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海因里希·赫兹(德語:Heinrich Hertz,1857年2月22日-1894年1月1日),德国物理学家,于1887年首先用实验证实了电磁波的存在,并于1888年发表了论文。他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。

海因里希·赫兹
Heinrich Hertz
Heinrich Rudolf Hertz.jpg
我不認為我發現了的那些無線電磁波可以有任何實際的應用。
出生 1857年2月22日
Flag of Hamburg.svg 漢堡自由市
逝世 1894年1月1日
德意志帝国 德國普魯士萊因省波昂
居住地  德意志帝国
公民权  德意志帝国
科学生涯
研究领域 物理学

生平与科学贡献编辑

早年生活编辑

赫兹出生在德国汉堡一个改信基督教犹太家庭。父亲是一位律師和參議員,母亲是一位医生的女儿。 他有三個弟弟和一個妹妹[1]

在他去柏林洪堡大学就读之前就已经展现出良好的科学和语言天赋,喜欢学习阿拉伯语梵文。他曾经在德国德累斯顿慕尼黑柏林等地学习科学和工程学。他是柏林洪堡大学著名教授古斯塔夫·基尔霍夫赫尔曼·冯·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。1885年他获得卡尔斯鲁厄大学正教授资格,并在那里发现电磁波。

 
赫兹簽名手迹

随着阿尔伯特·迈克耳孙在1881年进行的实验和1887年的迈克耳孙-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,他证明电信号如同麦克斯韦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)。

氣象學编辑

1878年夏天,由於赫茲在慕尼黑工業大學所跟隨的指導教授Wilhelm von Bezold是氣象學家,他開始對氣象學抱持著濃厚興趣。但是,除了在柏林當Helmholtz的助手時寫的幾篇論文之外,他對氣象學沒有什麼貢獻。論文題目有:對於液體蒸發的研究、新型溼度計的開發、使用圖形方式判定隔熱的濕潤大氣變化之特性等等[2]

接觸力學编辑

 
1887年实验理论及结果

1886年至1889年間,赫茲發表了兩篇往後被稱作接觸力學領域的論文。赫茲雖以電動力學的貢獻聞名,但多數研究接觸之根本性質的論文皆引用此兩篇文章裡的重要概念。約瑟夫·布西内斯克英语Joseph Valentin Boussinesq發表了於赫茲作品中的決定性重大發現,更確立了他的成果在接觸力學屹立不搖的重要性。赫茲基本上概述了當兩個線對稱的物體接觸並負重時會如何表現,並從古典彈性理論和連續力學得到了結論。他的理論中有個重大的疏漏便是忽略了兩個固體之間的附著力,而後來的科學家證明了當固體具有高彈性時,這個因素是很重要的。不過忽視是必然的,因為當時根本沒有檢驗附著力的技術。

為了發展他的理論,赫茲以對橢圓形牛頓環的觀察為基礎,進行了將玻璃球體放在鏡片上面的接觸實驗,並假設球體的壓力會是橢圓形分布。當他以計算自球體移動至鏡片之壓力的實驗來驗證理論時,再次使用了牛頓環的型態。K. L. Johnson、K. Kendall與A. D. Roberts (JKR)在他們的著名論文「表面能和彈性物體之接觸」(The Proceedings of the Royal Society, 1971)使用了此理論為基礎,來計算附著表面上理論上的位移壓力或壓痕深度(A324, 1558, 301-313)。他們的方程式假設物質附著力為零,補充了赫茲的理論。爾後, B. V. Derjaguin、 V. M. Muller與Y. P. Toporov(DMT)也在1975年發表了另一個相近的理論,同樣以附著力為零的假設替赫茲的方程式做了補充。然而DMT的理論被認為不成熟,和JKR的理論相比,需要更多校正方能成為一個物質接觸理論。前述兩者構築了接觸力學的基礎,成為所有過渡期接觸模型的基石,並且被運用在奈米壓痕和原子力顯微鏡的物質參數預測上。在當年,赫茲的研究作為講師的意義,遠大於他在電磁學的成就。但他以自身獨有的清醒認為微不足道的這一章,卻流傳下來並深刻地影響著奈米科技世代。

逝世编辑

1892年,赫茲被診斷出感染韋格納肉芽腫,發病時會有劇烈頭痛,他曾嘗試去治療這種疾病。1894年,赫兹因为败血症在德國波恩離世,享年36歲,他死後被安葬在Ohlsdorf漢堡的猶太墓地。

赫茲死後留下了妻子伊麗莎白·赫茲(原名:伊麗莎白·道歐)和兩名女兒喬安娜和瑪蒂爾德。妻子在他死後並沒有改嫁。1930年代,希特勒崛起,他的妻子和两名女兒也從德國搬到英國。1960年,查爾斯薩·斯坎德拜訪了瑪蒂爾德·赫茲,詢問有關她父親的事,並在不久之後出版了一本有關海因里希·赫茲的書[3]。根據查爾斯薩的書指出,赫茲的兩名女兒都沒有結婚,因此他沒有任何後裔。

遺產和榮譽编辑

 
以赫兹肖像印制的德国邮票

他的侄子古斯塔夫·路德維希·赫茲曾獲得諾貝爾物理學獎,而古斯塔夫的兒子卡爾·赫茲英语Carl Hellmuth Hertz則創立了超声影像医学(例如常见的B超)。國際單位制使用海因里希的名字制定「單位赫茲」是因為他的榮譽,這項榮譽是他於1930年在國際電工委員會做的測量「頻率」,某活動每秒發生的次數。這項榮譽於1964年通過CGPM(國際度量衡)的認定。

月球東邊的坑洞,用赫茲的名字來命名。俄羅斯的諾夫哥羅德的無線電產品,也用他的名字命名。在德国汉堡的无线电发射塔被命名为海因里希赫茲塔英语Heinrich-Hertz-Turm。「海因里希–赫茲」無線電電信通訊,也是以這城市最著名的人物來命名。

除了這些榮譽之外,赫茲還得到了一項殊榮,他曾得到日本授與的「瑞寶章」(日本於1888年開始制定的勳章,在公共事務有功勞者,長年從事公務者,功績受到推舉者為授與對象),瑞寶章也有分很多的贈與項目,其中一項就是科學家。

另外世界不少國家都曾以他的肖像製作郵票。第二次世界大戰後,他的祖國——德國,也推出了他的肖像郵票。

2012年2月22日,Google推出動態Doodle紀念赫兹155周年诞辰。

参考资料及来源编辑

  1. Koertge, Noretta. (2007). Dictionary of Scientific Biography, Vol. 6, p. 340.
  2. Mulligan, J. F., and H. G. Hertz, "On the energy balance of the Earth," American Journal of Physics, Vol. 65, pp. 36-45.
  3. Susskind, Charles. (1995).Heinrich Hertz :a Short Life. San Francisco: San Francisco Press. ISBN 0-911-30274-3; ISBN 978-0-911-30274-5

参考文献编辑

相关文献编辑

参见编辑

外部链接编辑