关于物理学家的小故事.pdfVIP

关于物理学家的小故事--第1页

关于物理学家的小故事

10个物理学家的故事小翔哥的空间10个物理学家的故事发布时

间:2014-12-2310:35|日记本:10个物理学家的故事赫兹（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

爱好，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。

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年在一次着名的演说中，赫兹明确的指出，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。1901

年，马可尼又成功的将讯号送到大西洋彼岸的美国。20世纪无线电

通讯更有了异常惊人的发展。赫兹实验不仅证实麦克斯韦的电磁理

论，更为无线电、电视和雷达的发展找到了途径。

关于物理学家的小故事--第1页

关于物理学家的小故事--第2页

1887年11月5日，赫兹在寄给亥姆霍兹一篇题为《论在绝缘体中

电过程引起的感应现象》的论文中，总结了这个重要发现。接着，

赫兹还通过实验确认了电磁波是横波，具有与光类似的特性，如反

射、折射、衍射等，并且实验了两列电磁波的干涉，同时证实了在

直线传播时，电磁波的传播速度与光速相同，从而全面验证了麦克

斯韦的电磁理论的正确性。并且进一步完善了麦克斯韦方程组，使

它更加优美、对称，得出了麦克斯韦方程组的现代形式。此外，赫

兹又做了一系列实验。他研究了紫外光对火花放电的影响，发现了

光电效应，即在光的照射下物体会释放出电子的现象。这一发现，

后来成了爱因斯坦建立光量子理论的基础。

1888年1月，赫兹将这些成果总结在《论动电效应的传播速度》一

文中。赫兹实验公布后，轰动了全世界的科学界。由法拉第开创，

麦克斯韦总结的电磁理论，至此才取得决定性的胜利。

1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。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理，更重要的是开创了无

线电电子技术的新纪元。

赫兹对人类文明作出了很大贡献，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”。

10