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爆炸吧知识

天妒英才

真实存在

赫兹在证明了电磁波存在后，他对自己的发现做了一个十分不自信的预测：

“我认为我发现的无线电波不会有任何实际应用。”

当然，也许是他太优秀了，干啥啥都行，所以觉得证实个电磁波存在不过是小意思啦~

想学啥学啥

赫兹的全名是海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）。

1857年2月22日，赫兹出生于德国城市汉堡的一个犹太家庭。

犹太人很会挣钱，而且宗教信仰坚定，赫兹一家也不例外。小赫兹一出生就是个富二代，他的父母非常注重教育，在他6岁时就把他送进了一所私立男子学校。

学校不受宗教信仰影响，最可贵的是，他采用以儿童为中心的教学方法，同时考虑了学生的个体差异。希望学生们努力学习，相互竞争，让自己成为最优秀的学生。

除此之外，这所学校更不走寻常路的是：不教授希腊语和拉丁语。

要知道，那时上大学必须要会希腊语和拉丁语，放到现在赫兹就是上了一所不能参加高考的学校。

海因里希·赫兹（Heinrich Hertz），大约12岁

与父亲，母亲和两个弟弟在一起。

15岁时，赫兹离开了这所学校。他开始在家里学习数学和阿拉伯语。

结果没过几周，教阿拉伯语的教授表示没什么可教的，甚至愿意花钱支持他深造，还预言赫兹一定能成为一名了不起的阿拉伯语言学家。

当时一位著名的数学家更“夸张”，他直接称赫兹是难以想象的数学天才，建议他从事数学研究。

但少年赫兹一心想要成为工程师，他白天上课，晚上动手制作一些“稀奇古怪”的东西。不仅学会了操作车床，还能制作越来越复杂的科学仪器，例如分光镜。他使用这种仪器进行了自己的物理和化学实验。

后来他觉得自己应该上大学，为了考试就开始接受希腊语和拉丁语辅导。17岁时，他一通过考试，立马改变了主意，决定成为一名建筑师的徒弟。

赫兹想到就做，赶紧搬到了法兰克福。白天他在建筑师事务所工作，晚上他阅读德语的物理书籍和古希腊语的古希腊文学作品！

在赫兹成为物理大牛之后，之前教过他木匠活的师傅表示“太可惜了，我从来没见过这么好的木匠。”

可建筑很快使他感到无聊。无聊没有多久，1876年春天，19岁的赫兹被征召入伍服役一年。虽然他喜欢军队生活的纪律，但他发现军队也很无聊。他有一次在信中写道：

每天，我越来越意识到自己在这个世界上是多么无用。

学啥都行

兵役一结束，赫兹按捺不住自己的对学习的热爱之情，他立刻到慕尼黑学习工程课程。结果他发现花时间去学这些有些浪费时间。不出意外，一个月后，他因为“内心痛苦”，退学了！

然后他进入慕尼黑大学，选择了高级数学和力学，实验物理学和实验化学课程。在慕尼黑学习了一年之后，他又到了柏林大学，因为这里拥有比慕尼黑更好的物理实验室。年仅21岁的赫兹开始在伟大的物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹的实验室工作。

这次他终于没有再换专业，坚持到底啦！

亥姆霍兹很快发现赫兹是个稀有人才，立即要求赫兹研究一个他特别感兴趣的一个问题。这个问题是亥姆霍兹与另一名物理学家威廉·韦伯之间激烈辩论的主题。

在亥姆霍兹的鼓励下，柏林大学哲学系向任何能够解决这个问题的人提供了奖励：电能以惯性运动吗？或者，我们可以用以下形式来构成问题：电流是否有质量？或者，如赫兹所言：电流是否具有动能？

能拿奖还有意思，赫兹毫不犹豫答应了，并很快沉浸在愉快的工作中：

每天早上参加一次有关分析动力学或电磁学的讲座，在实验室进行实验直到下午4点，然后在晚上阅读，计算和思考。

功夫不负有心人，1879年8月，22岁的赫兹获得了金奖。他证明了：如果电流根本不存在任何质量，则电流必须非常小。

要知道，当赫兹进行这项工作时，甚至没有发现电子——电流的载体。

汤姆森（JJ Thomson）的发现是在赫兹（Hertz）工作18年后的1897年。

亥姆霍兹高兴极了，又劝说赫兹参加另一个有奖竞赛：通过实验证明麦克斯韦的理论。

麦克斯韦（Maxwell）在1864年曾指出，光是电磁波，并且也可能存在其他类型的电磁波。

但是赫兹拒绝了，因为这个难题一听就要花费好几年时间，而他想快速取得一些成果，早点建立自己的声誉。

赫兹和妻子伊丽莎白

就这样，赫兹一直呆在亥姆霍兹实验室，直到1883年，期间他在学术期刊上发表了15篇论文。

1885年，赫兹28岁，他的名声已经很大了，并且获得了3个正式教授职位。他选择到卡尔斯鲁厄任教，因为这里拥有最好的实验室设施。有了自己的实验室后，他发现不知道从事哪个方向的研究，于是想到了亥姆霍兹曾劝说他的那个问题。

