麥克斯韋的上述觀點,是用純數學方法闡述的,被稱為電磁場理論基本方程的麥克斯韋方程組,也是用純數學方法建立起來的理論。由於當時還沒有在實驗中獲得電磁波,因此仍有不少人懷疑麥克斯韋的理論,也不承認電磁波的實際存在。

赫茲的試驗

1864年,在麥克斯韋用數學式證明了電磁場理論之後,在科學家中看法並不統一。支持派認為,麥克斯韋的數學證明十分嚴密,結論是可信的;反對派認為,雖然數學上嚴密,但沒有事實上的證明,電磁波的真實性還不能相信。雙方進行著激烈的爭論,但遺憾的是誰也沒有充分的理由來駁倒對方。

就在這種情況下,支持派中的一些年輕人,決定通過實驗的方法來獲得電磁波,這當然是一個十分困難的問題。

當時在德國波恩大學任物理學教授的赫茲,認真閱讀了麥克斯韋關於研究電磁波的書,並於1887年著手於對電磁波進一步深入研究。他大膽地設想:如果想辦法撞激電火花,使它周圍產生電振動,這種電振動肯定會向四麵八方傳播,那麼,可不可以在火花周圍捕獲一些振動,再用來撞激別的火花呢?赫茲帶著這個問題,開始了企圖通過實驗的方法獲得電磁波的研究工作。

赫茲的實驗其實很簡單。他利用一個與感應線圈連接著的沒有閉合的電路作為振動器,這個電路中包括了兩根金屬放電杆,每根金屬杆的一端安上一個金屬球,作為放電器,再將裝在萊頓瓶中的電進行放電,則在兩個金屬球之間就激起了火花。這時就能發現在10米遠的地方開路金屬環兩個金屬球之間,也出現了火花的閃現。也就是說:如果使萊頓瓶放電,則突然增大的電流就像蛇一樣來回振動起來,這就說明有變化的電磁場向四周傳播,電磁波彌漫在了整個空間,進而引發在較遠處的開路金屬環兩個金屬球之間產生了火花。這樣,赫茲終於在1887年通過實驗的方法,成功地捕捉到了電磁波,從而證明了麥克斯韋預言電磁波存在的正確性。赫茲於1888年發表了他的實驗結果,當時他還很年輕,隻有31歲。

在這之後,赫茲又用實驗的方法證明了電磁波與光有同樣的特性;電磁波的傳播速度等於光速;電磁波能跟光一樣,遇到金屬板可以反射。由此說明了光也是電磁波的事實。赫茲還測出了自己實驗中獲得的電磁波的波長為96米。

赫茲實驗有著非常重要的意義,它從根本上證明了法拉第預感和麥克斯韋理論都是正確的。但可惜的是在赫茲發表他的實驗成果的1888年,法拉第已經去世21年,麥克斯韋也去世9年了,他們都未能看到赫茲實驗成功的這光輝的一幕,但曆史將永遠銘記他們。

赫茲實驗的成功,開創了人類對電磁波應用的新時代。遺憾的是,赫茲對電磁波的應用不感興趣。有人曾經多次問他:“是否將您的發現用於電信呢?”赫茲總是回答說:“我認為這不太可能。”

1894年,年僅37歲的偉大的實驗物理學家赫茲,與世長辭了。他沒有能看到電磁波用於無線電通信,更沒有能看到電磁波的廣泛應用和對人類社會的發展帶來的巨大影響。