（一）對(duì)電磁現(xiàn)象的早期研究

中國(guó)人發(fā)明的指向磁針經(jīng)由阿拉伯人傳入歐洲之后，很快在航海業(yè)中得到廣泛的使用。曾任英國(guó)皇家醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)和宮廷御醫(yī)的威廉·吉爾伯特（1544年—1603年）大大發(fā)展了對(duì)磁針特性的了解，他用實(shí)驗(yàn)駁斥了當(dāng)時(shí)人們的一種謬見(jiàn)，即將大蒜抹在磁鐵上將破壞其磁性。在實(shí)驗(yàn)中吉爾伯特發(fā)現(xiàn)了磁傾角，當(dāng)一個(gè)小磁針?lè)旁诘厍蛏铣媳睒O之外的地方時(shí)，它有一個(gè)朝向地面的小小傾角。吉爾伯特的天才之處就在于，他由磁傾角推測(cè)，地球是一塊大磁石，而且用一個(gè)球形的磁石做了一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，證明了磁傾角確來(lái)源于球狀大磁石。在1600年出版的《論磁》一書(shū)中，吉爾伯特指出，一個(gè)均勻磁石的磁力強(qiáng)度與其質(zhì)量成正比。除了研究磁力外，他還注意到了自然界中其他類型的吸引力。比如，人們?cè)缇椭滥Σ羚?，就能將?xì)小物體吸起來(lái)，據(jù)說(shuō)，泰勒斯就做過(guò)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。但是吉爾伯持發(fā)現(xiàn)，除琥珀外，還有許多物體經(jīng)摩擦都有吸引力，他將這類吸引力歸結(jié)為電力，并用希臘文琥珀（elektron）一詞創(chuàng)造了“電”?。ā?electricity）這個(gè)新詞。他還通過(guò)實(shí)驗(yàn)具體測(cè)定了各種吸引力的大小，發(fā)現(xiàn)磁力只吸引鐵，而電力則太微弱。吉爾伯特贊同哥白尼學(xué)說(shuō)，這對(duì)日心理論在英國(guó)的傳播起了很大的作用，因?yàn)樗吘故怯?guó)社會(huì)中有身份的人物。

1650年，德國(guó)物理學(xué)家格里凱（1602年—1686年）在對(duì)靜電研究的基礎(chǔ)上，制造了第一臺(tái)摩擦起電機(jī)。1720年，格雷（1675年—1736年）研究了電的傳導(dǎo)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體與絕緣體的區(qū)別。隨后，又發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體的靜電感應(yīng)現(xiàn)象。1733年，杜菲（1698年—1736年）經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)區(qū)分出兩種電荷——稱之為松脂電（負(fù)電）和玻璃電（正電），并由此總結(jié)出靜電作用的基本特征——同性相斥，異性相吸。

1745年，荷蘭萊頓大學(xué)的穆欣布羅克（1692年—1761年）和德國(guó)的克萊斯特（1700年—1748年）通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電震現(xiàn)象，發(fā)明了一種能儲(chǔ)存電荷的裝置——“萊頓瓶”，它和起電機(jī)一樣為電的實(shí)驗(yàn)研究提供了基本工具。1746年4月，法國(guó)科學(xué)家諾勒（1700年—1770年）在法國(guó)科學(xué)院的會(huì)議上演示了萊頓瓶的實(shí)驗(yàn)；他還讓法國(guó)國(guó)王的180個(gè)衛(wèi)兵手拉手，讓萊頓瓶通過(guò)他們放電，使他們同時(shí)受到電擊而跳起。由于諾勒的宣傳，萊頓瓶不僅很快在科學(xué)界傳開(kāi)，而且在歐洲和美洲市民中成為風(fēng)靡一時(shí)的新奇玩意兒，以至于有些人竟以此為業(yè)到處表演，為電學(xué)知識(shí)的普及和傳播起了很好的作用。科學(xué)家對(duì)萊頓瓶放電的研究，產(chǎn)生了電路的概念和電沿最短路徑走的概念，并進(jìn)一步提出了“電以太”的假說(shuō)。這些都標(biāo)志著人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)開(kāi)始從現(xiàn)象深入到本質(zhì)。1752年10月，美國(guó)科學(xué)家和政治家富蘭克林（1706年—1790年）在費(fèi)城作了著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，證明天空閃電和地電相同。后來(lái)，他還發(fā)明了避雷針。

