999zyz玖玖资源站免费观看|在线无码一区二区三区|国产最新上传2021超碰无码|国产精品久久久久久久久岛国|

圖片來源：百度百科

1857年2月22日，赫茲出生在德國漢堡市，家境優(yōu)渥。6歲時(shí)，赫茲進(jìn)入當(dāng)?shù)氐乃搅W(xué)校，他表現(xiàn)出色，常常排名第一。

1875年，18歲的赫茲通過了德國大學(xué)統(tǒng)一入門考試 （Abitur examinations），來到了法蘭克福開始學(xué)習(xí)建筑工程。沒過多久，他放棄了建筑師的夢(mèng)想，回到德累斯頓工學(xué)院學(xué)習(xí)工程學(xué)，幾個(gè)月后他應(yīng)征入伍一年。退役后，赫茲搬到慕尼黑，繼續(xù)學(xué)習(xí)工程學(xué)課程。

1877年，赫茲考入慕尼黑大學(xué)，選修高等數(shù)學(xué)、力學(xué)、實(shí)驗(yàn)物理和實(shí)驗(yàn)化學(xué)課程。一年后，他偶然在柏林聽到了創(chuàng)立了能量守恒學(xué)說的物理學(xué)教授赫爾曼·馮·亥姆霍茲的演講，開始對(duì)物理學(xué)、電學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，因此他又轉(zhuǎn)入了柏林大學(xué)，在這里，赫茲終于遇到了自己人生中最重要的兩位導(dǎo)師：德國著名科學(xué)家古斯塔夫·基爾霍夫和赫爾曼·馮·亥姆霍茲，開始全身心地投入學(xué)習(xí)研究中。

1880年，赫茲獲得博士學(xué)位，并被評(píng)為榮譽(yù)優(yōu)等生。畢業(yè)后，赫茲仍繼續(xù)跟隨亥姆霍茲做博士后研究，在此期間，他在眾多科學(xué)領(lǐng)域發(fā)表過15篇各種領(lǐng)域的論文，展現(xiàn)了卓越的科研才華。1883年，赫茲收到基爾大學(xué)的邀請(qǐng)，出任該校理論物理學(xué)講師，在此就任期間，赫茲發(fā)表論文《論麥克斯韋關(guān)于相向電磁基本方程之間的關(guān)系》（On the relations between Maxwell's fundamental equations of the opposing electromagnetics），提出了一套關(guān)于電磁力的自由傳播理論，為他后來修改麥克斯韋方程組的表達(dá)形式作了鋪墊。

1885年，28歲的赫茲收到了來自卡爾斯魯厄工業(yè)大學(xué)拋來的橄欖枝，邀請(qǐng)他擔(dān)任物理系教授。赫茲認(rèn)為，不通過實(shí)驗(yàn)，無法真正接觸到物理學(xué)真相。于是他接受了邀請(qǐng)并親自改良實(shí)驗(yàn)室，在上課時(shí)進(jìn)行各種示范性的實(shí)驗(yàn)。正是在這里，他完成了永載史冊(cè)的電磁波實(shí)驗(yàn)。

02 

人生開掛，發(fā)現(xiàn)電磁波 

受導(dǎo)師亥姆霍茲的啟發(fā)和鼓勵(lì)，赫茲很早便開始便研究麥克斯韋的電磁理論。1879 年，柏林科學(xué)院設(shè)立了有獎(jiǎng)?wù)魑?，要求證明麥克斯韋的電磁理論與電磁波的存在。在此之前，一些科學(xué)家就已經(jīng)開始探討如何來驗(yàn)證麥克斯韋的電磁理論，其中包括物理學(xué)家菲茨杰拉德、W. 湯姆遜、亥姆霍茲等，赫茲也開始了驗(yàn)證電磁波的思考和研究。

