电磁波的诞生,是点燃人类文明的那束电火花


电磁波的诞生,是点燃人类文明的那束电火花

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电磁波的诞生 , 是点燃人类文明的那束电火花 , 通信技术服务人类社会由此起步 。
科技日报社、世界5G大会、未来移动通信论坛奉上的我国首档通信领域科普节目《通个信》首期 , 中国科学院物理研究所研究员曹则贤串烧了一段有趣的历史故事 。
电和磁这两种现象是怎样被发现的?
【电磁波的诞生,是点燃人类文明的那束电火花】静电的发现源自于古希腊的贵妇人穿着绸缎衣服在家吸猫 。1600年前后 , 威廉·吉尔伯特创造了电(Electricity)这个词 , 他的磁学研究“德马格内特” , 首次合理解释了指南针的神秘能力 , 揭示了地球本身就是一个大磁场 。
磁的发现则应归功今天的叙利亚一带的一个放羊娃 , 当他拄着底端包铁皮的棍子满山撵羊时 , 发现这根棍戳到有些石头拔起来费劲 。
1831年 , 迈克尔·法拉第验证了“电磁感应现象”后 , 人们认识到电和磁是一家 , 电能产生磁 , 磁也能产生电 。
那一年 , 詹姆斯·克拉克·麦克斯韦带着历史使命出生 , 他所建立的电磁场理论 , 将电学、磁学、光学统一起来 。造福于人类的无线电技术 , 就是以电磁场理论为基础发展起来的 。
抱着给法拉第的理论“提供数学方法基础”的初衷 , 麦克斯韦列出了表达电磁基本定律的四元方程组 , 把混乱纷纭的现象归纳为统一完整的学说 。此后 , 英国科学家泰特将并不简单的麦克斯韦方程组简化 , 就成了我们在教科书上见到的样子 。
1865年 , 麦克斯韦预言了电磁波的存在 , 推导出电磁波的传播速度等于光速 , 并得出结论:光是电磁波的一种形式 , 揭示了光现象和电磁现象之间的联系 。
1887年 , 大神级天才海因里希·鲁道夫·赫兹做了一个实验 , 一条金属丝连起两端的锌金属小球 , 按下开关 , 金属球啪啪打火 , 远处 , 同样的装置也隔空打火 。
曹则贤说:“这个简单的电路 , 就是我们近代物理的出发点 。”
1888年 , 赫兹公布了验证电磁波存在的实验 。由法拉第开创 , 麦克斯韦总结的电磁理论 , 至此取得决定性的胜利 。
如曹则贤所言 , “科学的发现将产生怎样的重大成果 , 有时候就差一层窗户纸 , 得有人把它捅破 。”
实验成功后 , 赫兹的助手曾问他:“您这个实验好像影响很大 , 它有什么意义?还有什么用?”
赫兹说:“可能真没什么用 。证明麦克斯韦很伟大就是这个实验的意义 。”
而在阿尔卑斯山旅游的小男孩伽利尔摩·马可尼听到这个实验结果的消息时 , 估计心里咯噔了一下 , 他意识到这个实验的落地价值 , 电磁波可以传递信息 , 产生电火花的开关 , 就是电报机的雏形 。
几年后 , 马可尼证明了这些不可见光波可用于无线电通讯 , 无线电随之问世 。
本文来自:科技日报数字报




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