赫茲電磁波實驗裝置圖

① 夫蘭克赫茲實驗燈絲電壓對I(A)-U(G2K)圖像的影響

夫蘭克-赫茲實驗【實驗目的】本實驗通過對氬原子第一激發電位的測量，了解夫蘭克和赫茲在研究原子內部能量問題時所採用的基本實驗方法；了解電子與氬原子碰撞和能量交換過程的微觀圖象和影響這個過程的主要物理因素，進一步理解玻爾理論；學慣用計算機採集和處理數據。【實驗原理】根據玻爾的原子理論，原子只能處於一系列不連續的穩定狀態之中，其中每一種狀態相應於一定的能量值Ei(i=1,2,3‥)，這些能量值稱為能級。最低能級所對應的狀態稱為基態，其它高能級所對應的態稱為激發態，如圖1所示。當原子從一個穩定狀態過渡到另一個穩定狀態時就會吸收或輻射一定頻率的電磁波，頻率大小決定於原子所處兩定態能級間的能量差，並滿足普朗克頻率選擇定則：（為普朗克常數）本實驗是通過具有一定能量的電子與原子碰撞，進行能量交換而實現原子從基態到高能態的躍遷。 本實驗採用充氬的夫蘭克-赫茲管，基本結構見圖2。電子由陰極發出，陰極和第一柵極之間的加速電壓及與第二柵極之間的加速電壓使電子加速。在板極和第二柵極之間可設置減速電壓，注意：第一柵極和陰極之間的加速電壓約1.5伏的電壓，用於消除陰極電子散射的影響。設氬原子的基態能量為，第一激發態的能量為，初速為零的電子在電位差為的加速電場作用下，獲得能量為，具有這種能量的電子與氬原子發生碰撞，當電子能量時，電子與氬原子只能發生彈性碰撞，由於電子質量比氬原子質量小得多，電子能量損失很少。如果，則電子與氬原子會產生非彈性碰撞，氬原子從電子中取得能量ΔE，而由基態躍遷到第一激發態，。相應的電位差即為氖原子的第一激發電位。在實驗中，逐漸增加，由電流計讀出板極電流，得到如圖3所示的變化曲線。【現象解釋】1、夫蘭克-赫茲實驗中曲線的解釋如果我們先不考慮陰極K發射的熱電子具有一定的初始能量分布，則：當加速電壓時，電子在、空間被加速而獲得的能量很低，穿過柵極的電子不能克服拒斥電壓到達板極，因而（如圖3的0o段）。當時，電子在、空間與氬原子將發生彈性碰撞，碰撞後電子只改變運動方向而無能量損失。因而能夠穿過柵極到達板極，且板極電流隨著的增大而增大（如圖3所示oa段）。當時，電子在柵極附近與氬原子將發生非彈性碰撞，碰撞後電子能量損失耗盡，全部交給氬原子，使氬原子最外層電子躍遷到第一激發態。這些電子因損失能量不能克服拒斥電壓，故板極電流將開始減小（如圖3所示a處）。當時，在接近柵極但未到柵極處，電子已經獲得了的能量，若跟氬原子碰撞將發生非彈性碰撞，電子交出能量使氬原子發生第一激發態的躍遷。碰撞後電子在到達柵極前還要加速一段，獲得的動能。此時電子能量不能克服，不會到達極板，且由於的增加，與氬原子發生碰撞的電子會越來越多，故電流將會繼續減小（如圖所示3所示ab段）。當時，電子再次加速獲得的能量，此時電子有足夠的動能可以克服拒斥電壓到達陽極，隨著的增加，與氬原子發生碰撞後，到達陽極板的電子會越來越多，故電流將會隨著再次增加（如圖3所示bc段）。當時，在、空間的中部電子已經獲得了的能量，此時若跟氬原子碰撞，電子將交出能量使氬原子躍遷。碰撞後，電子加速到柵極時再次獲得了的能量，這時若跟另外一個氬原子碰撞，電子將再次交出能量使這一個氬原子從基態躍遷到第一激發態。經過兩次碰撞後電子損失能量不能克服拒斥電壓，板極電流開始減小（如圖3所示c處）。再往後重復以上過程。由此可見：（1）、凡當，即加速電壓等於氬原子第一激發電位的整數倍時，板流都會相應下跌，形成規則起伏的伏安曲線。（2）、任何兩個相鄰峰間的加速電位差都應是氬原子的第一激發態電位。所以，只要測出夫蘭克-赫茲曲線，即可求出氬原子的第一激發電位，並由此證實原子確實有不連續的能級存在。2、實驗中的一些其它現象（1）、接觸電位差的影響。實際的F—H管，其陰極與採用不同的金屬材料製成，它們的逸出功不同，因此會產生接觸電位差。接觸電位差的存在，使真正加在電子上的加速電壓不等於，而是與接觸電位差的代數和。使得整個曲線平移。（2）、由於陰極發射電子後，在陰極表面積聚了許多的電子。這些空間電荷的存在改變了、間的空間電位分布。當較小時，陰極附近會出現負電位，稱為虛陰極。負電位的絕對值隨的增大而減小。值較大時，虛陰極消失。虛陰極的存在使得曲線的前幾個峰（2到3個）的峰間距減小，而對後面的峰無影響。燈絲電壓越高，陰極發射的電子流越大，空間電荷的影響越嚴重。（3）、因為極發出的熱電子能量服從麥克斯韋統計分布規律，因此圖中的板極電流下降不是陡然的。在極大值附近出現的峰有一定寬度。（4）、當較大時，由於部分電子自由程大，可積累較多的能量。使氬原子躍遷到更高的激發態，甚至使氬原子電離。（5）、電離的發生引起電子繁流，產生電流放大作用。隨著的增大，電子繁流迅速增長，使得曲線各峰高度迅速增加。但超過一定值時，將導致管內氣體擊穿，應避免發生這種情況，否則將使管損壞。【實驗裝置】ZHY-FH-2智能夫蘭克-赫茲實驗儀的實驗裝置如圖4所示：【實驗內容】（1）、用手動方式、計算機聯機測試方式測量氬原子的第一激發電位，並做比較。（2）分析燈絲電壓、拒斥電壓的改變對F—H實驗曲線的影響。（3）了解計算機數據採集、數據處理的方法。 【操作步驟】（1）正確認識電路連接及原理；（2）啟動預熱；（註：預熱開始，就必須設定好以下幾個值：V燈、VG1K、VG2A，根據儀器給定參數設定，VG2K=30v）（3）正式測量；手動測試；聯機測試。 【注意事項】1、 不許拔下儀器前面板上的導線，進行違規連接，以免發生短路，損壞儀器。2、 在設定各電壓值時，必須在給定的量程或范圍之內設值，如果超出范圍，可能會導致燒壞儀器。【數據處理】計算VC的公式為：相對誤差： 【思考與討論】1、能否用氫氣代替氬氣？為什麼?2、為什麼I-U曲線不是從原點開始?3、為什麼 I不會降到零?4、為什麼I的下降不是陡然的?5、在F-H實驗中，得到的I-U曲線為什麼呈周期性變化？6在F-H管內為什麼要在板極和柵極之間加反向拒斥電壓？7、在F-H管的I-U曲線上第一個峰的位置，是否對應於氬原子的第一激發電位？