依照麥克斯韋理論，電擾動(dòng)能輻射電磁波。于是，赫茲根據(jù)電容器經(jīng)由電火花隙會(huì)產(chǎn)生振蕩的原理，設(shè)計(jì)了一套電磁波發(fā)生器裝置，來驗(yàn)證電磁波的存在。這是一臺(tái)可以產(chǎn)生及接收電磁波的設(shè)備，主要部分是一個(gè)電火花發(fā)生器，用兩個(gè)相隔很近的小銅球作為電容器。

當(dāng)合上電路開關(guān)后，電流將穿過裝置中的感應(yīng)線圈，并對(duì)銅球進(jìn)行充電，當(dāng)電壓上升到2萬伏時(shí)，兩個(gè)銅球之間的空氣將被擊穿，電荷就可以從中穿過，往來于兩個(gè)大銅球之間，形成一個(gè)高頻的振蕩回路（LC回路）。

同時(shí)，為了監(jiān)測(cè)電磁波，赫茲又設(shè)計(jì)了一個(gè)接收器。它由一個(gè)開口的銅環(huán)組成，銅環(huán)是孤立存在的，在開口的接口處各鑲了一個(gè)小銅球，銅環(huán)開口與產(chǎn)生入射的電磁波共振，如果麥克斯韋預(yù)言的電磁波真的存在，那么在接收器銅環(huán)開口（只有幾百分之一毫米寬）處，就可以產(chǎn)生微小的火花來體現(xiàn)電磁波的存在。再通過改變間隙的大小可評(píng)估接收到電磁波的強(qiáng)弱。如果麥克斯韋理論是正確的，那么此時(shí)兩個(gè)銅球就會(huì)向外發(fā)射電磁波。

赫茲的實(shí)驗(yàn)裝置 

圖源：平度市工業(yè)和信息化局微信公眾號(hào)

這個(gè)實(shí)驗(yàn)極難操作，銅環(huán)開口處產(chǎn)生的電火花不僅微弱，而且只能持續(xù)一個(gè)微秒左右，如果能夠肉眼看到虛無縹緲的電火花簡直是一種奇跡。完成實(shí)驗(yàn)裝置準(zhǔn)備后，赫茲打開了整個(gè)實(shí)驗(yàn)的開關(guān)，發(fā)生器的電火花產(chǎn)生后，他激動(dòng)地看向另一端的銅環(huán)，銅環(huán)之間那微弱的電火花在那一刻如此的耀眼。赫茲成功解決了導(dǎo)師亥姆霍茲一直想要驗(yàn)證思考的問題，也將麥克斯韋的電磁學(xué)推上了最頂峰，傳統(tǒng)物理學(xué)研究取得了轟動(dòng)業(yè)界的巨大突破！

1887 年11 月5 日，赫茲發(fā)表了名為《論在絕緣體中電擾動(dòng)所引起的電磁效應(yīng)》（On electromagnetic effects produced by electrical disturbances in insulators）的論文，總結(jié)了自己的重要發(fā)現(xiàn)：無線電輻射具有波的所有特性，證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于電磁波存在的預(yù)言，這篇論文直接轟動(dòng)了整個(gè)物理學(xué)界，讓麥克斯韋的電磁理論被封為經(jīng)典。赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代的意義，他驗(yàn)證了電磁波的存在，所以電磁波也直接被稱為 “赫茲波”，直到多年以后才改叫“電磁波”（無線電波）。

后來，赫茲又使用震蕩的電子產(chǎn)生的波在屋子里傳播的現(xiàn)象，證明了這種波可以像光波遇到鏡子一樣被反射，?也能夠像光一樣通過棱鏡，甚至傳播的速度都和光一樣快。他用這個(gè)實(shí)驗(yàn)確定了電磁波的速度等于光速，且具有與光波一樣的直線傳播、反射、折射、偏振等性質(zhì)，并將這些成果總結(jié)在《論運(yùn)動(dòng)傳播速度的電效應(yīng)》（On the electric effect of the propagation velocity of moving）的論文中，我們現(xiàn)在都知道，赫茲的發(fā)現(xiàn)具有廣泛的實(shí)際用途，打開了新世界的大門。但當(dāng)時(shí)赫茲并沒有意識(shí)到這一點(diǎn)。他說：“我認(rèn)為我所發(fā)現(xiàn)的無線電波不會(huì)有任何實(shí)際應(yīng)用。”