18世紀(jì)70年代英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許（1731年—1810年）用實(shí)驗(yàn)證明了靜電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比。1785年法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵觯?736年—1806年）用自制的扭秤實(shí)測(cè)了電荷間作用力的大小，發(fā)現(xiàn)了庫(kù)侖定律，這是電學(xué)史上第一個(gè)定量定律，標(biāo)志著電學(xué)研究從定性進(jìn)入定量階段。后來(lái)，德國(guó)數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家高斯（1777年—1855年）發(fā)展了庫(kù)侖定律，提出了高斯定律，用它可以求連續(xù)分布電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，成為靜電作用的基本定律之一。

1780年，意大利波侖亞大學(xué)醫(yī)學(xué)教授伽伐尼（1737年—1798年）和助手在解剖青蛙時(shí)，發(fā)現(xiàn)用不同的金屬與蛙腿接觸可以使蛙腿抽動(dòng)，得出存在動(dòng)物電的結(jié)論。伽伐尼的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，但他的發(fā)現(xiàn)激發(fā)起人們對(duì)電流的進(jìn)一步研究。

意大利物理學(xué)家伏打（1745年—1827年）對(duì)伽伐尼“動(dòng)物電”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示懷疑。1792年，伏打通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了伽伐尼動(dòng)物電本質(zhì)上是因?yàn)閮煞N金屬與濕的動(dòng)物體相連造成的，蛙腿只起到了驗(yàn)電器的作用。1794年，伏打只用金屬而不用肌肉組織來(lái)做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)電流的產(chǎn)生與生物組織無(wú)關(guān)。由此，在伽伐尼和伏打之間發(fā)生了一場(chǎng)爭(zhēng)論。后來(lái)，伏打用各種不同的金屬搭配，進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，研究它們互相接觸時(shí)產(chǎn)生電的情況，獲得了著名的伏打序列：鋅、鉛、錫、鐵、銅、銀、金、石墨等。只要按這個(gè)序列的順序，將排在前面的金屬同后面的一種金屬相接觸，前者就帶正電，后者帶負(fù)電；在序列中相距越遠(yuǎn)，帶電越多。1800年，伏打制成了伏打電堆。伏打電堆的出現(xiàn)使人們第一次有可能獲得穩(wěn)定而持續(xù)的電流，從而為研究電動(dòng)現(xiàn)象打下了基礎(chǔ)，也推動(dòng)了電化學(xué)的發(fā)展。

（二） 電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)

電磁理論產(chǎn)生的突破口，是丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特（1777年—1851年）關(guān)于電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)。奧斯特青年時(shí)代就是康德哲學(xué)的崇拜者，1799年他的博士論文討論的就是康德哲學(xué)。

自從吉爾伯特提出電和磁彼此獨(dú)立無(wú)關(guān)的論斷以來(lái)，科學(xué)家們受這種思想的影響，只是孤立地研究電和磁。而奧斯特由于受到德國(guó)古典哲學(xué)的同一性思想的影響和啟發(fā)，一直堅(jiān)信電、磁之間有某種關(guān)系，電一定可以轉(zhuǎn)化為磁。在比較了電與磁吸引和排斥的相似性，以及它們規(guī)律的相似性之后，奧斯特提出了電與磁之間究竟有什么聯(lián)系和作用的問(wèn)題，并于1807年起就開(kāi)始研究探索。在1812年出版的《關(guān)于化學(xué)力和電力的統(tǒng)一的研究》一書(shū)中，奧斯特推測(cè)，既然電流通過(guò)較細(xì)的導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生熱，那么通過(guò)更細(xì)的導(dǎo)線就可能發(fā)光，導(dǎo)線直徑再小下去，就可能產(chǎn)生磁效應(yīng)。沿著這個(gè)思路，奧斯特做了許多實(shí)驗(yàn)，但均沒(méi)有成功。