② 赫茲實驗的具體過程

「以太」是經典力學中曾經站統治地位幾百年的一個觀點和基石，後來被證明其存在的實驗的反向結論而被戲劇性地否定。

以太是一個歷史上的名詞，它的涵義也隨著歷史的發展而發展。
在古希臘，以太指的是青天或上層大氣。在宇宙學中，有時又用以太來表示占據天體空間的物質。17世紀的R.迪卡兒是一個對科學思想的發展有重大影響的哲學家。他最先將以太引入科學，並賦予他某種力學性質。在迪卡兒看來，物體之間的所有作用力都必須通過某種中間媒介物質來傳遞，不存在任何超距作用。因此，空間不可能是空無所有的，它被以太這種媒介物質所充滿。

17世紀的迪卡兒（1596年3月31日—1650年2月11日）認為：物質由微粒構成，物質微粒是唯一的實體，物質的本性是其空間廣延性，機械運動即位置變動是物質唯一的運動形式。一切自然現象，一切物質性質（包括色、香、硬度、熱等）都是由於物質粒子的機械相互作用產生的。有了物質（空間）和（機械）運動，就能按照物質運動本身的自然規律構造出全部世界，無須上帝照管。這類機械論的自然觀以後曾統治自然科學兩個多世紀。他又認為物質充滿空間，即不存在真空（要說有一個絕對無物體的虛空或空間，那是反乎理性的），物質可以無限分割（宇宙中並不可能有天然不可分的原子或物質部分），空間是無限的（世界的廣袤是無限定的），並且肯定物質世界的統一性與多樣性（天上和地下的物質都是一樣的，而且世界不是多元的」，「物質的全部花樣或其形式的多樣性，都依靠於運動）。因此恩格斯在《反杜林論》中稱贊笛卡兒是辯證法的卓越代表人物之一。迪卡兒的方法論對於後來物理學的發展有重要的影響。

笛卡兒把他的機械論觀點應用到天體，形成了他關於宇宙發生與構造的學說。他認為，從發展的觀點來看而不只是從己有的形態來觀察，對事物更易於理解。他用以太旋渦模型（如圖示），第一次依靠力學而不是神學解釋了天體、太陽、行星、衛星、慧星等的形成過程。他認為天體的運動來源於慣性（沿軌道切向）和某種宇宙物質，以太旋渦對天體的壓力，在各種大小不同的旋渦的中心必有某一天體（如太陽），以這種假說來解釋天體間的相互作用。

迪卡兒的天體演化說、旋渦模型和近距作用觀點，正如他的整個思想體系一樣，一方面以豐富的物理思想和嚴密的科學方法為特色，起著反對經院哲學、啟發科學思維、推動當時自然科學前進的作用，對許多自然科學家的思想產生深遠的影響。而另一方面又經常停留在直觀和定性階段，不是從定量的實驗事實出發，因而一些 具體結論往往有很多缺陷，成為後來牛頓物理學的主要對立面，導致了廣泛的爭論。

盡管如此，作為自然科學家和哲學家，「迪卡兒」的唯物論已成為真正的自然科學的財富。

今天，當我們以物質的「物與磁」的統一場觀點來認識整個宇宙體系之際，顯然，可以清晰地發現，迪卡兒以太觀中一個最大的忽略之處，是在於把以太與天體以及物質的微觀粒子之間相互脫離。如果迪卡兒當時把以太與天體以及微觀粒子緊密結合、並一體化思維的話，人類的科技進步必將少走許多彎路，科技水準必將早已遠遠超越今天的狀態。

牛頓，1643年1月4日誕生於英格蘭林肯郡鄉村。 1686年，發表了他根據據J.開普勒行星運動定律得到的萬有引力定律，並用以說明了月球和行星的運動以及潮汐現象，這是一項偉大的發現。看起來，牛頓的引力定律似乎支持超距作用觀點，但是牛頓本人並不贊成超距作用解釋。他在給R.本特利的一封著名的信中寫道：「很難想像沒有別種無形的媒介，無生命無感覺的物質可以毋須相互接觸而對其他物質起作用和產生影響。……引力對於物質是天賦的、固有的和根本的，因此，沒有其他東西的媒介，一個物體可超越距離通過真空對另一物體作用，並憑借和 通過它，作用力可從一個物體傳遞到另一個物體，在我看來，這種思想荒唐之極，我相信從來沒有一個在哲學問題上具有充分思考能力的人會沉迷其中。」 牛頓本人倒是傾向於以太觀點的，他在給R.玻意耳的信中私下表示相信，最終一定能夠找到某種物質作用來說明引力。但是地對於以太的具體設想與當時頗有影響的R.迪卡兒觀點只是在細節上有所不同。

眾所周知，牛頓在理解光的本質上持微粒說。但他在同胡克、惠更斯等討論光的本質時，說光具有這種或那種本能激發以太的振動。這意味著以太是光振動的媒質。於此，似乎牛頓對光的雙重性有所理解。其實不然，他對以太媒質之存在極似空氣之無所不在，只是遠為稀薄、微細而具有強有力的彈性。他又重申說，就是由於以太的動物氣質才使肌肉收縮和伸長，動物得以運動。他又進一步以以太來解釋光的反射與折射，透明與不透明，以及顏色的產生（包括牛頓環）。他甚至於設想地球的引力是由於有如以太氣質不斷凝聚使然。《原理》第二編第六章詮釋的結尾說，從記憶中他曾做實驗傾向於以太充斥於所有物體的空隙之中的說法，雖然以太對於引力沒有覺察的影響。