03 

赫茲留給世界的重要影響 

赫茲紀(jì)念郵票 

赫茲不僅從實(shí)驗(yàn)上證明了麥克斯韋理論，還從理論上簡化了麥克斯韋理論。在其發(fā)表的著名論文《關(guān)于靜止物體的電磁學(xué)基本方程組》（On the fundamental equations of electromagnetics for bodies at rest）中，他進(jìn)一步完善了麥克斯韋方程組，將其加工成現(xiàn)代數(shù)學(xué)的表達(dá)方式，為此，愛因斯坦把該方程組稱為“麥克斯韋–赫茲方程組”；英國數(shù)學(xué)和物理學(xué)家奧利弗·海維賽德（Oliver Heaviside，1850–1925）甚至直接稱之為“赫茲方程組”。

此外，赫茲對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)與思考對(duì)普朗克、洛倫茲、愛因斯坦等一大批科學(xué)家產(chǎn)生了積極影響。除了電磁波實(shí)驗(yàn)，赫茲還研究了紫外線光對(duì)火花放電的影響并進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，他是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)的人，即在光的照射下帶電金屬會(huì)釋放出電子的現(xiàn)象。三十多年后，愛因斯坦因成功解釋了赫茲發(fā)現(xiàn)的光電效應(yīng)，并因此獲得了1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。赫茲對(duì)光電效應(yīng)的這一重要發(fā)現(xiàn)，也成為愛因斯坦建立光量子理論的基礎(chǔ)。

更重要的是，赫茲的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)具有劃時(shí)代意義——奠定了無線通信的基礎(chǔ)，決定了人類必將邁入信息時(shí)代。1895年，意大利青年古列爾莫·馬可尼 （Guglielmo Marconi） 在度假時(shí)偶然讀到了雜志上赫茲的一篇科普文章，其中描述了如何用振蕩器激發(fā)電磁波。這個(gè)21歲的年輕人受到了極大的啟發(fā)：用赫茲的火花振蕩器產(chǎn)生的電磁波來發(fā)射信號(hào)。1901年，馬可尼成功地將無線電信號(hào)送到大西洋彼岸的美國，由此開啟了人類無線通信時(shí)代。

令人遺憾的是，1892年，赫茲被診斷出敗血癥，1894年1月1日，赫茲因血液中毒在波恩去世，年僅37歲，一顆科學(xué)巨星就此隕落。1930年，為了紀(jì)念赫茲的豐功偉績，國際電工委員會(huì)把他的名字“赫茲”定為頻率的測(cè)量單位。1960年，國際度量衡大會(huì)官方正式確認(rèn)了這一單位。

赫茲的一生雖然短暫,但他對(duì)電磁波的驗(yàn)證為電磁波研究做出了里程碑式的貢獻(xiàn)，圍繞電磁波的一系列應(yīng)用（例如無線電報(bào)、廣播、雷達(dá)）進(jìn)入迅猛的發(fā)展階段，人類社會(huì)也隨之真正進(jìn)入了無線電時(shí)代，他就是科學(xué)史上的一位傳奇！

參考資料： 

1、2017年第14期《科技導(dǎo)報(bào)》科學(xué)導(dǎo)報(bào)：《赫茲永載史冊(cè)的電磁波實(shí)驗(yàn)帶給人類的福祉和啟示》，作者：呂增建，河南焦作大學(xué)基礎(chǔ)部，教授；

2、 鮮棗課堂：《赫茲傳》，作者：小棗君；

3、 《赫茲，他證實(shí)了電磁波的存在丨陳關(guān)榮》，作者：陳關(guān)榮；

4、 奇趣物理：《電磁學(xué)神殿封頂之絕唱——赫茲和他的電火花 》。