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捕捉电磁波的人——赫兹 赫兹是什么单位


捕捉电磁波的人——赫兹 赫兹是什么单位

文章插图
“光是一种电磁现象信息资源网络，可见光是一种电磁波 。”1888年初春的一天，在德国柏林科学院的大厅里，31岁的德国科学家海因里希·鲁道夫·赫兹的声音刚刚落下，台下充满了惊喜 。
随后，赫兹慢慢读完了论文《论动电效应的传播速度》，并详细介绍了自己的电磁波实验 。观众欣喜若狂 。
“我就是这样捕捉电磁波的 。此时此刻，我敢向全世界宣布，麦克斯韦提出的电磁波是真实存在的 。”赫兹轻松地结束了他的演讲 。
良久，雷鸣般的掌中信息资源网响了起来 。
赫兹究竟是如何捕获电磁波的？说来话长 。
年轻时的赫兹 。(网络图)
一个伟大的老师会培养出优秀的学生
赫兹出生在德国汉堡的一个基督教犹太家庭 。他从小就努力学习，在语言和科学科目上都取得了优异的成绩 。年轻时，他在德国慕尼黑、柏林等地学习工程和物理 。1878年，赫兹在亲友的支持下进入柏林大学，随赫尔曼·范·亥姆霍兹教授学习电学，1883年成为基尔大学理论物理讲师 。
当时世界上只有少数科学家能够接受和支持科学家麦克斯韦提出的电磁波理论 。亥姆霍兹就是其中之一 。他是德国著名的生物物理学家，信息资源数学家，能量守恒定律的创始人 。他在生理学、电动力学和热力学领域做出了巨大贡献 。一方面，亥姆霍兹为了证实电磁波的实验，给了柏林科学院一大笔报酬 。另一方面，他发现学生赫兹在电磁学方面有异于常人的天赋，于是鼓励他参加申请 。
科学家亥姆霍兹的肖像 。(网络图)
赫兹很早就被麦克斯韦的电磁学理论所吸引，多次研究麦克斯韦关于系统、全面、完善地阐述电磁场理论的巨著——《电磁学理论》，对书中所说的话充满敬佩 。“电磁场的变化会像水波一样向四面八方扩散 。我称之为电磁波 。虽然我现在无法通过实验证明它的存在，但我坚信它一定存在 。”赫兹反复研究了麦克斯韦在这段话中所说的话 。他坚信电磁波的存在，就像他坚信这个从未谋面的前任一样 。
因此，赫兹欣然接受导师的建议，孜孜不倦地致力于寻找电磁波的研究十年 。
捕捉电磁波
赫兹要做的第一件事就是制造电磁波 。很长一段时间，他都在努力寻找产生快速变化的电磁场的方法 。一天，赫兹致力于实验室的工作 。他发现，当一根两端为矩形的铜线与感应线圈连接进行放电实验时，间隙中会迅速出现一个来回跳动的小火花 。赫兹立即意识到，这个小小的弹跳火花是可以产生变化的电场和磁场 。
那么如何接收电磁波呢？他很困惑 。当他从各种假设中回到麦克斯韦电磁理论时，他突然恍然大悟 。既然电磁波向四面八方传播，那么它们之间的导线里不应该产生电流吗空？
自然，观察导线中是否有电流相对容易 。
赫兹的实验装置 。(来自网络)
赫兹开始了实验 。他的装置很简单，两块锌板，每块都连着一根铜棒，铜棒的末端有铜球，而且两个铜球非常接近 。两根铜棒分别与高压感应线圈的两个电极相连，即为电磁波发生器 。距离发生器10米处有一个电磁波探测器，是一根弯曲成圆环的铜棒，两端有铜球，两个铜球之间的距离可以用螺丝调节 。
赫兹把门窗都盖上了，这样就没有光线进来了 。当他打开电源开关时，发射器的两个铜球之间闪着耀眼的火花，发出噼里啪啦的响声 。但这不是赫兹想要观察的 。他紧张地调整探测器的螺丝，让两个铜球越来越近 。突然，两个铜球之间的空间隙也随着微弱的火花跳动起来 。
这就是电磁波！
后来，赫兹通过其他实验证明，电磁波和光一样，可以反射和折射，其速度是每秒30万公里，就像光速一样 。
1888年1月，赫兹整理了他的理论和实验报告，并在柏林科学院做了上述报告 。从那以后，再也没有人怀疑过电磁波 。正如爱因斯坦所说:“在现代物理学家眼里，电磁波就像他坐的椅子一样真实 。”
赫兹发明的电磁波发射器和探测器是后来无线电发射器和接收器的开端 。他的实验真正开始了无线电的使用 。
电磁波发射机和探测器仿真图 。(来自网络)
电子时代的到来
当赫兹走出柏林科学院时，他全身心地投入到电磁波的研究中，决心再次攀登科学高峰 。然而，疾病经常折磨着他 。经诊断，原来他感染了韦格纳肉芽肿病 。这种疾病也被称为韦格纳肉芽肿，简称GPA，是一种坏死性肉芽肿性血管炎和自身免疫性疾病 。据统计，患这种病的人大多数是中年人 。1894年，赫兹在德国波恩死于这种疾病，享年36岁 。为了纪念赫兹对世界科学界的贡献，人们用他的名字作为国际单位制中的频率单位，简称“赫兹” 。一赫兹是每秒周期性变化的重复次数 。


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