14、15世紀以來歐洲的學者對以太著了迷，以太學說風靡一時。後來，科學巨匠迪卡兒對以太的存在深信不疑。他認為行星之運行可以以太旋渦來解釋。以太學說成為一時哲學思潮。尊重實驗的牛頓也不免捲入這股哲學思潮中去，傾向於它存在。當時人們對超距作用看法不一。牛頓曾經提出他的引力相互作用定理，並不認為是最終的解釋，而只是從實驗中歸納出來的一條規則。因此，牛頓並未就引力本質作出結論。

可是，《原理》第二編最後文字中牛頓澄清了旋渦假設與天體運動無關。

顯然，牛頓同迪卡兒一樣，也沒有把物質與以太統一一體而思維。因此，留下了「引力相互作用定理，並不認為是最終的解釋，且未就引力本質作出結論」的遺憾。今天，我們從物質的「物、磁」二重性的原理，顯然是可以歸納出以太與宇宙及物質的根本聯系性極其特徵的，進而對整個宇宙自然有一個更加深刻與本質的認識。

以太觀認為，以太雖然不能為人的感官所感覺，但卻能傳遞力的作用，如 磁力和月球對潮汐的作用力。 後來，以太又在很大程度上作為光波的荷載物同光的波動學說相聯系。光的波動說是由R.胡克首先提出的並為C.惠更斯所進一步發展。在相當長的時期內（直到20 世紀初），人們對波的理解只局限於某種媒介物質的力學振動。這種媒介物質就稱為波的荷載物，如空氣就是聲波的荷載物。由於 光可以在真空中傳播，因此惠更斯提出，荷載光波的媒介物質（以太）應該充滿包括真空在內的全部空間，並能滲透到通常的物質之中。除了作為光波的荷載物以外，惠更斯也用以太來說明引力的現象 。

牛頓雖然不同意胡克的光波動學說，但他也像笛卡兒一樣反對超距作用並承認以太的存在。在他看來 以太不一定是單一的物質，因而能傳遞各種作用，如產生電、磁和引力等不同的現象。牛 頓也 認為以太可以傳播振動，但以太的振動不是光，因為光的波動學說（當時人們還不知道橫波，光波被認為是和聲波一樣的縱波）不能解釋現在稱為光的偏振現象，也不能解釋光的直線傳播現象。

18世紀是以太論沒落的時期。由於法國迪卡兒主義拒絕引力的平方反比定律而使牛頓的追隨者起來反對迪卡兒哲學體系，連同他倡導的以太論也在被反對之列。隨著引力的平方反比定律在天體力學方面的成功以及探尋以太未獲實際結果，使得超距作用觀點得以流行。光的波動說也被放棄了，微粒說得到廣泛的承認。到18世紀後期，證實了電荷之間（以及磁極之間）的作用力同樣是與距離平方成反比。於是電磁以太的概念亦被拋棄，超距作用的觀點在電學中也佔了主導地位。

19世紀，以太論獲得復興和發展，首先是從光學開始的，這主要是T.楊和A.J.菲涅耳工作的結果。楊用光波的干涉解釋了牛頓環，並在實驗的啟示下於1817年提出光波為橫渡的新觀點（當時對彈性體中的橫波還沒有進行過研究），解決了波動說長期不能解釋光的偏振現象的困難。可見，以太觀的復興和發展，對促進科技進步是有利的。

菲涅耳用波動說成功地解釋了光的衍射現象，他提出的理論方法（現常稱為惠更斯——菲涅耳原理）能正確地計算出衍射圖樣，並能解釋光的直線傳播現象。菲涅耳進一步解釋了光的雙折射，獲得很大成功。1823年，他根據楊的光波為橫渡的學說和他自己1818年提出的透明物質中以太密度與其折射率二次方成正比的假定，在一定的邊界條件下，推出關於反射光和折射光振幅的著名 公式，它很好地說明了D.布德斯特數年前從實驗上測得的結果。

菲涅耳關於以太的一個重要理論工作是導出光在相對於以太參照系運動的透明物體中的速度公式。1818年，他為了解釋阿喇戈關於星光折射行為的實驗，在楊的想法基礎上提出：透明物質中以太的密度與該物質的折射率二次方成正比，他還假定當一個物體相對以太參照系運動時，其內部的以太只是超過真空的那一部分被物體帶動（以太部分曳引假說）。由此即可得出物體中以太的平均速公式：(1-1/nn)v ，其中 v 為物體的速度。

利用以上結果不難推得：在以太參照系中，運動物體內光的速為（准到v/c的一次方），u=c/n =(朴-1/nn)vcoso ，其中 o為u與v之間的夾角。上式稱為菲涅耳運動媒介光速公式。它為以後的斐索實 驗所證實。

19世紀中期曾進行了一些實驗以顯示地球相對以太參照系運動所引起的效應，並由此測定地球相對以太參照系的速度v，但都得出否定的結果。這些實驗結果可從上述菲涅耳理論得到解釋。根據菲涅耳運動媒質中的光速公式，當實驗精度只達到v/c量級時，地球相對以太參照系的速度在這些實驗中不會表現出來。要測出v，精度至少要達到vv/cc的量級（估計 vv/cc=10**-8），而當時的實驗都未達到此精度。

楊和 菲涅耳的工作之後，光的波動說就在物理學中確立了它的地位。不過以太論也遇到一些問題。首先，若光波為橫波則以太應為有彈性的固體媒質。這樣，對為何天體運行其中會不受阻力的問題，有人提出了一種解釋：以太可能是一種像蠟或瀝青樣的塑性物質，對於光那樣快的振動，它具有足夠的彈性像是固體，而對於像天體那樣慢的運動則像流體。另外彈性媒質中除橫波外一般還應有縱波，但實驗卻表明沒有縱光波，如何消除以太的縱波以及如何得出推導反射強度公式所需要的邊界條件是各種以太模型長期爭論的難題。光學對以太性質所提出的要求似乎很難同通常的彈性力學相符合。為了適應光學的需要，人們要對以太假設一些非常的屬性，如1839年麥克可拉模型和阿西模型。再如，由於對不同的光頻率，折射率 n 的值也不同，於是曳引系數對於不同頻率亦將不同。這樣，每種頻率的光將不得不有自己的以太等等。