1819年冬天，奧斯特受命主持一個(gè)電磁講座，有機(jī)會(huì)繼續(xù)研究電流的磁效應(yīng)問(wèn)題。此時(shí)，他產(chǎn)生了一個(gè)新的想法，即電流的磁效應(yīng)可能不在電流流動(dòng)的方向上。為了驗(yàn)證這個(gè)想法，他于次年春設(shè)計(jì)了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，但還是沒(méi)有成功。1820年4月，在一次講座快結(jié)束時(shí)，他靈機(jī)一動(dòng)又重復(fù)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，果然發(fā)現(xiàn)電流接通時(shí)附近的小磁針動(dòng)了一下。隨后他又做了60多次實(shí)驗(yàn)，在磁針與導(dǎo)線之間放上玻璃、水、木頭、石頭等東西，確證了電流磁效應(yīng)的存在。終于在1820年7月21日發(fā)表了《關(guān)于磁針上電流碰撞的實(shí)驗(yàn)》的論文。論文指出，電流所產(chǎn)生的磁力既不與電流方向相同也不與之相反，而是與電流方向相垂直。此外，電流對(duì)周圍磁針的影響可以透過(guò)各種非磁性物質(zhì)。

自?shī)W斯特的發(fā)現(xiàn)公布以后，電磁學(xué)的研究便突飛猛進(jìn)。奧斯特的實(shí)驗(yàn)消息傳到巴黎后，啟發(fā)了法國(guó)物理學(xué)家安培（1775年—1836年）。他想，既然磁與磁之間，電流與磁體之間都有作用力，那么電流和電流之間是否也存在作用力呢？他立即重復(fù)了奧斯特的實(shí)驗(yàn)。一周后向科學(xué)院提交了第一篇論文，提出了磁針轉(zhuǎn)動(dòng)方向與電流方向相關(guān)判定的右手定則——即判別電流磁場(chǎng)的方向的右手螺旋法則。再一周后，安培向科學(xué)院提交了第二篇論文，討論了平行載流導(dǎo)線之間的相互作用問(wèn)題：即兩根平行導(dǎo)線，如果通以同向電流，它們相互吸引；如果通以反向電流，它們就相互排斥。他還發(fā)現(xiàn)，如果給兩個(gè)螺線管通以電流，他們就會(huì)像兩個(gè)磁鐵一樣相互吸引或排斥。

安培不僅具有良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，而且精于實(shí)驗(yàn)。奧斯特只是發(fā)現(xiàn)了電流對(duì)磁針有作用，安培卻在極短的時(shí)間里將這一發(fā)現(xiàn)推廣到電流與電流之間的相互作用，并接連發(fā)現(xiàn)了作用的方向和大小，給出了判定方向的方法及計(jì)算大小的公式。

他認(rèn)為磁的本質(zhì)是電流，一切磁現(xiàn)象均起源于電流。他把電流和磁體、磁體和磁體的相互作用問(wèn)題，統(tǒng)統(tǒng)歸結(jié)為電流和電流的相互作用，并把電流和電流之間的相互作用力稱作“電動(dòng)力”，而把研究這種力的理論稱為“電動(dòng)力學(xué)”。

（三） 法拉第奠定電磁理論的基礎(chǔ)

英國(guó)物理學(xué)家法拉第（1791年—1867年），貧苦出身，幼年失學(xué)，在印刷廠當(dāng)童工時(shí)學(xué)習(xí)零星的科學(xué)知識(shí)。1812年，聆聽(tīng)戴維的講演，得到戴維的賞識(shí)，到了實(shí)驗(yàn)室當(dāng)一名刷瓶子工人。次年成為戴維的助手，游歷歐洲，在電化學(xué)方面顯示出卓越的實(shí)驗(yàn)才能。1824年被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。

