物理学家赫兹的成长故事

德国物理学家赫兹(1857-1894)出生于汉堡。早在他年轻时，他就被光学和机械实验所吸引。他19岁进入德累斯顿理工学院学习工程。由于他对自然科学的兴趣，第二年他转到了柏林大学，并在物理学教授亥姆霍兹的指导下学习。1885年，他是卡尔勒大学的物理学教授。1889年，他接替克劳修斯成为波恩大学的物理学教授，直到去世。

赫兹对人类最大的贡献是通过实验证明电磁波的存在。

当赫兹在柏林大学与亥姆霍兹一起学习物理学时，亥姆霍兹鼓励他学习麦克斯韦的电磁理论。当时，德国物理学确信韦伯的理论，即电和磁可以瞬间传输。因此，赫兹决定通过实验来证明韦伯和麦克斯韦的理论。根据麦克斯韦的理论，电干扰可以辐射电磁波。赫兹根据电容通过火花隙产生振荡的原理，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棒上。当感应线圈的电流突然中断时，感应的高电压导致火花间隙之间产生火花。片刻之后，电荷通过火花隙在锌板之间振荡，频率高达数百万周。根据麦克斯韦的理论，这种火花应该产生电磁波，所以赫兹设计了一个简单的探测器来探测这种电磁波。他把一小截电线弯成一个圆圈，在电线两端留下一个小火花隙。因为电磁波应该在小线圈上产生感应电压，火花将在火花隙中产生。所以他坐在一个暗室里，探测器离振荡器10米远。结果，他发现在探测器的火花间隙之间确实有一个小火花。赫兹用一块可以反射电波的锌板覆盖了黑暗房间远端的墙壁。入射波和反射波的叠加会产生驻波，他还用探测器在离振荡器不同的距离进行探测来验证这一点。赫兹首先获得振荡器的频率，然后用探测器获得驻波的波长。两者的乘积是电磁波的传播速度。正如麦克斯韦预测的那样。电磁波以光速传播。1888年，赫兹的实验成功了，麦克斯韦的理论获得了巨大的荣誉。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、折射和极化。他的振荡器发出的电磁波是一种平面极化波，它的电场平行于振荡器的导体，而磁场垂直于电场，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。第一次通过电磁波传输信息始于1896年的意大利马可尼。1901年，马可尼成功地向大西洋彼岸的美国发送了信号。在20世纪，无线电通信有了非凡而惊人的发展。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。

1887年11月5日，赫兹在一篇发给亥姆霍兹的论文中总结了这一重要发现，该论文题为“绝缘体中的电过程引起的感应现象”。其次，赫兹还通过实验证实电磁波是剪切波，具有与光相似的特性，如反射、折射、衍射等。他还测试了两列电磁波的干扰，证实了电磁波在直线上传播时的传播速度与光速相同，从而充分验证了麦克斯韦电磁理论的正确性。并进一步完善麦克斯韦方程，使其更加美观和对称，并得到麦克斯韦方程的现代形式。此外，赫兹做了一系列实验。他研究了紫外光对火花放电的影响，发现了光电效应，即物体在光的照射下释放电子的现象。这一发现后来成为爱因斯坦光量子理论的基础。

1888年1月，赫兹在他的文章《论电动效应的传播速度》中总结了这些成就。赫兹实验宣布后，在全世界科学界引起了轰动。由法拉第提出并由麦克斯韦总结的电磁理论在这一点上赢得了决定性的胜利。

1888年，它成为现代科学史上的一个里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义。它不仅证实了麦克斯韦发现的真实性，而且更重要的是，开创了无线电和电子技术的新时代。

赫兹对人类文明做出了巨大贡献。正当人们对他期望更多的时候，他在1894年元旦死于血液中毒。他只有36岁。为了纪念他的成就，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，叫做“他”。