隨後，以太在電磁學中也獲得了地位，這主要是由於m.法拉第和j.c.麥克斯韋的貢獻。 在法拉第心目中，作用是逐步傳過去的看法有著十分牢固的地位。他引入了力線來描述磁作用和電作用，在他看來，力線是現實的存在，空間被力線充滿著，而光和熱可能就是力線的橫振動。他曾提出用力線來代替以太並認為物質原子可能就是聚集在某個點狀中心附近的力線場。他在1851年又寫道：如果接受光以太的存在，那麼它可能是力線的荷載物。」但法拉第的觀點並未為當時的理論物理學家們所接受。

到19世紀60年代前期，麥克斯韋提出位移電流的概念，並在前人工作的基礎上提出用一組微分方程來描述電磁場的普遍規律。這組方程以後被稱為麥克斯韋方程組。根據麥克斯韋方程組，可以推出電磁場的擾動以波的形式傳播，以及電磁波在空氣中的速度為3.1*10**8 米／秒，與當時己知的空氣中的光速3.15*10**8米/秒，在 實驗誤差范圍內是一致的。麥克斯韋在指出電磁擾動的傳播與光傳播的相似之後寫道：光就是產生電磁現象的媒質（指以太 ） 的橫振動。」 後來，H.R.赫茲用實驗方法證實了電磁波的存在（1888年）。光的電磁理論成功地解釋了光波的性質，這樣以太不僅在電磁學中取得了地位，而且電磁以太同光以太也統一了起來。

麥克斯韋還設想用以太的力學運動來解釋電磁現象，他在1855年的論文中，把磁感應強度B比做以太的速度。後來（1861年——1862年）他接受了W.湯姆孫（即開爾文）的看法，改成磁場代表轉動而電場代表平動。他 認為以太繞磁力線轉動形成一個個渦元，在相鄰的渦元之間有一層電荷粒子。他並假定，當這些粒子偏離它們的平衡位置即有一位移時，就會對渦元內物質產生一作用力引起渦元的變形，這就代表靜電現象。

關於電場同位移有某種對應，並不是完全新的想法。w. 湯姆孫就曾把電場比作以太的位移。另外，法拉第在更早（1838年）就 提出，當絕緣物質放在電場中時，其中的電荷將發生位移。麥克斯韋與法拉第不同之處在於，他認為不論有無絕緣物質存在，只要有電場就有以太電荷粒子的位移，位移D的大小與電場強度E成正比。當電荷粒Z的位移隨時間變化時，將形成電流。這就是他所謂電流）才是真實的電流。

在這一時期還曾建立了其它一些以太模型。盡管麥克斯韋在電磁理論上取得了很大進展，但他以及後來的赫茲等人把電磁理論推廣到運動物質上的意圖卻未獲成功。

19世紀90年代H.A.洛倫茲提出了新的概念。他把物質的電磁性質歸之於其中同原子相聯系的電子的效應，至於 物質中的以太則同真空中的以太在密度和彈性上都並無區別。他還假定，物體運動時並不帶動其中的以太運動。但是，由於物體中的電子隨物體運動時，不僅要受到電場的作用力，還要受到磁場的作用力以及物體運動時其中將出現電介質運動電流，運動物質中的電磁波速度與靜止物質中的並不相同。在考慮了上述效應後，他同樣推出了菲涅耳關於運動物質中的光速公式。而菲涅耳理論所遇到的困難（不同頻率的光有不同的以太）現己不存在。洛倫茲根據束縛電子的強追振動並可推出折射率隨頻率的變化。洛倫茲的上述理論被稱為電子論，他獲得了很大成功。

19世紀末可以說是以太論的極盛時期，但是，在洛倫茲理論中，以太除了荷載電磁振動之外，不再有任何其他的運動和變化。這樣它幾乎己退化為某種抽象的標志。除了作為電磁波的荷載物和絕對參照系，它己失去了所有其他具體生動的物理性質。這就又為它的衰落創造了條件。

為了測出地球相對以太參照系的運動，如上所述，實驗精度必須達到vv/cc量級。到19世紀80年代，A.A.邁克耳孫和E.W.莫雷所作的實驗第一次達到了這個精度，但得到的結果仍然是否定的（即地球相對以太不運動）。此後其他的一些實驗亦得到同樣的結果。於是以太進一步失去了它作為絕對參照系的性質。這一結果使得相對性原理得到普遍承認，並被推廣到整個物理學領域 。

在19世紀末和20世紀初，雖然還進行了一些努力來拯救以太，但在狹義相對論確立以後，它終於被物理學家們所拋棄。人們接受了電磁場本身就是物質存在的一種形式的概念，而場可以在真空中以波的形式傳播。 量子力學的建立更加強了這種現點，因為人們發現物質的原子以及組成它們的電子、質子和中子等粒子的運動也具有波的屬性。波動性己成為物質運動的基本屬性的一個方面。那種僅僅把波動理解為某種媒介物質的力學振動的狹隘觀點己完全被沖破。

然而人們的認識仍在繼續發展。到20世紀中期以後，人們又逐漸認識到真空並非是絕對的空，那裡存在著不斷的漲落過程（虛粒子的產生以及隨後的湮沒）這種真空漲落是相互作用著的場的一種量子效應。今天，理論物理學家進一步發現，真空具有更復雜的性質。真空態代表場的基態，它是簡並的，實際的真空是這些簡並態中的某一特定狀態。目前粒子物理中所觀察到的許多對稱性的破壞是真空的這種特殊「取向」所引起的。在這種觀點上建立的弱相互作用和電磁相互作用的電弱統一 理論己獲得很大的成功。

這樣看來，機械以太雖然死亡了，但以太的某些精神（不存在超距作用，不存在絕對空虛意義上的真空）仍然活著，並具有旺盛的生命力。

總之，以太論從14世紀誕生後，經過了三個世紀的發展壯大、衰落、到17世紀的滅亡，到18世紀的復甦、再發展、再壯大、再衰落，至直19世紀初的徹底失敗的歷史進程，乃至當今21世紀初的可能的、甚至是必然的重新復活。可見，以太的發展道路，是人類科技道路上的曲曲折折的進步歷程。是人類對大自然認識水平提高與完善的光輝歷程。因此，以太論的復甦，是人類認識自然大千世界的新的希望與新的曙光。

