电磁波的发现和使用

来源 :发明与创新(学生版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:mikamireiko
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  一
  
  麦克斯韦创立电磁理论之后,1888年,在柏林有一位叫赫兹的青年实验物理学家完成了这项工作。
  当时,许多人虽叹服麦克斯韦对电磁波的完美描述,可就是找不到它。26岁的赫兹却另有绝招。他将两个金属小球调到一定的位置,中间隔一小段空隙,然后给它们通电。顿时,两个本来不相连的小球间发出了吱吱的响声,并且有蓝色的电火花一闪一闪地跳过——不用说,小球间产生了电场。
  按照麦克斯韦的方式,电场再激发磁场,磁场再激发电场,连续扩散开去,便有电磁波传递。到底有没有呢?最好有个装置能够接收它。
  他在离金属球4米远的地方放了一个有缺口的铜环,如果电磁波能够飞到那里,那么铜环的缺口间也应有电火花跳过,他将这些都布置好后,这边一按键,果然那圆环缺口上蓝光闪闪——这说明发射球和接收环之间有电磁波。
  既然有波,就应该有波长、频率和速度。于是他又想亲自量量它的波长。其实这也很简单,他将那铜环接收器向圆球发射器靠近,火花时亮时无,最亮便是波峰或波谷,不亮时便是零值。他求出了波长,接着又算出速度为每秒30万千米,正好等于光速,也有如光一样的反射、折射性。麦克斯韦的理论彻底得到了证实,从法拉第到麦克斯韦再到赫兹,两位实验物理学家与一位理论物理学家巧妙的配合终于完成了这个伟大的发现。
  赫兹发现电磁波就如当年牛顿发现了万有引力。然而天妒英才,1894年1月,年仅37岁的赫兹猝然谢世,这让当时的欧洲物理学界非常悲哀。在他死去的第二天,意大利帕多瓦大学门口贴出了这样一张讣告:
  “波恩大学赫兹教授不幸于昨日去世,物理学界的一颗明星突然殒落,这是全欧洲的损失……为了表达对这位世界伟人的沉痛悼念,兹定于明天上午在本校礼堂举行隆重的追悼会。”
  在这张讣告下边,有的人瞥一眼便匆匆离去,有的人读后一声叹息,唯有一个小伙子却像双脚被钉住一样,他两眼瞪着讣告,嘴唇微张,半天不言不语,脸色既哀伤又含沉思,神情悲痛却又显激动。他在这里大约站了一个多小时,迟迟不肯离去。他就是马可尼。
  
