在许多方面都相同。

图4

图4显示了电磁波的直线传播，使两个抛物柱面镜相对，当左边偶极子火花振荡时，右边共振偶极子也出现火花。若当中放一导体板，则共振偶极子火花立即消失。赫兹还做了电磁波在金属表面反射的实验，如图5所示，其反射角i′等于入射角

图5

图6为电磁波的折射实验，将一由硬沥青制成的大三棱镜(顶角为30°)如图示放置。

图6

发现电磁波经过三棱镜以后传播方向改变了。图7为电磁波的干涉实验，这种干涉形成驻波，若测得两波腹的距离，且知频率，则可计算出电磁波的传播速度v≈3×10⁸米/秒。

图7