赫兹是什么单位(捕捉电磁波的人——赫兹)

“光是一种电磁现象,可见光是电磁波的一种 。”1888年初春的一天,在德国柏林科学院大厅里,31岁的德国科学家海因里希·鲁道夫·赫兹话音刚落,全场一片惊讶声 。
接着,赫兹不紧不慢地朗读论文《论动电效应的传播速度》,并详细介绍自己做的电磁波实验 。观众听得如痴如醉 。
“这就是我捕捉电磁波的过程 。此刻我敢向世界宣布,麦克斯韦提出的电磁波是真实存在的 。”赫兹轻松结束讲话 。
良久,雷鸣般的掌声响起来 。
【赫兹是什么单位(捕捉电磁波的人——赫兹)】赫兹到底是怎么捕捉到电磁波的?这事说来话长 。
赫兹是什么单位(捕捉电磁波的人——赫兹)
文章图片
年轻时的赫兹 。(网络图)
名师出高徒

赫兹出生于德国汉堡的基督教犹太家庭 。他从小学习刻苦,语言和科学科目成绩都很优秀 。年轻时,他曾在德国慕尼黑、柏林等地学习工程学与物理学 。1878年,赫兹在亲友资助下进入柏林大学,跟着赫尔曼·范·亥姆霍兹教授攻读电学,直到1883年出任基尔大学理论物理学讲师 。
当时,针对科学家麦克斯韦提出的电磁波理论,世界上只有少数科学家能接受并给予支持 。亥姆霍兹就是其中之一 。他是德国著名的生物物理学家、数学家,也是“能量守恒定律”的创立者,在生理学、电动力学、热力学等领域中均有重大贡献 。一方面,亥姆霍兹向柏林科学院提出重金悬赏征求证实电磁波的实验 。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,便鼓励其参加应征 。
赫兹是什么单位(捕捉电磁波的人——赫兹)
文章图片
科学家亥姆霍兹像 。(网络图)
赫兹早就被麦克斯韦的电磁学理论所吸引,并多次研读麦克斯韦关于系统、全面、完美地阐述电磁场理论的巨著——《电磁理论》,对书中所讲内容佩服得五体投地 。“电磁场的变化也会像水波一样向四面八方扩散出去,这个扩散出去的电磁场我把它叫做——电磁波 。虽然我现在还无法用实验的方法证明它的存在,但我坚信它一定存在 。”麦克斯韦所说的这段话,赫兹曾反复研究 。他坚信电磁波的存在,就像坚信这位素未谋面的前辈一样 。

于是,赫兹欣然接受导师建议,十年如一日,孜孜不倦地投入到寻找电磁波的研究中 。
捕捉电磁波
赫兹首先要做的,是制造电磁波 。很长一段时间,他苦于找不到产生迅速变化的电磁场的办法 。有一天,赫兹在实验室专心致志地工作,他发现当把一个两端弯成长方形的铜线接到感应线圈上作放电实验时,在间隙部位出现了一个来回迅速跳跃的小火花 。赫兹立即意识到,这个跳动的小火花正是可以产生变化的电场和磁场 。
那么又怎样接收电磁波呢?他百思不得其解 。当他从各种设想回到麦克思韦的电磁理论时,突然顿悟,电磁波既然向四面八方传播,那么在它传播空间的导线中不是应当产生电流吗?
自然,观察导线中有无电流是比较容易的事儿 。
赫兹是什么单位(捕捉电磁波的人——赫兹)
文章图片
赫兹的实验装置 。(来源于网络)
赫兹开始试验了 。他的装置很简单,两块锌板,每块都连着一根端上装着铜球的铜棒,两个铜球离得很近 。两根铜棒分别与高压感应圈的两个电极相连,这就是电磁波发生器 。在离发生器10米远的地方放着电磁波探测器,那是一个弯成环状、两端装有铜球的铜棒,两个铜球间的距离可用螺旋调节 。

赫兹把门窗遮得严严实实,不让一丝光线射进来 。当他合上电源开关时,发射器的两个铜球间闪出耀眼的火花,发出劈劈啪啪的响声 。但这不是赫兹要观察的目标 。他紧张地调节着探测器的螺丝,让两个铜球越靠越近 。突然,两个铜球的空隙也跳跃着微弱的电火花 。