赫兹：科学家与频率单位

被命名为频率单位的科学家赫兹

赫兹（Heinrich Rudolf Hertz，1857～1894）是德国著名的物理学家，1857年2月22日诞生于德国汉堡的一个律师家庭。

赫兹从小受到父亲广博知识的熏陶，还喜欢动手制作木工，也喜欢画图。在中学上学的时候，他就一心想当工程师。1875年中学毕业后，在莱茵河畔的法兰克福设计局工作了一年，1876年春天去德累斯顿高等技术学院学工程学，秋天应召去柏林的铁道兵团服役。1877年退役，进慕尼黑工业学院学工程学，1878年转入柏林大学。在亥姆霍兹和基尔霍尔（1824～1887）名下学习。不久，亥姆霍兹发现了赫兹的才能，收他到自己的实验室当见习生。1879年赫兹在物理竞赛中成绩出众，荣获金质奖章；年底他完成了博士论文《论旋转体中的感应》，第二年获博士学位，当了亥姆霍兹的助手。1883年任基尔大学理论物理学副教授。1885年任卡尔斯鲁高等工业学院物理学教授。1889年接替克劳修斯任波恩大学理论物理学教授，同年当选为柏林科学院通讯院士。1890年被选为俄国莫斯科协会名誉会员。

赫兹在物理学上最主要的成就是用实验成功地证明了电磁波的存在，并且完善了麦克斯韦的电磁场理论。

1886年10月，赫兹在卡尔斯鲁高等工业学院的物理实验室用放电线圈做火花放电实验，偶然发现和放电线圈靠得很近的另一个开口的绝缘线圈中有电火花跳过。赫兹十分敏感，立即想起七年前未完成的物理竞赛题目，那是亥姆霍兹提出的一个用实验检验麦克斯韦理论正确性的难题。他向自己提出了一个新的任务：用实验检验是否存在麦克斯韦所预言的电磁波。从1886年10月25日起，赫兹开始有计划地进行实验。12月2日，他在感应圈的两根电极上各接一根0.305米长的铜棒，每根铜棒的一头接边长0.407米的正方形锌板。另一头接黄铜小球，两个黄铜小球互相对着，组成发生器。另外，赫兹用一根硬质铜导线弯成圆弧形，两端各接一个可以调节距离的黄铜小球，组成检波器。发生器和检波器相距10米。发生器通电后，赫兹在检波器的两个铜球间隙看到了电火花，实验成功了！这时候，赫兹的心激动得像电火花一样在欢快地跳跃。因为他的实验证明，发生器确实发出了电磁波，并且被检波器接收到了。(www.xing528.com)

接着，赫兹测量了电磁波在真空中传播的速度，但是他计算到的数值是20万千米/秒，和麦克斯韦预言的不一致。因此，赫兹又花了好几个月的工夫，作了一系列检验性实验。检查实验结果是否可靠。其实实验毫无问题，是赫兹计算错了。后来物理学家本凯莱用赫兹的实验数据重新计算，得到电磁波速度是30万千米/秒。1887年11月5日，赫兹满怀信心地给亥姆霍兹寄去一篇题为《论在绝缘体中电过程引起的感应现象》的论文，阐明实验证明了法拉第和麦克斯韦定论的正确性。亥姆霍兹看后十分高兴，当即用明信片告知赫兹：“手稿已收到。好！星期四我就把手稿交付排印。”赫兹的论文一发表，顿时成了科学界轰动的人物。赫兹实验庄严地宣告：人类利用电磁波的春天来到了！

后来，赫兹又做了一系列的实验。他研究了紫外光对火花放电的影响，首先发现了光电效应，也就是物质在光的照射下释放出电子的现象。这一发现，成了爱因斯坦建立光量子理论的实验基础。赫兹还通过实验确认电磁波是横波，具有直线传播、反射、折射和偏振等光学性质，并且实现了两列电磁波的干涉，从而全面验证了麦克斯韦光的电磁理论的正确性。1890年以后，赫兹花了比较多的时间和精力，整理了麦克斯韦的理论，进一步完善了麦克斯韦方程组，使它更加完美、对称，给出了麦克斯韦方程组的现代形式。

赫兹对人类文明作了很大的贡献，正当人们期望他再作贡献的时候，骨癌过早地夺去了他的生命。赫兹于1894年元旦去世，只活了37岁。他的导师亥姆霍兹赞扬赫兹“才气横溢，性格坚毅，用自己极短暂的一生解决了一个世纪以来许多科学家所没有解决的一系列重要的问题”。1896年3月24日，俄国著名物理学家波波夫（1859～1906）用“海因里希·鲁道夫·赫兹”这一串字母，拍发了世界上第一份电报。后人为纪念赫兹，用他的名字来命名频率的单位，简称“赫”。