19世紀末，在光的電磁理論的發展過程中，有人認為宇宙間充滿一種叫做「以太」的介質，光是靠以太來傳播的，而且把這種「以太」選作絕對靜止的參考系，凡是相對於這個絕對參考系的運動叫做絕對運動，以區別於對其他參考系的相對運動。經典電磁理論只有在相對於以太為靜止的慣性系中才能成立。根據這個觀點，當時物理學家設計了各種實驗去尋找以太參考系。其中，1887年，邁克耳孫（A.A.Michelson)和莫雷（E.W.Morley）的實驗特別有名。根據他們的設想，如果存在以太，而且以太又完全不為地球運動所帶動，那麼，地球對於以太的運動速度就是地球的絕對速度。利用地球的絕對運動的速度和光速在方向上的不同，應該在所設計的邁克耳孫干涉儀實驗中得到某種預期的結果，從而求得地球相對於以太的絕對速度。

邁克耳孫和莫雷在不同地理條件、不同季節條件下多次進行實驗，卻始終看不到干涉條紋的移動。出乎意料的是原本為驗證以太參考系而進行的實驗，卻無意中提出了否定以太參考系的證據，並被整個物理學領域接受而至今。狹義相對論正是在這種條件下破土而出的。

可是，由於光具有波粒二相性，是一個個非常非常微小的能量個體，不僅僅是直線傳播（運行），而是具有波動特性的螺旋運動軌跡。盡管光波是電磁波的一種類型，但是，光波並不像大多數電磁波一樣做球形擴張式傳播。因此，光粒子不是靠以太來傳播的，它猶如出鏜的子彈，單方向直線（螺旋線）運行，只需啟動能量，不需介質的傳播，更不能簡單地等同於聲波的機械能量在其介質中的連續的球形擴張式傳遞。同時，把「以太」選作絕對靜止的參考系，是一種主觀片面性。因為，以太憑什麼要絕對靜止呢？如果「以太」不是絕對靜止的物質體系，而恰恰是一個與星系的運動相關的，或者是同步的、廣密的物質體系，那麼，19世紀末之前，人們卻正好把「以太」作為絕對靜止的參考系來看待，因此則必然導致錯誤的結論和錯誤的理論體系！如果分布在地球表面的以太，是與地球運行速度（公轉與自轉）既同向又同步的話，如同「論統一場」所描述的那樣。那麼，1887年，邁克耳孫（A.A.Michelson)和莫雷（E.W.Morley）所做的證明以太存在的光干涉實驗，事實上應該是充分地證明了以太肯定存在的科學結論。也即，實驗肯定無誤，是「以太絕對靜止」這個假定的前提有誤，因而導致了歷史性的、截然不同的科學結論！！！

顯而易見，邁克耳孫和莫雷的為驗證以太參考系而進行的光干涉實驗，因為其假定的前提條件的不完全充分性，因此不能作為否定以太參考系的證據，哪怕是已經被世界物理學界、科技界認可了一百多年。由此可見，否定以太的實驗結論是一個歷史的失誤或錯覺。

進一步地，當以太確實存在，而且不是絕對靜止不動的以太，那麼，僅僅建立在坐標變換條件下的愛因斯坦相對論，則自然只是數學上的變換而已，並不一定具有確切的物理意義。況且，相對論並沒有從具體的物理意義上破譯引力場這種特殊物質的物質性質和具體的引力傳遞與作用機制，僅僅只是一種數學上的描述而已。一個不能直接揭示其物理意義和物質本質的數學描述形式，盡管是所謂的十分精確，但是，它顯然在對物質本質的深刻認識與系統全面地破譯方面，仍然存在一定差距，甚至是相當的差距。因此，愛因斯坦自己也非常追求理論上的簡潔性，並對統一場理論持續了幾十年的探尋不已，且直至終生。當他對統一場無能為力之際，也極大地寄希望於後來人。

③ 電磁波的發射裝置由什麼構成

找了一些你看看吧電磁波的發射和接收、調幅 用赫茲振子演示，裝置見圖⑥.在感應圈G上裝兩個球形電極Q，球的直徑約1厘米，兩球間隙約0.5厘米.外側分別與兩根等長的銅（或鋁）管a、b連接，每根管長約1米，外徑約0.5厘米，用絕緣支架支成水平，構成發射天線.於絕緣板B上固定兩根同樣的金屬管c、d作為接收天線，兩管也成一直線，中間連接氖泡N.接收天線和發射天線的總長度l應相等，也可以用收音機或電視機的拉桿天線構成.使感應圈工作，兩球形電極間就產生斷續的火花放電，每產生一個火花，由感應圈的副線圈和天線a、b（相當於電容器）構成的迴路中就形成一次高頻阻尼電磁振盪，並向空間輻射出電磁波.讓接收天線與發射天線平行放置，相距1～2米，可看到氖泡發光，表明c、d接收到電磁波，高頻電壓使氖泡發光.距離越遠發光越弱，表明空間電磁場的強弱與離開發射天線的遠近有關.使c、d與a、b垂直，氖泡熄滅，表明天線有方向性.將a、b由感應圈上取下，氖泡也不能發光，表明利用開放電路才能有效地輻射電磁波.若將一台收音機放在附近，無論調到什麼頻率上，都會受到感應圈放電時射出電磁波的干擾而發出「喀喀」聲.汽車發動機和手電筒鑽等設備中產生的電火花干擾收音機和電視機也是這個道理.用J2464型教學信號源（或J2465型學生信號源）可以演示調幅，裝置如圖⑦所示.由屋頂懸下一條長約2米的導線A作為發射天線，讓信號源發射出535～1605千赫范圍內的高頻電磁波，由機內任意一個音頻信號（如1000赫）調幅.一台收音機放在幾米遠處，調節到和信號源諧振，就發生音頻聲.用示波器顯示發射信號的波形，示波器輸入耦合開關置於「AC」，Y衰減置於「1」，掃描范圍旋到「100～1k」，調節掃描微調等旋鈕，就可顯示出高頻調幅電壓波形.如這個波形的音頻包絡線的幅度（即調幅度）不合適，可調節信號源上音頻增幅旋鈕.為了證明包絡線是音頻信號，可將信號源上調幅的音頻改為其他值，如 500赫、 1500赫，而保持示波器的掃描頻率不變，則波形包絡線的周期數和收音機發出的聲音音調都相應地發生變化.還可將示波器的Y輸入端改接到信號源的低頻輸出端，可看到波形，和包絡線形狀一樣.將示波器Y輸入恢復為圖⑦接法，信號源上「等幅—調幅」開關扳到「等幅」位置，收音機中就聽不到音頻聲了，表明未調幅的高頻電流是不能傳播聲音信息的.當收音機在較遠處接收信號源發射的調幅信號時，將天線A去掉，收音機中就幾乎聽不到聲音了.還可在信號源的「高頻輸出」和「地」兩個接線柱上接一對平行板電容器的圓鋁板，當兩板正對靠近時，收音機聽到的聲音很弱，逐漸分開兩板，聲音也逐漸增強.這都表明開放電路能有效地輻射電磁波. 包線繞70匝左右作為線圈L）.實驗時，使磁棒T和圓環A的平面垂直，並和圓環的軸線重合，這樣接受到的電磁波最強.再將這LC迴路用短的屏蔽線接到示波器上，示波器的輸入耦合開關置於「AC」，Y衰減置於「1」，掃描范圍旋到「10～100k」.使信號源發射出 535～1605 kHz間某一頻率的等幅電磁波，調節C和示波器上有關旋鈕，使顯示出最大幅度的正弦波形.此時無論再將C的容量增大或減小，波形幅度都急劇減小，表明原來已調到諧振狀態.改變信號源發射電磁波的頻率，波形幅度急劇減小，再調C使LC迴路和新的頻率諧振，波形幅度又達到最大.③用自製儀器演示：按圖9甲的電路裝置一台小發射機，元件安裝在絕緣板上.空心線圈L0用直徑2毫米以上的裸銅線（或扁銅線）繞6匝，拉開後線圈直徑5厘米，總長度10厘米，C0為20～270皮法的空氣介質可變電容器，Z為高頻阻流圈，可在直徑約8毫米的塑料管或瓷管上用細漆包線單層繞100匝.圖乙為接收迴路，L和C的結構規格與L0和C0相同，圖中燈泡為「6.3V 0.1A」微型燈泡.發射機通電，C0旋到某一角度，將接收迴路的線圈L和發射迴路線圈L0平行靠近或軸線重合靠近，調節C到和C0近似相同的角度時，燈泡D發光最亮，表示諧振.改變C0，則必須相應地改變C才能再諧振.

