电磁波的发现,是人类科学史上的一大里程碑。这一发现归功于苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell),他的理论工作为电磁波的存在提供了坚实的数学基础。
在19世纪中叶,麦克斯韦基于前人的研究,特别是安德烈-马里·安培、查尔斯·惠斯通和迈克尔·法拉第的工作,提出了描述电场和磁场相互作用的麦克斯韦方程组。这些方程不仅总结了当时已知的电磁现象,而且还预言了一种全新的波——电磁波的存在。麦克斯韦的理论指出,这种波是由变化的电场产生变化的磁场,而变化的磁场又产生变化的电场,两者相互垂直,以光速在空间中传播。这一理论预测意味着光本身就是一种电磁波,从而将光学与电磁学统一起来。
尽管麦克斯韦的理论在1865年就已经发表,但直到1888年,德国物理学家海因里希·赫兹(Heinrich Hertz)通过实验首次验证了电磁波的存在,才使得这一理论得到了广泛认可。赫兹设计了一系列精巧的实验来证明麦克斯韦方程组的预言,他使用了火花间隙天线发射电磁波,并用另一个类似的装置接收到了这些波。这一成就不仅证实了电磁波的存在,也为无线电通信技术的发展奠定了基础。
电磁波的发现及其应用,极大地推动了20世纪科学技术的进步,从无线通信到雷达技术,再到现代医学成像技术,都离不开这一基本原理的支持。