  二
  
  马可尼出生在意大利帕多瓦城的一个富有的家庭中,是典型的“书锥”、“书钩”——他的眼睛就像锥子,读书时处处要问个为什么,非得把那本书锥穿再钩出点什么才肯罢休,思维越训练越敏捷,碰到问题一针见血,又能举一反三。
  即便是见到一张讣告也要从中钩出一点学问——他想这位赫兹教授发现的电波既然德国有,意大利也有,为什么不可以利用这些无声无形的波传递信号,传递人们的意志,让死波变活?如果真能做到这一步,赫兹的功绩不是更加与日月同久了吗?我们纪念死者,就是要发扬他的成果,为活人多办点好事。
  他这样痴痴地想着,回到家里,就对父亲说:“我似乎有这样一种感觉——这些电波会在不远的将来带给人类以全新的和强有力的通信手段。”
  想到就做,马可尼立即到处收集资料,又在他父亲的别墅里架天线,埋地线,白天试,晚上调,而且居然改进了检波器,制成了发射机和接收机,终于在其住地与17千米外的山间,实现了第一次通信联系。他欣喜若狂,立即向意大利邮电部写信要求资助,愿将自己的发明贡献给祖国的通讯事业。哪知他这封信却石沉大海,马可尼一气之下转而向英国申请专利。
  1896年,在伦敦港,一个青年手提着一只大箱子正要下船,海关检查人员见这人衣帽不整,神色不定,便一把拉住他,问他箱子里是什么。这青年正是马可尼,他初来伦敦,不免慌张,结结巴巴地说这是一台发报机。
  当时哪有什么无线电发报机?海关人员更没听说过这个玩艺儿,把箱子翻来倒去,又将马可尼上下打量一通,这时旁边又一个海关人员说:“怕是一个炸弹PE?”那检查员闻听不禁大惊,忙双手举起箱子“扑通”一声扔到海里,还推了马可尼一把:“去,去,去!还不赶快滚下船去!”
  马克尼初出家门就受到如此受欺凌,他举目无亲,原想来找专利局的,现在手中没有了东西,谁认得他这个叫化子?他只知邮电局是管通信的,便忍气吞声下船朝伦敦的邮电部大楼找去。
  邮电部总工程师善利斯是一个十分和蔼可亲又颇爱才的老头。他一听说来访者就是马可尼,立即离开椅子将这个可怜的小伙子搂在怀里——原来他早从英国《电气杂志》上看到了马可尼的专利申请,并一直在寻找此人,无奈没有地址,一直没有找到,如今终于得见,自然欣喜不已。
  马可尼几天来憋了一肚子委屈,现在突遇知音,泪水不觉扑扑簌簌地掉落,说那只宝贝箱子已沉在海里。善利斯大笑道:“孩子,有你在,就有了一切。这座大楼里的设备都供你使用,还愁再造不出那只箱子?”马可尼闻听,不敢相信自己的耳朵,又问了一遍方相信这是真的,不觉喜上眉梢。
  马可尼有了如此强大的后盾,自然如虎添翼,没过几天,便再次制造出了收发报设备,在邮电部大楼顶上与相距近3000米外的银行大楼实现了通讯联系。
  过了几天,又赶上当地一场传统的游艇比赛,出发点在港口,终点在15千米外的海面上。过去,因为通讯的限制,比赛结果总是必须等几个小时后才能送回,岸边一般的观众常常等得不耐烦,不等比赛结束就已散去,而那些对赛艇押了赌注的人又都一个个像热锅上的蚂蚁。
  今天,为了试试这套新的通信设备,也为了向人们宣传一下无线电报,善利斯一大早就布置了两艘绿色的邮船,他在终点发报,马可尼在起点接收。
  当发令枪一响,码头上笛鸣鼓响,人声鼎沸,游艇划破碧绿的海面,拖着一股白浪,转个弯很快在人们视野里消失了。这时狂热的码头也暂时冷了下来,然而,人们的神经刚刚松弛了一会儿,马可尼突然举起双手连蹦带跳地喊道:“玛丽号第一!玛丽号赢了!”
  这时,那些向这艘船押了赌注的人都半信半疑地看着这个意大利人,而那些押了其他船的人却恨得直咬牙,骂他造谣,一时起了纠纷。
  正哄闹间,海面上报信的快艇已经折回,证实是玛丽号夺魁。此时,人们方才相信那个“嘀嘀嗒嗒”的铁盒子真有千里眼和顺风耳的威力。狂欢的胜利者涌上那艘邮船,一起将马可尼抬了起来,那个铁盒子被你争我夺地传来传去,船小人多,马可尼担心把铁盒子又挤落到海里,忙喊着:“放下!放下!落水了!”
  “海边的人还怕落水么?”疯狂的人们还以为是他怕落水,索性把他扔到了水里。大家好一阵狂跳大笑,尽兴而散。
  
