走进科学大师—赫兹

诞辰160周年·回顾赫兹短暂而辉煌一生...

“”赫兹(1857~1894)，德国物理学家，生于汉堡。早在少年时代就被光学和力学实验所吸引。十九岁入德累斯顿工学院学工程，由于对自然科学的热爱，次年转入柏林大学，在物理学教授亥姆霍兹指导下学习。1885年任卡尔鲁厄大学物理学教授。1889年，接替克劳修斯担任波恩大学物理学教授，直到逝世。卡尔鲁厄大学

赫兹对人类最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在。

赫兹在柏林大学随赫尔姆霍兹学物理时，受赫尔姆霍兹之鼓励研究麦克斯韦电磁理论，当时德国物理界深信韦伯的电力与磁力可瞬时传送的理论。因此赫兹就决定以实验来证实韦伯与麦克斯韦理论谁的正确。依照麦克斯韦理论，电扰动能辐射电磁波。

赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理，设计了一套电磁波发生器，赫兹将一感应线圈的两端接于产生器二铜棒上。当感应线圈的电流突然中断时，其感应高电压使电火花隙之间产生火花。瞬间后，电荷便经由电火花隙在锌板间振荡，频率高达数百万周。

由麦克斯韦理论，此火花应产生电磁波，于是赫兹设计了一台简单的检波器来探测此电磁波。他将一小段导线弯成圆形，线的两端点间留有小电火花隙。因电磁波应在此小线圈上产生感应电压，而使电火花隙产生火花。所以他坐在一暗室内，检波器距振荡器10米远，结果他发现检波器的电火花隙间确有小火花产生。赫兹在暗室远端的墙壁上覆有可反射电波的锌板，入射波与反射波重迭应产生驻波，他也以检波器在距振荡器不同距离处侦测加以证实。

赫兹先求出振荡器的频率，又以检波器量得驻波的波长，二者乘积即电磁波的传播速度。正如麦克斯韦预测的一样。电磁波传播的速度等于光速。

1888年，赫兹的实验成功了，而麦克斯韦理论也因此获得了无上的光彩。赫兹在实验时曾指出，电磁波可以被反射、折射和如同可见光、热波一样的被偏振。由他的振荡器所发出的电磁波是平面偏振波，其电场平行于振荡器的导线，而磁场垂直于电场，且两者均垂直传播方向。

1889年在一次著名的演说中，赫兹明确地指出，光是一种电磁现象。

第一次以电磁波传递讯息是1896年意大利的马可尼开始的。

赫兹对人类文明做出了很大贡献，正当人们对他寄以更大期望时，他却于1894年元旦因血中毒逝世，年仅36岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。



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一八八三年五月他终于找到第一份教职，在德国北部的军港基尔（Kiel）工业学校教机械科。这里没有实验室，他只好又开始烧制他的玻璃瓶、做电池，慢慢把简单的实验室装配起来。

他的空暇时间很多，经常一个人到海边的沙滩散步。

孤单、工作不稳定、想家，使他愈来愈愤世嫉俗。他在一八八四年五月写道：『我深深地感到不公平——为什么人要有炫人的头衔，众人的眼光才会盯着你，却没有人在意你手上做了什么事?』

一八八四年十二月他经历一次严重的失恋。这是一生中最灰色的日子。

一八八五年三月，他有机会转到德国西南部边境的卡尔斯鲁尔（Karlsruhe）技术学院，担任物理系教授。又开始装配他的电学实验室，并且在上课时示范电学实验。他说：『我不相信一个人只能由理论，就可以知道实际。』

小学校的实验经费少得可怜，他却一点一滴造出一间精密的电磁实验室。系上教三角学的多尔（Max Doll）教授很欣赏他，知道这个年轻人身上有一种不与人比较的风骨；他请赫兹来家里坐坐，把女儿伊利沙白（Elisabeth Doll）介绍给他。

伊丽莎白后来写下：『赫兹在星光下有一种近乎骄傲的自信。他自认是全世界唯一了解星光是什么的人，在他看来满天的星光是不同的光体，规律地发出不同频率的电磁波来到地上…… 在他的说明中，星夜不只是美丽的，而且是规则准确的。』

赫兹的自信没有错，十九世纪全世界最懂电磁波实验的有两人，一位是法拉第（Michael Faraday），另一位就是赫兹。伊丽莎白不懂电磁波，但是她知道这位寻求科学之真的男士，心里也是一片真诚与率直。

他们认识不到四个月就结婚，当时赫兹二十九岁。赫兹找到爱情的归宿，并展开他一生最著名的研究。因为这一实验研究的成功，后来纽约物理系教授薛默士（Morris H．Shamos）回顾历史上物理学家，由伽利略到爱因斯坦，他认为最伟大的物理实验家就是赫兹。赫兹以实验证明人类千古的谜团——光的本质是电磁波。

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