④ 求高中物理史實

你好，
一.力學中的物理學史
1、前384年—前322年，古希臘傑出思想家亞里士多德：在對待「力與運動的關系」問題上，錯誤的認為「維持物體運動需要力」。
2、1638年義大利物理學家伽利略：最早研究「勻加速直線運動」；論證「重物體不會比輕物體下落得快」的物理學家；利用著名的「斜面理想實驗」得出「在水平面上運動的物體若沒有摩擦，將保持這個速度一直運動下去即維持物體運動不需要力」的結論；發明了空氣溫度計；理論上驗證了落體運動、拋體運動的規律；還製成了第一架觀察天體的望遠鏡；第一次把「實驗」引入對物理的研究，開闊了人們的眼界，打開了人們的新思路；發現了「擺的等時性」等。
3、1683年，英國科學家牛頓：總結三大運動定律、發現萬有引力定律。另外牛頓還發現了光的色散原理；創立了微積分、發明了二項式定理；研究光的本性並發明了反射式望遠鏡。其最有影響的著作是《自然哲學的數學原理》。
4、1798年英國物理學家卡文迪許：利用扭秤裝置比較准確地測出了萬有引力常量G=6.67×11-11N·m2/kg2（微小形變放大思想）。
5、1905年愛因斯坦：提出狹義相對論，經典力學不適用於微觀粒子和高速運動物體。即「宏觀」、「低速」是牛頓運動定律的適用范圍。
二.熱學中的物理學史
1、1827年英國植物學家布朗：發現懸浮在水中的花粉微粒不停地做無規則運動的現象——布朗運動。
2、1661年英國物理學家玻意耳發現：一定質量的氣體在溫度不變時，它的壓強與體積成反比（ ，即為玻意耳定律。
3、1787年法國物理學家查理發現：一定質量的氣體在體積不變時，它的壓強與熱力學溫度成正比（ ）即為查理定律。
4、1802年法國物理學家蓋·呂薩克發現：一定質量的氣體在壓強不變時，它的體積與熱力學溫度成正比（ ）即為蓋·呂薩克定律。
三.電、磁學中的物理學史
1、1785年法國物理學家庫侖：藉助卡文迪許扭秤裝置並類比萬有引力定律，通過實驗發現了電荷之間的相互作用規律——庫侖定律。
2、1826年德國物理學家歐姆：通過實驗得出導體中的電流跟它兩端的電壓成正比，跟它的電阻成反比即歐姆定律。
3、1820年，丹麥物理學家奧斯特：電流可以使周圍的磁針發生偏轉，稱為電流的磁效應。
4、1831年英國物理學家法拉第：發現了由磁場產生電流的條件和規律——電磁感應現象。
5、1834年，俄國物理學家楞次：確定感應電流方向的定律——楞次定律。
6、1864年英國物理學家麥克斯韋：預言了電磁波的存在，指出光是一種電磁波，並從理論上得出光速等於電磁波的速度，為光的電磁理論奠定了基礎。
7、1888年德國物理學家赫茲：用萊頓瓶所做的實驗證實了電磁波的存在並測定了電磁波的傳播速度等於光速並率先發現「光電效應現象」。
四.光學、原子物理中的物理學史
1、歷史上關於光的本質有兩種學說：一種是牛頓主張的微粒說——認為光是光源發出的一種物質微粒；一種是荷蘭物理學家惠更斯提出的波動說——認為光是在空間傳播的某種波。
2、1800年，英國物理學家赫謝爾發現紅外線。紅外線具有明顯的熱效應。應用：紅外遙感和紅外高空攝影。
3、1801年，英國物理學家托馬斯·楊：通過「楊氏雙縫干涉實驗」觀察到了光的干涉現象，證實了光的波動性。
4、1801年，德國物理學家裡特發現紫外線。紫外線具有明顯的化學作用、熒光效應。應用：殺菌、消毒、黑光燈滅害蟲。
5、1818年，法國科學家泊松：觀察到光的圓板衍射——泊松亮斑。
圖1光電效應實驗
6、1895年，德國物理學家倫琴：發現比紫外線頻率還要高的電磁波——X射線（倫琴射線）。具有很強的穿透本領，能使熒光物質發出熒光，還能使照相底片感光。高速電子流射到任何固體上都能產生這種射線。

7、1896年，法國物理學家貝克勒爾：發現天然放射現象，說明原子核也有復雜的內部結構即原子核也是可分的。之後居里夫人於1898年7月發現放射性元素釙（Po）同年12月又發現了鐳（Ra）。
8、1900年，德國物理學家普朗克：解釋物體熱輻射規律時提出電磁波的發射和吸收不是連續的，而是一份一份的，把物理學帶進了量子世界。
圖2 α粒子散射實驗裝置
9、1905年愛因斯坦：在德國物理學家赫茲首先發現「光電效應」實驗（如圖1）的基礎上提出了「光子說」，成功地解釋了光電效應規律。