  三
  
  1898年,无线电波跨越了英吉利海峡,并正式用于商业。1901年2月,马可尼在英属牙买加的康沃尔建成了一座170米高的电波发射塔,然后他带领助手肯普和佩基来到利物浦港,准备乘船横渡大西洋到纽芬兰去接收康沃尔电台发出的信号。这时已是寒冬季节,朔风起,海浪翻,甲板上薄冰覆盖,连站立都很困难。马可尼的父亲来劝他不要冒险:“孩子,不是我拖你的后腿。电波能飞过45千米的英吉利海峡。可是绝不会飞过大西洋的,再强的电波也会在空气中慢慢消失。”
  马可尼的老师也帮着老人劝自己的学生:“你若想让电波飞过大西洋,就得先在大西洋上悬一面像欧洲那么大镜子,你要知道电波和光一样只能走直线,而地球表面是弧形的,除非高空有一面大镜子反射,电波才能射到大西洋彼岸去。这一点,就是赫兹教授生前也是这样认为的啊!”
  马可尼说:“事情总是干出来的,过去谁能相信磁能变成电呢?法拉第一试,麦克斯韦再一总结,不就既有道理又成事实了吗?干成干不成,我今天就要亲自去试试,哪怕失败了也能为后人提供一点实验数据。”说罢便登上“撒丁号”破浪远去了。
  几个月后,马可尼带着两名助手来到纽芬兰面对大西洋的一座小山,在一座钟楼内安好收报机,又在山上放起一面特大的六边形风筝,上面带着电线,升到400米的高空,这是他想出来的升高天线的妙法。
  一切安置停当,马可尼便将听筒贴在耳朵上静静地捕捉着那神秘的信号。窗户外,助手佩基操纵着风筝,万里蓝天没有一丝云彩;室内,肯普站在他旁边,瞪着一双大眼,紧紧地盯着桌子上的收报机。突然,耳朵里传来“嘀嘀嘀”三声,他觉得是自己心脏的跳动,再屏息细听,又是三声,他忙将耳机扣在肯普的耳朵上说:“快听,这是不是信号?”肯普双手按住耳机,有那么几秒。突然大声喊道:“三个短码,是他们发来的,我们胜利了!”
  马可尼的电波一下子就飞出了3700千米,在大西洋的上空第一次建起了通信的桥梁。世界各国的报纸都用头条发了这条惊人的消息。
  1909年,马可尼因此而获得了诺贝尔奖。
其他文献
狗狗不好好吃饭,太多主人都曾经遇到过类似的问题。狗狗都瘦成了一道闪电却还不肯好好吃犬粮,必须拌上罐头、加入奶粉或是干脆只跟着主人吃家饭,编辑部里甚至来过只吃宫保鸡
焦竑的《老子翼》以“明道”为目标展开对《老子》的阐释,在此过程中,融入了对性命问题的关注,可说其究竟之意图在“明性”。焦竑的《老子翼》,着重对道、“有”与“无”的辩
施肥是维持和增加农田土壤有机质的重要管理措施,其中,稳定性土壤有机碳库与长期碳截获密切相关。土壤中木质素对微生物具有高度的抗性,根据其水解性单体的变化,可指示土壤木
本文论述了市场经济与企业标准化工作的关系,分析了在市场经济体制下企业强化标准化的主要工作,并以工作实践进一步阐述强化标准化工作对企业面临市场经济的作用及产生的效益
中国城市规划学会2001年年会城市生态规划与建设专题会场学术交流是中国城市规划学会城市生态规划建设学术委员会于今年11月8日在昆明正式成立以来的第一次正式的学术交流活
运用计算流体力学(CFD)方法对斯特林发动机气缸内部工质的流场进行了数值模拟.应用FLUENT软件,采用标准的κ-ε模型、使用动网格模拟发动机活塞的往复运动.计算结果表明:发动
杭州市城市规划设计研究院成立于1985年,是国内第一批具有甲级规划设计资质、包含建筑工程、文物保护、市政工程等方面的综合性甲级规划设计院,是杭州市规划局的下属单位,是
文章探讨了低氮燃烧器在降低NOx排放中的经济性及其作用,认为燃煤电厂使用炉内低氮燃烧技术,可改造现有的炉内燃烧器为低氮燃烧器,它具有较低的成本经济性与减少NOx排放的功
本刊讯近日,国家标准化管理委员会在标准网上对2017年第一批拟立项国家标准项目公开征求意见。根据该公示,拟对GB/T11969-2008《蒸压加气混凝土性能测试方法》进行修订,由中
发烧、胃肠炎、咳嗽、上火、小外伤、尿布疹,孩子最常见的健康问题里,经常夹杂着不少隔代育儿的理念冲突和矛盾。这次,我们有请从医五十余年的医生奶奶做“诊断”。她不仅能