可是，经过几个月的试验，赫兹所有证明麦克斯韦理论的尝试都失败了。

但是在1886年10月，一次偶然的机会，赫兹观察到了电火花。他开始深入思考火花及其在电路中的作用。于是他开始了一系列实验，用不同的方式产生火花。

电火花打在棉花上

然后他发现，火花在它们之间跳跃的电线内产生规则的电振动。振动比赫兹在电气工作中遇到的任何东西每秒振动的频率更高。

他知道振动是由电荷的快速加减速引起的。如果麦克斯韦的理论是正确的，这些电荷将辐射电磁波，就像光一样，电磁波也会通过空气。

1886年11月，赫兹（Hertz）构造了如下所示的设备。

振荡器：两端是两个直径30厘米的空心锌球。

每个球都连接到铜线，铜线进入中间，中间有一个间隙，火花之间会跳动。

他在中央火花隙上施加了高压交流电，产生了火花。火花在铜线内引起剧烈的电流脉冲。这些脉冲在导线内回荡，以每秒约1亿的速度来回摆动。

正如麦克斯韦（Maxwell）所预料的那样，振荡的电荷产生电磁波-无线电波-通过导线周围的空气扩散。一些波到达1.5米外的铜线环，在其中产生电涌。这些浪涌导致火花跳过回路中的火花隙。

这次实验的胜利，使得赫兹探测到无线电波。他通过空气将电能从一台设备传递到一米多的另一台设备上，完全不需要连接线。

后来又经过三年实验，赫兹充分验证了麦克斯韦的理论。这表明从他的电振荡器发出的能量可以被反射，折射，产生干涉图样并产生像光一样的驻波。

赫兹的实验证明，无线电波和光波是同一家族的一部分，今天我们将其称为电磁频谱。

电磁频谱，赫兹发现了频谱中的无线电部分。

但是，奇怪的是，赫兹没有意识到他所产生的电磁波具有巨大的实际意义。

“我认为我发现的无线电波不会有任何实际应用。”

然而，事实上，赫兹的成果是我们许多现代通信技术的基础。广播，电视，卫星通信和手机都依赖它。甚至微波炉也使用电磁波：电磁波会穿透食物，从内部迅速加热食物。

我们探测无线电波的能力也改变了天文学学科。射电天文学使我们能够“看到”在光谱的可见部分看不到的特征。而且由于闪电会发出无线电波，所以我们甚至可以收听木星和土星上的雷暴。

这些都应归功于海因里希·鲁道夫·赫兹

光电效应

赫兹在证实了电磁波存在后，1887年，他又报告了一种现象——光电效应。该现象对发展量子理论及提出波粒二象性的设想起到了根本性的作用。

他将紫外线照在带电的金属上，观察到紫外线似乎会使金属失去电荷的速度比其他情况更快。

但是它当时在麦克斯韦（Maxwell）的项目中被搁置了。

直到爱因斯坦（Albert Einstein）重新思考光的理论。在1905年，爱因斯坦提出了光进入不同的能量包中的作用，即所谓的光子。

金属表面在光辐照作用下发射电子的效应，发射出来的电子叫做光电子。爱因斯坦正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位（即光子或光量子）所组成。

他对光电效应的解释是构建描述原子尺度事件的全新方法——量子物理学的关键驱动力之一。爱因斯坦因解释赫兹34年前发现的影响而被授予1921年诺贝尔物理学奖。

1922年，爱因斯坦因“对理论物理的贡献，特别是对光电效应定律的发现”获得1921年诺贝尔物理学奖。

光电效应，紫外线光子携带足够的能量，以从金属中发射电子。

但是这些后来发生的事，赫兹不会知道，因为他在35岁那年，偏头痛严重，医生开始以为他感染了病毒，他们进行了一系列手术，但赫兹的病继续恶化。

最终，这位难以想象真实存在的天才，于1894年1月1日在波恩去世，享年37岁，死于败血症。

他的老师——物理大牛亥姆霍兹得知丧讯后说：“神太嫉妒他了，所以将他带走”

END

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