10、1897年，英國物理學家湯姆生：利用陰極射線管發現了電子，說明原子可分、有復雜內部結構，並提出原子的棗糕模型。
圖3 α粒子散射實驗結果演示圖
11、1909年，英國物理學家盧瑟福為了驗證湯姆生提出的原子結構模型做了著名的「α粒子散射實驗」。（如圖2）

實驗結果：（如圖3）①絕大多數α粒子穿過金箔後，跟原來的運動方向偏離不多(平均2°一3°)②少數α粒子產生較大的偏轉③極少數α粒子產生超過90°的大角度偏轉，個別α粒子被彈回。據此盧瑟福提出了原子的核式結構模型，由實驗結果估計原子核直徑數量級為10 -15 m 。
顯微鏡
銀箔
源
氮氣
氮氣
圖4 粒子轟擊氮核裝置
12、1909年-1911年，英國物理學家盧瑟福：用α粒子轟擊氮核，（如圖4）第一次實現了原子核的人工轉變，並發現了質子。 。

13、1913年，美國物理學家密立根：測出元電荷的電量 ，即著名的「密立根油滴實驗」。
14、1924年，法國物理學家德布羅意：預言了一切微觀粒子包括電子、質子、和中子都具有波粒二象性。
15、1932年查德威克：在α粒子轟擊鈹核時發現中子，由此人們認識到原子核的組成。 。其用中子轟擊石蠟打出了質子（如圖5）。
Po
粒子
鈹
石蠟
質子
圖5 粒子轟擊鈹實驗

中子
16、1934年，約里奧·居里夫婦：用 粒子轟擊鋁箔時觀察到正電子。反映方程 。可見，正電子是由磷30衰變發射出來的。像磷30這種具有放射性的同位素稱之為放射性同位素。放射性同位素的應用：機械探傷、消菌殺毒、作為示蹤原子等。

17、1971年國際計量大會規定的7個基本單位：長度：米（m ），質量：千克（Kg），時間：秒（s），電流：安[培]（A），熱力學溫度：開[爾文]（K），物質的量：摩[爾]（mol），發光強度：坎[德拉]（cd）。

⑤ 赫茲的感應線圈

當火花在感應圈兩個金屬球間跳動時，必定建立一個快速變化的電磁場．這種變版化的電磁場權以電磁波的形式在空間快速傳播，當電磁波經過導線環時，迅速變化的電磁場在導線環中激發出感應電動勢，使得導線環的兩個小球間也產生了火花。在赫茲實驗中，感應圈成了電磁波發射器，導線環成了電磁波的檢測器。

⑥ 求這個驗證電磁波產生的實驗原理

將電池用導線時接、時斷，導線裡面的電流時有時無（這也可以說是一種變化的電流），那麼這個電流理論上講會產生相應的電磁波。理論上講，其是可以產生很寬的電磁波頻率的（但用這種方式，產生的電磁波頻帶寬度具體是多少，有待研究）。如果其中某一個頻率（和調幅載波一致）恰好被調幅收音機接收到，那麼會有出現聲音的可能；如果其中一段頻率（正好在調頻收音機頻偏范圍）被調頻收音機接收到，應該也是可以解調出信號的。但出現的聲音是否是咔咔聲，有待實踐。因此，嚴格地說，只是一種可能而已（接收應該設計得再簡單些）。這讓我想起了早期的振盪器——電火花。
當初先輩們驗證電磁波的時候，採用了類似的原理。請看赫茲的著名實驗。自己擺渡吧。
謝絕追問。
這種問題一看就是學生問的——成年人絕大多數是答不上來的。人就是這樣喪失觀察力、創新力的。

