赫兹和电磁波的发现

一百年前１）,德国物理学家赫兹在实验上发现了电磁波．这是物理学史上的一件大事,也是人类文化史上的一件大事,因为它确定了麦克斯韦电磁理论的正确性,开辟了物理学的新领域,也为电磁波的应用打开了大门,导至了无线电通信和电视的出现,极大地丰富了人类的生活．为了纪念这一重大发现的一百周年,我们在这里对赫兹生平和他发现电磁波的经过,作一简单介绍．一、赫兹生平简介赫兹（Ｈｅｒｔｚ,ＨｅｉｎｒｉｃｈＲｕｄｏ?...     

赫兹发现电磁波的实验方法及过程

根据赫兹的文集、实验笔记、日记和书信等原始文献．对赫兹发现电磁波的实验进行仔细考察．以期真实地再现这一重大发现的历史过程．笔者认为赫兹发现电磁波的过程是由一系列重要实验组成．并不能仅以单个实验为其标志．还指出尽管赫兹没有认识到发现电磁波的实用价值，但他的实验研究成果客观上为无线电技术实用化的进程奠定了重要基础．     

也论电磁波的预言及其发现过程

文章根据麦克斯韦的著作和赫兹的《综合文集》、《电波》和《回忆、书信和日记》以及相关文献，对麦克斯韦预言电磁波的问题和赫兹实验发现电磁波的过程进行了仔细考察，指出麦克斯韦没有明确预言电磁波的存在，麦克斯韦的理论不是赫兹电磁学实验研究的直接指导思想．文章认为亥姆霍兹为普鲁士科学院所提出的1879年悬赏课题对赫兹发现电磁波起到了直接的引导作用，而电磁波的发现则主要归因于赫兹精湛的实验技能和敏锐的观察力．     

“ 电磁波的发现”教学中学生常提出的疑问及相应解释

: 在高中物理“ 电磁波的发现”一节的教学中, 学生对平面电磁波传播过程中“ 电场强度矢量E和磁感应 强度矢量B 同步变化”常提出疑问, 笔者分析了其错误原因并给出较为详细的解释.     

表面电磁波

一、引 言 近几年来,表面物理的研究引起人们的很大重视.与此同时,对表面电磁波的兴趣也随之增加起来.我们这里所说的表面电磁波,是指表面极性元激发与电磁波(光子)的耦合模即表面极化激元波(surface polaritons),它沿着两种介质之间的界面以准波的形式传播。其振幅随着远离界面指数式迅速衰减.也就是说,波被“束缚”在界面上.以铜一空气界面为例,当入射激光波长是10.6um时,表面电磁波沿界面的传播长度为1.9cm,而它在金属内的穿透深度仅为250A,即传播长度是穿透深度的7.6×105倍.依照不同的界面条件,极性元激发可以是光学声子、激子、等离…     

电磁波检测

当今无线通讯技术迅猛发展,如何对变电所及输电线与移动电话基地台所产生的电磁场强度进行评估,便成为一个重要的工作.通过分析电磁波特征,论述了对这些电磁波辐射设施所产生的电磁场强度检测的方法.     

电磁波极化的描述

电磁波的“极化”现象很早就被人们认识了,在光学中通常称之为“偏振”, 1670年,丹麦科学家 ErasmusBartholinus[1]关于双折射发现的论文中就用到了这个概念.“极化”或“偏振”是指在波动过程中,振动矢量偏于某些方向的现象.研究电磁波的极化不仅是理论上的重要课题,而且在工程技术上有着相当广泛地应用. 由于历史的原因,电磁波极化描述中有些术语尚不统一,甚至称呼相反,这应引起我们的注意.根据电矢量端点描绘椭圆的转向有“左”和“右”旋两种不同的极化.习惯上是以观察者迎着电磁波传播方向去看E的转向,如果是顺时针称为右旋极化,如果…     

