雙魚座科學家：海因裡希·魯道夫·赫茲

雙魚座科學家：海因裡希·魯道夫·赫茲

雙魚座科學家：海因裡希·魯道夫·赫茲

海因裡希·魯道夫·赫茲（Heinrich Rudolf Hertz，1857年2月22日－1894年1月1日），德國物理學家，於1888年首先證實了電磁波的存在。並對電磁學有很大的貢獻，故頻率的國際單位制單位赫茲以他的名字命名。

天才出世

1857年2月22日赫茲出生在德國漢堡一個改信基督教的猶太家庭。父親是漢堡城的一名顧問，母親是一位醫生的女兒。

求學之路

在他去柏林大學就讀之前就已經展現出良好的科學和語言天賦，喜歡學習阿拉伯語和梵文。他曾經在德國德累斯頓、慕尼黑和柏林等地學習科學和工程學。他是古斯塔夫·基爾霍夫和赫爾曼·范·亥姆霍茲的學生。1880年赫茲獲得博士學位，但繼續跟隨亥姆霍茲學習，直到1883年他收到來自基爾大學出任理論物理學講師的邀請。

婚姻

一八八五年三月，赫茲轉到德國西南部邊境的卡爾斯魯爾(Karlsruhe)技術學院，擔任物理系教授。又開始裝配他的電學實驗室，並且在上課時示範電學實驗。他說：『我不相信一個人只由理論，就可以知道實際。』

小學校的實驗經費少得可憐，他卻一點一滴造出一間精密的電磁實驗室。繫上教三角學的多爾(Max Doll)教授很欣賞他，知道這個年輕人身上有一種不與人比較的風骨；他請赫茲來家裡坐坐，把女兒伊利沙白(Elisabeth Doll)介紹給他。 赫茲

伊利沙白後來寫下：『赫茲在星光下有一種近乎驕傲的自信。他自認是全世界唯一瞭解星光是什麼的人，在他看來滿天的星光是不同的光體，規律地發出不同頻率的電磁波來到地上…… 在他的說明中，星夜不只是美麗的，而且是規則準確的。』赫茲的自信沒有錯，十九世紀全世界最懂電磁波實驗的有兩人，一位是法拉第(Michael Faraday)，另一位就是赫茲。

伊利沙白不懂電磁波，但是她知道這位尋求科學之真的男士，心裡也是一片真誠與率直。他們認識不到四個月就結婚，當時赫茲二十九歲。 赫茲和其妻子及兒女們

赫茲找到愛情的歸宿，並展開他一生最著名的研究。因為這一實驗研究的成功，後來紐約物理系教授薛默士(Morris H．Shamos)回顧歷史上物理學家，由伽利略到愛因斯坦，他認為最偉大的物理實驗家就是赫茲。赫茲以實驗證明人類千古的謎團--光的本質是電磁波。

發現電磁波

1885年他獲得卡爾斯魯厄大學正教授資格，並在那裡發現電磁波。1885年，吉爾大學準備晉陞赫茲為副教授，但他不願獲得一個純理論物理學家的職位。正在此時，卡爾斯魯厄工業大學準備給予赫茲物理學教授職位。考慮到該大學有較好的物理研究所，於是他便來到了卡爾斯魯厄大學。起初赫茲在卡爾斯魯厄感到有些孤獨，並對自己未來的研究沒有把握。但在隨後的時間裡，赫茲完成了兩件大事。1886年7月，在經過三個月的求婚之後，赫茲與一位同事的女兒伊利莎白·多爾(Elisabeth Doll)完婚。隨後，赫茲著手並最終完成了那個給他帶來世界性聲譽的電磁波實驗。

赫茲在柏林大學隨赫爾姆霍茲學物理時，受赫爾姆霍茲之鼓勵研究麥克斯韋電磁理論，當時德國物理界深信韋伯的電力與磁力可瞬時傳送的理論。因此赫茲就決定以實驗來證實韋伯與麥克斯韋理論誰的正確。依照麥克斯韋理論，電擾動能輻射電磁波。赫茲根據電容器經由電火花隙會產生振蕩原理，設計了一套電磁波發生器，赫茲將一感應線圈的兩端接於產生器二銅棒上。當感應線圈的電流突然中斷時，其感應高電壓使電火花隙之間產生火花。瞬間後，電荷便經由電火花隙在鋅板間振蕩，頻率高達數百萬周 。由麥克斯韋理論，此火花應產生電磁波，於是赫茲設計了一簡單的檢波器來探測此電磁波。他將一小段導線彎成圓形，線的兩端點間留有小電火花隙。因電磁波應在此小線圈上產生感應電壓，而使電火花隙產生火花。所以他坐在一暗室內，檢波器距振蕩器10米遠，結果他發現檢波器的電火花隙間確有小火花產生。赫茲在暗室遠端的牆壁上覆有可反射電波的鋅板，入射波與反射波重疊應產生駐波，他也以檢波器在距振蕩器不同距離處偵測加以證實。赫茲先求出振蕩器的頻率，又以檢波器量得駐波的波長，二者乘積即電磁波的傳播速度。正如麥克斯韋預測的一樣。電磁波傳播的速度等於光速。1888年，赫茲的實驗成功了，而麥克斯韋理論也因此獲得了無上的光彩。赫茲在實驗時曾指出，電磁波可以被反射、折射和如同可見光、熱波一樣的被偏振。由他的振蕩器所發出的電磁波是平面偏振波，其電場平行於振蕩器的導線，而磁場垂直於電場，且兩者均垂直傳播方向。1889年在一次著名的演說中，赫茲明確的指出，光是一種電磁現象。第一次以電磁波傳遞訊息是1896年意大利的馬可尼開始的。1901年，馬可尼又成功的將訊號送到大西洋彼岸的美國。20世紀無線電通訊更有了異常驚人的發展。赫茲實驗不僅證實麥克斯韋的電磁理論，更為無線電、電視和雷達的發展找到了途徑。隨著邁克爾遜在1881年進行的實驗和 海因裡希·魯道夫·1887年的邁克爾遜-莫雷實驗推翻了光以太的存在，赫茲改寫了麥克斯韋方程組，將新的發現納入其中。通過實驗，他證明電信號象詹姆士·麥克斯韋和邁克爾·法拉第預言的那樣可以穿越空氣，這一理論是發明無線電的基礎。他注意到帶電物體當被紫外光照射時會很快失去它的電荷，發現了光電效應（後來由阿爾伯特·愛因斯坦給予解釋）。