德国物理学家赫兹生平简介 赫兹的贡献成就有哪些？
德国物理学家赫兹生平简介 赫兹的贡献成就有哪些？
德国物理学家赫兹生平简介：赫兹的经历是怎样的？赫兹的贡献成就有哪些？本文这就为你介绍：
德国物理学家赫兹生平简介
海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz，1857年2月22日－1894年1月1日），德国物理学家，于1888年首先证实了电磁波的存在。并对电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。
赫兹的经历
一、天才出世
1857年（丁巳年）2月22日赫兹出生在德国汉堡一个改信基督教的犹太家庭。父亲是汉堡城的一名顾问，母亲是一位医生的女儿。
二、求学经历
在他去柏林大学就读之前就已经展现出良好的科学和语言天赋，喜欢学习阿拉伯语和梵文。
他曾经在德国德累斯顿、慕尼黑和柏林等地学习科学和工程学。他是古斯塔夫·基尔霍夫和赫尔曼·范·亥姆霍兹的学生。1880年赫兹获得博士学位，但继续跟随亥姆霍兹学习，直到1883年他收到来自基尔大学出任理论物理学讲师的邀请。
三、婚姻生活
一八八五年三月，赫兹转到德国西南部边境的卡尔斯鲁尔(Karlsruhe)技术学院，担任物理系教授。又开始装配他的电学实验室，并且在上课时示范电学实验。
他说：“我不相信一个人只由理论，就可以知道实际。”
小学校的实验经费少得可怜，他却一点一滴造出一间精密的电磁实验室。系上教三角学的多尔(MaxDoll)教授很欣赏他，知道这个年轻人身上有一种不与人比较的风骨；他请赫兹来家里坐坐，把女儿伊利沙白(ElisabethDoll)介绍给他。
伊利沙白后来写下：“赫兹在星光下有一种近乎骄傲的自信。他自认是全世界唯一了解星光是什么的人，在他看来满天的星光是不同的光体，规律地发出不同频率的电磁波来到地上…… 在他的说明中，星夜不只是美丽的，而且是规则准确的。”
赫兹的自信没有错，十九世纪全世界最懂电磁波实验的有两人，一位是法拉第(Michael Faraday)，另一位就是赫兹。
伊利沙白不懂电磁波，但是她知道这位寻求科学之真的男士，心里也是一片真诚与率直。他们认识不到四个月就结婚，当时赫兹二十九岁。
赫兹找到爱情的归宿，并展开他一生最着名的研究。因为这一实验研究的成功，后来纽约物理系教授薛默士(Morris H．Shamos)回顾历史上物理学家，由伽利略到爱因斯坦，他认为最伟大的物理实验家就是赫兹。赫兹以实验证明人类千古的谜团--光的本质是电磁波。
赫兹是怎么死的？
1894年37岁的赫兹因为败血症在波恩英年早逝。他的侄子古斯塔夫·路德维格·赫兹是诺贝尔奖获得者，古斯塔夫的儿子卡尔·海尔莫斯·赫兹创立了超声影像医学。
在1892年，赫兹被诊断出感染了韦格纳肉芽肿(发病时会经历剧烈的头痛)，而他试着去治疗这种疾病。 在1894年，赫兹在德国波恩不幸离世，享年36岁，他死后被埋在Ohlsdorf汉堡的犹太墓地。
赫兹死后留下了他的妻子伊丽莎白‧赫兹（原名：伊丽莎白‧道欧）和两名女儿乔安娜和玛蒂尔德。 而他的妻子在他死后并没有改嫁。
1930那年代，希特勒崛起，他的妻子和两名女儿也从德国搬到英国。 1960年，查尔斯萨‧斯坎德拜访了玛蒂尔德‧赫兹，询问有关她父亲的事，并在不久之后出版了一本有关海因里希‧赫兹的书。根据查尔斯萨的书指出，赫兹的两名女儿都没有结婚，因此他没有任何后裔。
赫兹的贡献成就
一、赫兹实验
赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对他寄以更大期望时，他却于1894年元旦因血中毒逝世，年仅36岁。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。
赫兹也是国际单位制中频率的单位，它是每秒中的周期性变动重复次数的计量。赫兹的名字来自于德国物理学家海因里希·鲁道夫·赫兹。其符号是Hz。电（电压或电流），有直流和交流之分。
在通信应用中，用作信号传输的一般都是交流电。呈正弦变化的交流电信号，随着时间的变化，其幅度时正、时负，以一定的能量和速度向前传播。
通常，我们把上述正弦波幅度在1秒钟内的重复变化次数称为信号的“频率”，用f表示；而把信号波形变化一次所需的时间称作“周期”，用T表示，以秒为单位。
波行进一个周期所经过的距离称为“波长”，用λ表示，以米为单位。f、T和λ存在如下关系： f=1/T ，v=λ.f ，其中，v是电磁波的传播速度，等于3x10^8米/秒。频率的单位是赫兹，简称赫，以符号Hz表示。
赫兹（H·Hertz）是德国著名的物理学家，1887年，是他通过实验证实了电磁波的存在。后人为了纪念他，把“赫兹”定为频率的单位。常用的频率单位还有千赫（KHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）等。
在载带信息的电信号中，有时会包含多种频率成分；将所有这些成分在频率轴上的位置标示出来，并表示出每种成分在功率或电压上的大小，这就是信号的“频谱”。它所占据的频率范围就叫做信号的频带范围。
二、波动方程
