麦克斯韦的理论预言：赫兹的电磁波实验

上一回我们说到麦克斯韦对电磁学的贡献：他对安培环路定律进行修正，总结前人的研究而得出著名的麦克斯韦方程组，从方程组中得出光速，并大胆推断光就是一种电磁波。然而，麦克斯韦的理论在当时并没有得到广泛的认可和接受，因为它缺乏直接的实验证据。直到1888年，德国物理学家赫兹才用他的天才和创造力，设计了一系列精妙的实验，成功地产生和检测了电磁波，从而验证了麦克斯韦的理论。

赫兹是一位杰出的实验物理学家，他对麦克斯韦的理论深信不疑，并决心用实验来证明它。在1888年，赫兹成功地利用一个火花间隙作为发射器，产生了高频率（约50MHz）的无线电波，并用一个环形接收器来检测它们。他还观察到了无线电波的反射、折射、干涉、偏振等现象，证明了它们与可见光具有相同的性质。

为了简化问题，我们假设在真空中没有自由电荷和电流，即ρ=0，J=0。那么麦克斯韦方程组就变成了：

从波动方程中，我们可以看出电场和磁场都具有波动性质，并且它们在真空中的传播速度与με有关，这个速度正好等于光速c。因此，麦克斯韦认为光就是一种特殊频率的电磁波。这个假说是一个革命性的突破，它将光学和电磁学联系起来，为物理学的统一提供了一个新的视角。

虽然麦克斯韦推导出光是电磁波，但是这个理论还需要实验来证实。这个任务由德国物理学家海因里希·赫兹在1887年至1888年间完成。