
【医】 Hertzian erperiments
hertz
【化】 hertz
family name; surname
experiment; experimentation; test
【化】 experiment; experimentation
【医】 experiment
赫兹氏实验(Hertz's Experiment)是德国物理学家海因里希·赫兹(Heinrich Hertz)于1886至1888年间完成的经典电磁学实验,其核心目标是验证麦克斯韦方程组中关于电磁波存在的理论预言。该实验通过振荡电路产生高频电磁波,并首次观测到电磁波的反射、折射和偏振现象,为无线电通信技术奠定了科学基础。
从汉英词典释义角度,"赫兹氏实验"对应的英文术语为Hertz's Experiment,其详细科学内涵可分解为以下三部分:
实验装置
赫兹使用感应线圈与金属电极构成振荡电路(称为"赫兹振子"),通过火花放电产生频率约100 MHz的电磁波。接收端采用环形导线配合微小火花隙检测电磁波,这种装置被称为"赫兹共振器"(Hertzian resonator)。
关键验证
实验成功观测到电磁波传播速度接近光速(约3×10⁸ m/s),且具备与光波相同的反射、折射特性,公式推导符合麦克斯韦方程组: $$
abla times mathbf{E} = -frac{partial mathbf{B}}{partial t} $$ $$
abla times mathbf{H} = mathbf{J} + frac{partial mathbf{D}}{partial t} $$ 这直接证明了光属于电磁波的范畴。
实验衍生出多个专业术语:国际单位制中频率单位"赫兹(Hz)"即源于此实验;"赫兹波"(Hertzian wave)特指波长1米至1千米的无线电波;"赫兹接触"(Hertzian contact)理论则延伸至材料力学领域。
权威参考资料:
赫兹实验(Hertz's Experiment)是德国物理学家海因里希·赫兹于1886-1888年间完成的里程碑式实验,首次通过人工方法产生并检测到电磁波,验证了麦克斯韦电磁理论的正确性。以下是实验的核心内容:
振荡偶极子发射器
赫兹设计了一个开口的LC振荡回路:两根共轴的黄铜杆(A、B)通过感应圈周期性充电,形成高电势差。当电压达到空气击穿阈值时,间隙产生火花放电,形成高频振荡电流(频率约$10$ Hz量级)。这种结构被称为“振荡偶极子”,能将电磁能量以波的形式辐射到空间。
谐振器探测器
使用另一根带可调节套子的铜杆(CD)作为接收装置。当接收器与发射器的频率共振时,间隙会产生可见火花,从而检测到电磁波的存在。
需注意与夫兰克-赫兹实验(1914年)区分,后者是研究原子能级跃迁的量子实验,由詹姆斯·夫兰克和古斯塔夫·赫兹共同完成。
如需进一步了解实验细节,可参考物理学教材或电磁学专题文献。
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