電流有磁效應(yīng)，磁有沒(méi)有電流效應(yīng)呢？法拉第也深受德國(guó)古典哲學(xué)的影響，認(rèn)為電和磁之間存在著某種聯(lián)系，從1822年起開(kāi)始尋找磁產(chǎn)生電的效應(yīng)。起初，他簡(jiǎn)單地認(rèn)為用強(qiáng)磁鐵靠近導(dǎo)線，導(dǎo)線中就會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，或者在一根導(dǎo)線里通上電流，在附近的導(dǎo)線中也會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流。按照這一思路，法拉策做了近10年的“磁生電”實(shí)驗(yàn)，在工作日記中寫(xiě)下了大量毫無(wú)結(jié)果的失敗記錄，厚厚的日記冊(cè)正是法拉第百折不撓、堅(jiān)持奮斗的見(jiàn)證。1831年8月，法拉第終于觀察到了感生電流的發(fā)生。這次法拉第在一只軟鐵環(huán)上繞以兩組線圈A、 B，線圈B與一電流計(jì)連接，當(dāng)線圈A與電池組（由30只電池組成）相連的瞬間，電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)了一下，然后又回到原來(lái)位置。當(dāng)線圈A與電池組斷開(kāi)時(shí)，指針又偏轉(zhuǎn)了一下再回到原來(lái)指示位置。這一事實(shí)證明，電與磁的關(guān)系是動(dòng)態(tài)的而非靜態(tài)的。此后法拉第又設(shè)計(jì)了多種實(shí)驗(yàn)方案，結(jié)果證明，不論采取何種方案，只要穿過(guò)閉合回路中的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是著名的電磁感應(yīng)定律。1833年，在俄國(guó)工作的物理學(xué)家楞次（1804年—1865年）在《論動(dòng)電感應(yīng)引起的電流的方向》一文中指出感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與引起感應(yīng)的原磁場(chǎng)的變化方向相反，即楞次定律。這是充實(shí)、完善電磁感應(yīng)定律的一大貢獻(xiàn)。正如奧斯特的發(fā)現(xiàn)是電動(dòng)機(jī)的理論基礎(chǔ)一樣，法拉第發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)定律是發(fā)電機(jī)的理論基礎(chǔ)。

為了對(duì)電、磁現(xiàn)象做出正確的物理解釋，法拉第提出了一種全新的概念和物理圖像，這就是“場(chǎng)”的概念和力線圖像。1831年11月24日，法拉第用鐵粉做實(shí)驗(yàn)，形象地證明了磁力線的存在。他確信這種力線不是幾何的，而是具有物理性質(zhì)，是物理實(shí)在。電荷或磁極周圍的空間，不再是一無(wú)所有，而是布滿了向各個(gè)方向散發(fā)出去的力線，電荷或磁極就是力線的起點(diǎn)，他把布滿力線的空間稱為磁場(chǎng)，磁力線就是通過(guò)連續(xù)的場(chǎng)這種物理實(shí)在傳遞的。法拉第的這個(gè)創(chuàng)見(jiàn)比電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)意義還要重大，它奠定了電磁理論的基礎(chǔ)?？墒窃诋?dāng)時(shí)，對(duì)法拉第提出“場(chǎng)”的概念，幾乎所有物理學(xué)家都認(rèn)為是離經(jīng)叛道的妄想，直到二三十年以后，麥克斯韋接受了法拉第的思想，并用數(shù)學(xué)語(yǔ)言把它表達(dá)了出來(lái)，這一天才構(gòu)想才開(kāi)花結(jié)果。

有了力線的概念，法拉第就能夠進(jìn)一步解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象。他在發(fā)表于1851年的 《論磁力線》一文中說(shuō)，只要導(dǎo)線垂直地切割磁力線，導(dǎo)線中就有電流產(chǎn)生，電流的大小與所切割的磁力線數(shù)成正比。這就正式將電磁感應(yīng)現(xiàn)象確立為一條定律。法拉第由于從小沒(méi)受過(guò)正規(guī)教育，其數(shù)學(xué)能力十分欠缺，但他對(duì)物理世界天才的洞察力彌補(bǔ)了這一不足?！傲€”概念就是一種極為出色的非數(shù)學(xué)化的圖像式想象，至今仍為物理教學(xué)所喜用。

法拉第在1832年的一封信中，提出了電磁波的觀念。他認(rèn)為，磁力從磁極出發(fā)的傳播類似于起波紋的水面的振動(dòng)或者空氣粒子的聲振動(dòng)，而且這也是光現(xiàn)象最可能的解釋。1846年，法拉第提出光的本性是電力線和磁力線的振動(dòng)。這一看法后來(lái)被麥克斯韋發(fā)展成為光的電磁說(shuō)。

（四）麥克斯韋的偉大貢獻(xiàn)

