複選題
34. 下列關於馬克士威在電磁學上貢獻的敘述，哪些正確？(應 選 2 項)
(A)是第一位發現電磁感應者
(B)是第一位發現電流可產生磁場者
(C)是第一位預測電磁波存在者
(D)是第一位實驗證實電磁波存在者
(E)是第一位理論導出電磁波傳播速率者

1862年，馬克斯威爾(James Clerk Maxwell,1831～1879)發表了電磁研究的第二篇論文《論物理力線》(On Physical Lines of Force)，預言有『電磁波』這種東西的存在，還說光也是『電磁波』。

二十多年之後，1886～1889年，德國物理學家赫茲(Heinrich Rudolf Hertz, 1857~1894)實驗證實了電磁波的存在(註1)，還研究了它的性質。

亥姆霍茲帶領赫茲開始研究馬克斯威爾的理論

赫茲1857年出生在德國漢堡，在他二十歲時，進入慕尼黑大學學習，第二年，又轉到柏林大學專攻物理學，成為亥姆霍茲(Helmholtz,1821~1894)的學生。

亥姆霍茲鼓勵赫茲研究馬克斯威爾的電磁理論，他甚至還在學校的一次物理競賽中，提出了一個用實驗檢驗馬克斯威爾理論正確性的題目，難倒了所有的參賽者。從此，赫茲對馬克斯威爾的理論產生了興趣，以至畢業以後，這個問題一直盤旋在赫茲的腦海之中。

這個小火花就是電磁波嗎？

1885年，赫茲應聘到卡爾魯斯高等工業學院擔任物理教授。

1886年10月，赫茲在實驗室內用放電線圈作火花放電實驗(註2)，在附近幾米外的另一個開口的絕緣線圈中竟會迸發出一束小火花。這個奇異現象引起的赫茲的注意。

赫茲很敏感，他立即想到7年前他的老師亥姆霍茲出的物理競賽題目：一個用實驗檢驗馬克斯威爾理論的難題，他下定決心要完成這個難題。

他想，根據馬克斯威爾的電磁理論，變化的電場和變化的磁場將以電磁波的形式向四周空間輻射，那麼，這跳躍的小火花是否意味著電磁波在空間傳波呢？

製造發射器和接收器

赫茲馬上開始進行系統的試驗。他在感應線圈的兩個電極上各接一根12英吋長的銅棒，每根銅棒的一頭接邊長16英吋的正方形鋅板，另一頭接黃銅小球。兩個黃銅小球互相對著，組成振盪發生器。通電之後，這組發生器的銅球之間能產生高頻振盪火花。

另外，赫茲用一根硬質的銅線彎成圓弧形，兩端各接一個可以調節距離的黃銅小球，這樣就組成接收器。

收到訊息了～「火花信號」可以傳遞訊息

試驗在一間漆黑的實驗室裡進行。赫茲將檢波器放在離電磁波發生器十米左右的地方，當發生器通電後，適當調節檢波器的方向和兩個黃銅小球之間的距離，接收器的兩個小銅球之間就會迸發出一束很小的藍色火花。實驗終於成功了！這說明通過發生器發射出來的電磁波，確確實實被檢波器接收到了。

赫茲後來在學校的小禮堂裡向他的學生們表演了這個實驗。他在講台的一側讓電火花在一個感應線圈發生器上跳動，從而使講台另一側的檢波器產生小火花。這樣，赫茲成為第一個利用「火花信號」傳遞訊息的人。

終於算出電磁波的速度

他做了一系列實驗，來進一步驗證電磁波傳播的速度是否等於光速。

赫茲不斷改變檢波器和發生器之間的距離，來確定電磁波的波長，他讓電磁波反射形成駐波，從感應出來的火花長度的變化上可以看到駐波存在的證據。根據測得的駐波波長算出了電磁波的波速，不斷的試驗，終於算出了電磁波的傳播速度剛好是每秒三十萬公里，和光的速度一樣。

提出報告昭告世人

1887年11月10日，赫茲向德國科學院提出報告，正式向學術界公佈了他如何用實驗的方法，無可懷疑地證明了法拉第和馬克斯威爾理論及電磁波的預言的正確性。赫茲寫道：「所有這些實驗，基本上都是很簡單的，但是它們產生了一些最重要的結論。這些結論完全推翻了任何關於電力沒有時間性地跳入空間的理論，意味著馬克斯威爾學說的光輝勝利。」誰也沒有想到，年輕無名的赫茲用這樣簡單平常的儀器，竟驗證了馬克斯威爾的高深理論。

進一步實驗證明電磁波的性質

從1888年開始，赫茲又做了一系列關於電磁波和光波類比的實驗。赫茲通過轉動接收器和反射物的朝向，來減弱感應所產生的電火花，從而證明了電磁波的偏振性；證明電磁波的反射遵循光的反射定律；一些物質對電磁波折射率與對光的折射率也是一樣的。

赫茲通過實驗確認波是橫波，具有普遍光波所具有的直線傳播、反射、折射、干涉、繞射和偏振等性質，證明了電磁波具有光波的一切性質。從而全面驗證了馬克斯威爾(Maxwell,1831~1879)的電磁理論的正確性。1890年以後，赫茲花了相當多的時間和精力，整理了馬克斯威爾的理論，他認為馬克斯威爾方程式是一個對稱公式。

從法拉第到馬克斯威爾到赫茲

從法拉第到馬克斯威爾，從馬克斯威爾到赫茲，電磁場理論經歷了一個從播種→辛勤地灌溉耕耘→收穫的過程。現在，我們的生活離不開電磁波，都要感謝他們的努力！

天妒英才

赫茲為人類留下了豐富的智慧財產，但他年僅36歲，就英年早逝。後人為了紀念他，將頻率的單位命名為『赫茲』。

同樣的，馬克斯威爾過世時，也才48歲。後人為了紀念他，將磁通量的單位命名為『馬克斯威爾』。