⑦ 海因里希·魯道夫·赫茲的主要貢獻

赫茲對人類文明作出了很大貢獻，正當人們對他寄以更大期望時，他卻於1894年元旦因血中毒逝世，年僅36歲。為了紀念他的功績，人們用他的名字來命名各種波動頻率的單位，簡稱「赫」。赫茲也是是國際單位制中頻率的單位，它是每秒中的周期性變動重復次數的計量。赫茲的名字來自於德國物理學家海因里希·魯道夫·赫茲。其符號是Hz。電（電壓或電流），有直流和交流之分。在通信應用中，用作信號傳輸的一般都是交流電。呈正弦變化的交流電信號，隨著時間的變化，其幅度時正、時負，以一定的能量和速度向前傳播。通常，我們把上述正弦波幅度在1秒鍾內的重復變化次數稱為信號的「頻率」，用f表示；而把信號波形變化一次所需的時間稱作「周期」，用T表示，以秒為單位。波行進一個周期所經過的距離稱為「波長」，用λ表示，以米為單位。f、T和λ存在如下關系： f=1/T ，v=λ.f ，其中，v是電磁波的傳播速度，等於3x10^8米/秒。頻率的單位是赫茲，簡稱赫，以符號Hz表示。
赫茲（H·Hertz）是德國著名的物理學家，1887年，是他通過實驗證實了電磁波的存在。後人為了紀念他，把「赫茲」定為頻率的單位。常用的頻率單位還有千赫（KHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）等。在載帶信息的電信號中，有時會包含多種頻率成分；將所有這些成分在頻率軸上的位置標示出來，並表示出每種成分在功率或電壓上的大小，這就是信號的「頻譜」。它所佔據的頻率范圍就叫做信號的頻帶范圍。例如，在電話通信中，話音信號的頻率范圍是300～3400赫；在調頻(FM）廣播中，聲音的頻率范圍是40赫～15千赫，電視廣播信號的頻率范圍是0～4.2兆赫等。 接觸力學是研究相互接觸的物體之間如何變形的一門學科。赫茲1882年發表了關於接觸力學的著名文章「關於彈性固體的接觸(On the contact of elastic solids)」，赫茲進行這方面研究的初衷是為了理解外力如何導致材料光學性質的改變。為了發展他的理論，赫茲用一個玻璃球放置在一個棱鏡上，他首先觀察到這個系統形成了橢圓形的牛頓環，以此實驗觀察，赫茲假設玻璃球對棱鏡施加的壓力也為橢圓分布。隨後他根據壓力分布計算了玻璃球導致的棱鏡的位移並反算出牛頓環，以此再和實驗觀察對比以檢驗理論的正確性。最後赫茲得到了接觸應力和法向載入力，接觸體的曲率半徑，以及彈性模量之間的關系。赫茲的方程是研究疲勞，摩擦以及任何有接觸體之間相互作用的基本方程。
赫茲接觸理論的主要缺點是沒有考慮兩個接觸體之間的結合力。這一問題在1971年 K. L. Johnson K. Kendall 和 A. D. Roberts解決，他們提出了最後以三人名字命名的JKR接觸理論。JKR理論中他們考慮了材料的表面能效應，由於表面能的存在，相互接觸的固體之間將引進一個結合力，最後根據能量平衡的原理，他們得到一個方程描述接觸應力分布，接觸體曲率半徑，彈性模量以及材料表面能之間的關系。在JKR模型中，當表面能為零時，方程自然過渡到赫茲方程。推導JKR模型的前提之一是，認為兩個接觸體的所有相互作用均發生在接觸半徑之內，後來證明如果採用不同的假設會得到不同的結論。1975年，B.V.Derjaguin, V. M. Muller and Y. P. Toporov等人假設接觸體之間相互作用可以發生在接觸半徑之外，據此假設提出了所謂的DMT模型試圖考慮結合力的影響。根據JKR和DMT模型，會的到不同的（pull-off)分離力（分開兩個接觸體所需要的最大作用力）,這一不同的結果曾引起很多爭論，最後Muller等人指出JKR和DMT模型各有各的應用范圍：JKR模型對大顆粒，高表面能，低彈性模量的材料描述較好。而DMT模型則相反。
由赫茲開創性工作開始，隨後由其他人完善的接觸力學理論是涉及到接觸體的各種科學及工程研究中不可缺少的工具之一。因此赫茲在接觸力學領域所作出的貢獻不應該被他在電磁學領域傑出的成就而忽視。
赫茲的主要貢獻是用實驗證明了電磁波的存在，並測出電磁波傳播的速度跟光速相同，還進一步觀察到電磁波具有聚焦、直進性、反射、折射和偏振等性質。
(1)赫茲證明電磁波存在的實驗
赫茲是亥姆霍茲的學生，在老師的影響和要求下，他深入研究了電磁理論。1879年，德國柏林科學院懸獎征解，向當時科學界徵求對麥克斯韋電磁理論進行實驗驗證，促使年輕的赫茲萌發了進行電磁波實驗的雄心壯志。
赫茲的實驗裝置一部分如。AA′是兩塊40厘米見方的銅板，焊上直徑0.5厘米，長70厘米的銅棒，頭上各接一小銅球，相對放置，球中間留有空隙約0.75厘米。銅球表面仔細磨光，兩棒分別接到感應圈的兩端，當通電時，兩棒之間產生放電，形成振盪。 再取2毫米粗的銅棒做成圓環，半徑為35厘米，如中的B。圓環的空隙f，寬度可用精密螺旋調節，從零點幾毫米調到幾毫米。當放在適當位置時，f間隙會跟隨AA′產生火花放電，火花可長達6-7毫米。B環可圍繞平行於AA′面的法線mn旋轉，旋轉到不同位置，f放電的火花長度不一樣。當f處於a或a′時，完全沒有火花；轉動些許角度，開始會產生火花；轉至b或b′時，火花最大。
(2)赫茲測出電磁波速度
赫茲最有說服力的實驗是直接測出電磁波的傳播速度。他用的裝置如下：導體AA′（赫茲稱之為原導體）在感應圈的激勵下產生電磁波。AA′平面與地板垂直，在圖中赫茲標了一條基線rs，下面是距離標記從離AA′中心點45厘米處計程。
實驗在一間15×14米的大教室進行，在基線的12米內無任何傢具。整個房間遮黑，以便觀察放電火花。次迴路就是那個半徑為35厘米的圓環C或邊長60厘米的方形導線框B。
根據麥克斯韋理論，已經知道這個速度大概是每秒3萬公里，要直接測這樣的速度是十分困難的。赫茲想起了20年前他的老師昆特(Kundt)用駐波測聲速的方法，巧妙地設計了一個方案。他在教室的牆壁上貼了一張4米高，2米寬的鋅箔，並將鋅箔與牆上所有的煤氣管道、水管等聯接，使電磁波在牆壁遭遇反射。前進波和反射波疊加的結果就會組成駐波，。根據波動理論，駐波的節距等於半波長，測出節點的位置就可以知道波長。 赫茲沿基線rs移動探測線圈，果然在不同的位置上火花隙的長度不一樣。有的地方最強，這是波腹；有的地方最弱，甚至沒有火花，這是波節。
根據電容器的振盪理論赫茲算得電磁振盪的周期。從光速就是電磁波的速度的假設和測得的波長也可算出周期，兩者相差大約10%，赫茲證實了電磁波的速度就是光速。
(3)觀察到電磁波有聚焦、直進、反射、折射和偏振現象
為了進一步考察電磁波的性質，赫茲又設計了一系列實驗，其中有聚焦、直進性、反射、折射和偏振。他用2米長的鋅板彎成拋物柱面形，，柱面的焦距大約為12.5厘米。他把發射振子和接收振子分別安在兩塊柱面的焦線上，調整感應圈使發射振子產生電火花。當兩柱面正好面對時，接收振子也會發出火花；位置離開就不產生效果，由此證明電磁波和光波一樣也有聚焦和直進性的性質。赫茲還用1.5米高重500千克的大塊瀝青做成三棱鏡，讓電磁波通過，和光一樣電磁波也發生折射。他測得最小偏向角為22°，三棱鏡的頂角是30°，由此算出瀝青對電磁波的折射率是1.69。他還用"金屬柵"顯示了電磁波的偏振性。
在1888年12月13日向柏林科學院作了題為《論電輻射》的報告，他以充分的實驗證據全面證實了電磁波和光波的同一性。他寫道："我認為這些實驗有力地鏟除了對光、輻射熱和電磁波動之間的同一性的任何懷疑"。
二、發現電子與原子的碰撞規律赫茲科學研究中最出色的工作是他與弗蘭克合作的著名實驗，通過這一實驗證明了當原子受到電子的沖擊激發而發射譜線時，所需要的能量是分立的。這一先驅性的工作，給玻爾的原子量子化模型以決定性的支持。因這一重要發現，赫茲與弗蘭克共獲1925年度的諾貝爾物理學獎。