赫芝的电磁波实验

本文中所谈到的“振动器”与本期“电磁波的辐射和接收”一文中所谈到的“赫芝偶极子”原理上是一个东西,赫芝当时使用的设备是“振动器”,而分析其辐射的特性时,则将它画成偶极子。两者的原理是一样的—将振荡迴路的电容器张开。但在“振动器”上的电流是衰减振荡,它是自由振荡,当产生高频振荡时,并没有高频电源连在上边,这是因为赫芝当时还没有高频电源;而“偶极子”上的电流通常都设为等幅振荡,是由高频电源供给的。它们的等效线路都是L、C串连。自由振荡时,迴路不接入电源(火花间隙在放电时等于接通的导线),强迫振荡时,间隙处用高频电源来代替,这是唯一的区别。     

电磁波的性质和电磁波波动方程的一种讲法

本文从麦克斯韦方程组的积分形式出发，把电磁波波动方程的推导和电磁波的物理性质紧密结合在一起，“两条腿走路”，简化了波动方程的推导过程，也更清楚地说明了电磁波的物理性质．课堂上只要一小时便可讲清楚这部分内容．     

电磁波极化的应用

极化是电磁波的一个重要参量,是电动力学、电磁场与电磁波课程教学中的重点内容之一.系统介绍电磁波极化这一概念在通信、雷达和抗干扰等方面的应用,即利用电磁波极化实现无线电信号的最佳发射和接收,利用极化提高通信容量,探讨了电磁波极化在雷达目标识别、检测、成像以及抗干扰中的应用.     

电磁波的多普勒效应

讨论了电磁波的多普勒现象，并阐述了在天文观测中的应用．     

电磁波演示仪器

我们为了更清楚的使同学们理解电磁波概念,用旧存零件,仿照物理通报1955年第1期马尔戈林的“演示用超短波振荡器及实验”一文,制造了一套演示仪器。线路如图1。经试验证明6F6真空管五极接法比三极接法良好。屏路电压系用一只80真空管整流,可参阅原文。接收器是用中心接有2.5v小灯泡,晶体检波器及灵敏电流计的半波长天线(直径4毫米,长210厘米)所组成。如图2。 (1)当接收器的A,B,C不连接时,离发射机天线约一米远处,小灯泡可亮。说明电磁波遇到导线,就在导线上引起高频率交流电。调整图1中C_1位置,可得小灯泡最亮点,说明当接收器与发射的电磁波谐振时,电流最强。     

电磁波的辐射和接收

本文的目的在于:应用一个特例(平面波)来说明电磁波的传播过程、赫芝偶极子的辐射特性(方向性和辐射功率)、发射和接收用线性天线的基本性质(方向性和输入阻抗)以及长、中、短波天线常用类型的简单介绍。至于电磁波在大地周围的传播和超短波天线,因为属于专门问题,本文不予讨论。     

电磁波相位不变性的推导

本文直接利用洛伦兹变换，导出电磁波四维波矢的变换关系，并以此为据导出电磁波的相位不变性。     

关于等离子体的电磁波不稳定性

本文阐述了由分析色散关系几何性质的方法,导出速度分布各向异性的等离子体中的电磁波不稳定性的严格和普适的判据,具体讨论了温度不均匀性和粒子束流对不稳定性的影响。最后导出了Weibel的电磁波增长系数的相对论修正公式。     

电磁波的非线性动力理论

使用全动力途径，严格地推导了左旋圆极化电磁波的非线性色散关系。所得到的色散关系被用来分析电子Ｂｅｒｎｓｔｅｉｎ波和高杂波所激发的电磁辐射。结果表明：（１）电子Ｂｅｒｎｓｔｅｉｎ波可以激发频率上移辐射，也可以激发频率下移辐射，这取决于背景等离子体频率ｗｐｅ与电子回旋频率Ωｅ的比值大小；（２）高杂波只能激发频率下移辐射；（３）当电子Ｂｅｒｎｓｔｅｉｎ波位于高杂共振层时，频率上移辐射和频率下移辐射可以同