海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz）在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。他证明了无线电辐射具有波的所有特性，并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达，通常称为波动方程。
1887年11月5日，赫兹在寄给亥姆霍兹一篇题为《论在绝缘体中电过程引起的感应现象》的论文中，总结了这个重要发现。
接着，赫兹还通过实验确认了电磁波是横波，具有与光类似的特性，如反射、折射、衍射等，并且实验了两列电磁波的干涉，同时证实了在直线传播时，电磁波的传播速度与光速相同，从而全面验证了麦克斯韦的电磁理论的正确性。
并且进一步完善了麦克斯韦方程组，使它更加优美、对称，得出了麦克斯韦方程组的现代形式。
此外，赫兹又做了一系列实验。他研究了紫外光对火花放电的影响，发现了光电效应，即在光的照射下物体会释放出电子的现象。这一发现，后来成了爱因斯坦建立光量子理论的基础。
1888年1月，赫兹将这些成果总结在《论动电效应的传播速度》一文中。赫兹实验公布后，轰动了全世界的科学界。由法拉第开创，麦克斯韦总结的电磁理论，至此才取得决定性的胜利。
1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义，它不仅证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。
随着迈克尔逊在1881年进行的实验和1887年的迈克尔逊-莫雷实验推翻了光以太的存在，赫兹改写了麦克斯韦方程组，将新的发现纳入其中。
通过实验，他证明电信号象詹姆士·麦克斯韦和迈克尔·法拉第预言的那样可以穿越空气，这一理论是发明无线电的基础。
他注意到带电物体当被紫外光照射时会很快失去它的电荷，发现了光电效应，后来由阿尔伯特·爱因斯坦给予解释。
三、光电效应
1、赫兹证明电磁波存在的实验
赫兹是亥姆霍兹的学生，在老师的影响和要求下，他深入研究了电磁理论。1879年，德国柏林科学院悬奖征解，向当时科学界征求对麦克斯韦电磁理论进行实验验证，促使年轻的赫兹萌发了进行电磁波实验的雄心壮志。
赫兹的实验装置一部分如。AA′是两块40厘米见方的铜板，焊上直径0.5厘米，长70厘米的铜棒，头上各接一小铜球，相对放置，球中间留有空隙约0.75厘米。
铜球表面仔细磨光，两棒分别接到感应圈的两端，当通电时，两棒之间产生放电，形成振荡。 再取2毫米粗的铜棒做成圆环，半径为35厘米，如中的B。
圆环的空隙f，宽度可用精密螺旋调节，从零点几毫米调到几毫米。当放在适当位置时，f间隙会跟随AA′产生火花放电，火花可长达6-7毫米。
B环可围绕平行于AA′面的法线mn旋转，旋转到不同位置，f放电的火花长度不一样。当f处于a或a′时，完全没有火花；转动些许角度，开始会产生火花；转至b或b′时，火花最大。
2、赫兹测出电磁波速度
赫兹最有说服力的实验是直接测出电磁波的传播速度。他用的装置如下：导体AA′（赫兹称之为原导体）在感应圈的激励下产生电磁波。AA′平面与地板垂直，在图中赫兹标了一条基线rs，下面是距离标记从离AA′中心点45厘米处计程。
实验在一间15×14米的大教室进行，在基线的12米内无任何家具。整个房间遮黑，以便观察放电火花。次回路就是那个半径为35厘米的圆环C或边长60厘米的方形导线框B。
根据麦克斯韦理论，已经知道这个速度大概是每秒3万公里，要直接测这样的速度是十分困难的。赫兹想起了20年前他的老师昆特(Kundt)用驻波测声速的方法，巧妙地设计了一个方案。
他在教室的墙壁上贴了一张4米高，2米宽的锌箔，并将锌箔与墙上所有的煤气管道、水管等联接，使电磁波在墙壁遭遇反射。前进波和反射波叠加的结果就会组成驻波。
根据波动理论，驻波的节距等于半波长，测出节点的位置就可以知道波长。 赫兹沿基线rs移动探测线圈，果然在不同的位置上火花隙的长度不一样。有的地方最强，这是波腹；有的地方最弱，甚至没有火花，这是波节。
根据电容器的振荡理论赫兹算得电磁振荡的周期。从光速就是电磁波的速度的假设和测得的波长也可算出周期，两者相差大约10%，赫兹证实了电磁波的速度就是光速。
3、观察到电磁波有聚焦、直进、反射、折射和偏振现象
为了进一步考察电磁波的性质，赫兹又设计了一系列实验，其中有聚焦、直进性、反射、折射和偏振。他用2米长的锌板弯成抛物柱面形，柱面的焦距大约为12.5厘米。
他把发射振子和接收振子分别安在两块柱面的焦线上，调整感应圈使发射振子产生电火花。当两柱面正好面对时，接收振子也会发出火花；位置离开就不产生效果，由此证明电磁波和光波一样也有聚焦和直进性的性质。
赫兹还用1.5米高重500千克的大块沥青做成三棱镜，让电磁波通过，和光一样电磁波也发生折射。他测得最小偏向角为22°，三棱镜的顶角是30°，由此算出沥青对电磁波的折射率是1.69。他还用"金属栅"显示了电磁波的偏振性。
在1888年12月13日向柏林科学院作了题为《论电辐射》的报告，他以充分的实验证据全面证实了电磁波和光波的同一性。他写道："我认为这些实验有力地铲除了对光、辐射热和电磁波动之间的同一性的任何怀疑"。