麥克斯韋（1831年—1879年） 出生于蘇格蘭愛(ài)丁堡的一個(gè)名門(mén)望族，從小便顯露出色的數(shù)學(xué)才能，14歲時(shí)就在英國(guó)《愛(ài)丁堡皇家學(xué)會(huì)學(xué)報(bào)》上發(fā)表數(shù)學(xué)論文，獲得了愛(ài)丁堡學(xué)院的數(shù)學(xué)獎(jiǎng)。1847年，麥克斯韋進(jìn)入愛(ài)丁堡大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和物理學(xué)，1850年考入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，主攻數(shù)學(xué)、物理學(xué)。1854年大學(xué)畢業(yè)，數(shù)學(xué)成績(jī)非常優(yōu)秀。1871年回到母校劍橋大學(xué)任實(shí)驗(yàn)物理教授。

1855年，麥克斯韋寫(xiě)了《論法拉第的力線》一文，第一次試圖將法拉第的力線概念賦予數(shù)學(xué)形式，從而初步建立了電與磁之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。這一年恰好法拉第告老退休，接力棒傳給了麥克斯韋。法拉第和麥克斯韋的結(jié)合，就好像第谷和開(kāi)普勒的結(jié)合那樣，是觀察實(shí)驗(yàn)和理論分析相結(jié)合的范例。法拉第精于實(shí)驗(yàn)研究，麥克斯韋擅長(zhǎng)理論概括，他們相輔相成，相互補(bǔ)充，導(dǎo)致了科學(xué)上的重大突破。麥克斯韋的理論表明，電與磁不能孤立地存在，總是不可分離地結(jié)合在一起。這篇論文于次年發(fā)表在《英國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)報(bào)告集》中，使法拉第的力線概念由一種直觀的想象上升為科學(xué)的理論，引起了物理學(xué)界的重視。法拉第讀過(guò)這篇論文后，大加贊揚(yáng)。

1862年，麥克斯韋發(fā)表了《論物理的力線》，不僅解釋了法拉第的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，而且發(fā)展了法拉第的思想。他提出了“感生電場(chǎng)”和“位移電流’的概念，初步提出完整的電磁理論。

麥克斯韋通過(guò)對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象——閉合回路中磁場(chǎng)發(fā)生變化就產(chǎn)生感生電流——的分析，提出了存在感生電場(chǎng)。這種電場(chǎng)，不是由電荷所產(chǎn)生的，而是由變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的。

按照電磁的對(duì)稱性，麥克斯韋進(jìn)一步提出：既然變化的磁場(chǎng)會(huì)引起感生電場(chǎng)，那么，變化的電場(chǎng)也會(huì)引起感生磁場(chǎng)。通常導(dǎo)體中的電流稱為傳導(dǎo)電流，電流是電荷傳導(dǎo)而形成的，電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)?，F(xiàn)在，變化的電場(chǎng)也會(huì)引起感生磁場(chǎng)。變化的電場(chǎng)其作用等效于傳導(dǎo)電流，但由于它并不是真正的電荷傳導(dǎo)而形成的電流，故稱為位移電流。

這樣一來(lái)，就有兩種電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，一種是傳導(dǎo)電流，一種是位移電流。

按照麥克斯韋的觀點(diǎn)，感生電場(chǎng)產(chǎn)生位移電流，位移電流產(chǎn)生感生磁場(chǎng)，感生磁場(chǎng)（變化的磁場(chǎng)）產(chǎn)生感生電場(chǎng)。電磁場(chǎng)中廣泛存在的電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交相變化，使麥克斯韋意識(shí)到它是一種新的波動(dòng)過(guò)程。1864年，他向皇家學(xué)會(huì)宣讀了另一篇著名的論文《電磁場(chǎng)的動(dòng)力理論》（該文于次年發(fā)表在學(xué)會(huì)的機(jī)關(guān)刊物《哲學(xué)雜志》上），文中不僅給出了今天被稱為麥克斯韋方程的電磁場(chǎng)方程，而且提出電磁波的概念。他認(rèn)為，變化的電場(chǎng)必激發(fā)磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)又激發(fā)電場(chǎng)，這種變化著的電場(chǎng)及磁場(chǎng)共同構(gòu)成了統(tǒng)一的電磁場(chǎng)，電磁場(chǎng)以橫波的形式在空間傳播，形成所謂電磁波。

