【揭秘无线电】第一期电磁波的发现者——赫兹

2017-08-04 09:42:5406:05 4143

声音简介

　　海因里希·鲁道夫·赫兹，德国物理学家。赫兹对人类最伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在。此外，赫兹还发现电磁波与光同速，揭示了光的本质是电磁波，为争论已久的光本性问题下了定论。为了纪念赫兹的功绩，后人把频率的国际单位命名为赫兹。
　　●求学之路
　　1857年2月22日，赫兹出生在德国汉堡的一个犹太家庭。他小时候想当一名建筑工程师，于是到慕尼黑去求学。1878年，他偶然在柏林听了著名物理学家亥姆霍兹的演讲，改变了原来的求学初衷，开始对物理学、电学产生了浓厚兴趣，因此进入了柏林大学学物理。1880年，赫兹从柏林大学毕业，发表了论文《电运动的功能》。亥姆霍兹很赏识他，将他选为自己的助手。
　　●发现电磁波
　 1865年前后，英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在，这是物理学史上一次惊人的预言，但是因为没有人能够证明电磁波的存在，所以当时绝大多数物理学家甚至物理学界的著名学者，对此都持怀疑、否定的态度。

1879年冬，德国柏林科学院颁布了一项科学竞赛奖，以重金向当时科学界征求对麦克斯韦部分理论的证明。赫兹的导师亥姆霍兹对赫兹说：“这是一个很困难的问题，也许是本世纪最大的一个物理难题，你应该闯一闯！”赫兹欣然接受了导师的建议。从此，麦克斯韦的电磁理论一直盘旋在赫兹的脑海之中。
　　1888年的一个夜晚，赫兹在他的实验室里证实了电磁波的存在。赫兹制做了一个简单的电火花发生器——一个感应线圈、两个相隔很近的小铜球。当他将电路开关闭合时，电的魔力开始在这个简单的系统里展现出来：无形的电流穿过装置里的感应线圈，并开始对铜球进行充电。过了一会儿，随着“啪”的一声，一束美丽的蓝色电花在两个铜球之间爆开，细小的电流束在空气中不停地扭动，绽放出幽幽的荧光——铜球之间的空气被击穿了，本来缺个小口的系统形成了一个完整的回路。
　　

然而，产生火花短路并不是这个实验的目的。赫兹心里琢磨着：如果电磁波确实存在的话，那么在两个铜球之间就应该产生一个振荡的电场，同时引发一个向外传播的电磁波。赫兹转过头去，在身旁放置了一个开口的铜环，在开口处也各镶了一个小铜球。如果麦克斯韦的电磁波真的存在，那么它就会穿越这个房间到达这里，在铜环处感生一个振荡的电动势，开口处的铜球间也会发出电火花来。
　　拉上房间的窗帘，赫兹一动不动地等待着。忽然，铜环处出现异样，两个铜球之间的空气中飘浮出微弱的火花，淡蓝色的电花在铜环的缺口处不断绽开，整个铜环既没有连接电池也没有任何的能量来源。电火花的出现无疑证明了电磁波真实地存在，正是电磁波激发了接收器上的电火花。
　　此后，赫兹又以精密的实验，集中精力研究这些电波。每一次实验他都记下它们的路线、长度，以及反射和曲折。他发现了许多电磁波的有趣现象：这些神秘电波的速度和光速一样快；它可以毫无阻碍地迅速通过很厚的墙壁或高山，但却透不过金属片。这些电磁波的巧妙实验证明了光含有电磁波的性质，因而启发了科学家们对光和电的重新认识，开辟了无线电时代的新纪元，为意大利科学家马可尼的无线电发明铺平了道路。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。