双鱼座科学家:海因里希·鲁道夫·赫兹

双鱼座科学家：海因里希·鲁道夫·赫兹


海因里希& middot鲁道夫& middot德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹(1857年2月22日-1894年1月1日)于1888年首次证实电磁波的存在。他在电磁学方面做出了巨大的贡献，所以频率的国际单位赫兹就是以他的名字命名的。

天才诞生

赫兹1857年2月22日出生于德国汉堡一个皈依基督教的犹太家庭。我父亲是汉堡的顾问，母亲是医生的女儿。

求学之路

在去柏林大学求学之前，他就表现出了自己良好的科学和语言天赋，喜欢学习阿拉伯语和梵语。他在德国的德累斯顿、慕尼黑和柏林学习科学和工程。他是古斯塔夫& middot基尔霍夫和赫尔曼& middotVan & middot亥姆霍兹的学生。赫兹于1880年获得博士学位，但继续跟随亥姆霍兹学习，直到1883年他收到基尔大学的邀请，成为理论物理讲师。

婚姻

1885年3月，赫兹调到德国西南边境的卡尔斯鲁厄技术学院，在那里担任物理系教授。他开始组装他的电学实验室，并在课堂上演示电学实验。他说，“我不相信一个人仅凭理论就能认识现实。【/br/】小学的实验经费少得可怜，他却一点一点地搭建起了精密的电磁实验室。在系里教三角学的马克斯·多尔教授很欣赏他，知道这个年轻人有一种不是别人能比的性格；他邀请赫兹回家，向他介绍他的女儿伊丽莎白娃娃。赫兹
伊丽莎白后来写道:“赫兹对星光有一种近乎骄傲的信心。他认为他是世界上唯一知道星光是什么的人。在他看来，天上的星光是不同的光体，有规律地向地面发射不同频率的电磁波& hellip& hellip在他的解释中，星夜不仅美丽，而且规律准确。赫兹的自信没有错。19世纪，世界上最了解电磁波实验的有两个人，一个是迈克尔·法拉第，一个是赫兹。
伊丽莎白不懂电磁波，但她知道，这个寻求科学真理的男人是真诚直爽的。不到四个月，他们就结婚了，那时赫兹29岁。赫兹和他的妻子儿女
赫兹找到了爱的家园，开始了他一生中最著名的研究。因为这项实验研究的成功，纽约物理系教授莫里斯·H·沙莫斯(Morris H.Shamos)后来回顾了历史上的物理学家，从伽利略到爱因斯坦。他认为最伟大的物理实验者是赫兹。赫兹的实验证明了人类永恒的奥秘——光的本质是电磁波。

电磁波的发现

1885年，他在卡尔斯鲁厄大学获得正教授资格，在那里他发现了电磁波。1885年，吉尔大学准备提拔赫兹为副教授，但他不想得到一个纯理论物理学家的职位。此时，卡尔斯鲁厄工业大学正准备给赫兹物理学教授的职位。考虑到大学有很好的物理研究所，他来到了卡尔斯鲁厄大学。赫兹起初在卡尔斯鲁厄感到有点孤独，对自己未来的研究没有把握。但是在接下来的时间里，赫兹完成了两件大事。1886年7月，经过三个月的求婚，赫兹娶了伊丽莎白·，一个同事的女儿；伊丽莎白·多尔结婚了。随后，赫兹开始并最终完成了为他带来世界性声誉的电磁波实验。

赫兹在柏林大学跟随亥姆霍兹学习物理时，受到亥姆霍兹的鼓励，学习麦克斯韦的电磁理论。当时德国物理学界对韦伯的电力和磁力可以瞬间传递的理论深信不疑。所以赫兹决定实验证明韦伯和麦克斯韦的理论哪个是正确的。根据麦克斯韦理论，电扰动可以辐射电磁波。根据赫兹电容器通过火花隙振荡的原理，设计了一套电磁波发生器。赫兹将感应线圈的两端连接到发电机的两根铜条上。当感应线圈的电流突然中断时，其感应的高电压会在火花隙之间产生火花。瞬间，电荷通过火花隙在锌板之间振荡，频率达百万次循环。根据麦克斯韦的理论，这个火花应该会产生电磁波，所以赫兹设计了一个简单的探测器来探测这个电磁波。他把一小段电线弯成一个圆圈，在电线两端留下一个小火花隙。电磁波应该会在这个小线圈上产生感应电压，从而在火花隙中产生火花。所以他坐在一个黑暗的房间里，探测器离振荡器10米远。结果他发现探测器的火花隙之间确实有小火花。赫兹暗室远端的墙上覆盖着一块可以反射电波的锌板。入射波和反射波的叠加应该会产生驻波，这也是探测器在离振子不同距离处探测所证实的。赫兹首先计算振荡器的频率，然后用检波器测量驻波的波长。两者的乘积就是电磁波的传播速度。正如麦克斯韦预言的那样。电磁波的速度等于光速。1888年，赫兹的实验成功，麦克斯韦的理论获得了至高无上的荣耀。赫兹在实验中指出，电磁波可以像可见光和热波一样被反射、折射和偏振。他的振荡器发出的电磁波是平面极化波，它的电场平行于振荡器的导体，而它的磁场垂直于电场，两者都垂直于传播方向。在1889年的一次著名演讲中，赫兹明确指出，光是一种电磁现象。1896年，意大利的马可尼首次通过电磁波传输信息。1901年，马可尼成功地将信号发送到大西洋彼岸的美国。在20世纪，无线电通信取得了非凡的发展。赫兹实验不仅证实了麦克斯韦的电磁理论，而且为无线电、电视和雷达的发展找到了一条道路。随着迈克尔逊1881年的实验和海因里希& middot鲁道夫& middot1887年的迈克尔逊-莫雷实验推翻了光以太的存在，赫兹重写了麦克斯韦方程组以包括新的发现。通过实验，他证明了电信号就像詹姆斯& middot麦克斯韦和迈克尔& middot法拉第预言它可以穿过空气体，这是发明无线电的基础。他注意到带电的物体在紫外线照射下会迅速失去电荷，并发现了光电效应(后来由Albert & middot爱因斯坦给出了解释)。


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