麥克斯韋建立的電磁場(chǎng)方程，以非常簡(jiǎn)潔、完美的數(shù)學(xué)語(yǔ)言概括了全部電磁現(xiàn)象。運(yùn)用電磁場(chǎng)方程，加上電場(chǎng)E和磁場(chǎng)B應(yīng)滿足的邊界條件和初始條件，就可以確定空間某點(diǎn)在某一時(shí)刻的電磁場(chǎng)，它們包括了靜電場(chǎng)、穩(wěn)恒電流和似穩(wěn)電磁場(chǎng)等特殊情況。所以，麥克斯韋方程組以數(shù)學(xué)的形式概括了電磁場(chǎng)的基本規(guī)律，同時(shí)，為解決各種實(shí)際問(wèn)題奠定了基礎(chǔ)。

麥克斯韋推算出了電磁波的傳播速度，發(fā)現(xiàn)與光速十分接近。他本來(lái)就猜測(cè)光與電磁現(xiàn)象有著內(nèi)在的聯(lián)系，在建立了完整的電磁理論之后，他更明確提出了光的電磁理論。麥克斯韋寫(xiě)道：電磁波的這一速度與光速如此接近，看來(lái)我們有充分的理由斷定，光本身是以波動(dòng)形式在電磁場(chǎng)中按電磁波規(guī)律傳播的一種電磁振動(dòng)。

麥克斯韋1873年出版的《電磁通論》，全面總結(jié)了一個(gè)世紀(jì)以來(lái)電磁學(xué)所取得的成果，是一部電磁學(xué)的百科全書(shū)，是集電磁理論之大成的經(jīng)典著作，是一部可以與牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》和達(dá)爾文的《物種起源》相提并論的里程碑式的著作。1879年11月5日，麥克斯韋因長(zhǎng)期患病，終于與世長(zhǎng)辭，這年他才48歲。他沒(méi)能看到他所預(yù)言的電磁波真的在實(shí)驗(yàn)室里被發(fā)現(xiàn)，但是今天，電磁波已經(jīng)成了信息時(shí)代最基本的物質(zhì)載體。

（五） 電磁波的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)

麥克斯韋電磁理論的驗(yàn)證，是德國(guó)物理學(xué)家赫茲（1857年—1894年）完成的。1886年赫茲發(fā)明了檢波器，并檢驗(yàn)了由萊頓瓶的間隙放電或線圈火花產(chǎn)生的電磁波的存在，并成功地讓這些波發(fā)生反射、折射、衍射和偏振，從而使麥克斯韋電磁理論中“電磁波與光波具有同一性”的假說(shuō)，從各個(gè)方面得以檢驗(yàn)。

電磁波的傳播速度應(yīng)該等于光速，這個(gè)結(jié)論在1888年由赫茲證實(shí)。1888年赫茲發(fā)表《論動(dòng)電效應(yīng)的傳播速度》一文，給出計(jì)算電磁波波長(zhǎng)的方法；雖然在有限空間難以直接測(cè)量電磁波的速度，但是赫茲通過(guò)用檢波器測(cè)量出電磁波兩個(gè)波之間的長(zhǎng)度，即半波長(zhǎng)，然后根據(jù)振動(dòng)器的頻率公式計(jì)算出電磁駐波頻率，最終計(jì)算出電磁波的速度，從而檢驗(yàn)了電磁波速等于光速的結(jié)論。

如果電磁波與光波具有同一性，則電磁波應(yīng)顯示出光波的所有性質(zhì)。赫茲又進(jìn)行了關(guān)于電磁波的反射、聚焦、折射、偏振等多種實(shí)驗(yàn)，證明了在當(dāng)時(shí)認(rèn)識(shí)水平上的光所具有一切物理特性，電磁波都具有。

赫茲的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不僅證明了麥克斯韋理論的正確，也為人類利用無(wú)線電波開(kāi)辟了道路。可惜的是，赫茲英年早逝，沒(méi)能在電磁波的應(yīng)用技術(shù)方面作出他本來(lái)完全可能作出的重大貢獻(xiàn)。不久以后，意大利青年物理學(xué)家馬可尼（1874年—1937年）就實(shí)現(xiàn)了無(wú)線電波通信。