世界各地的物理学学生都熟悉德国物理学家海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）的工作，他证明了电磁波确实存在。他在电动力学方面的工作为光（也称为电磁波）的许多现代用途铺平了道路。物理学家使用的频率单位被命名为赫兹以纪念他。

快速海因里希赫兹

• 全名：海因里希·鲁道夫·赫兹
• 最著名的是：证明电磁波的存在，赫兹最小曲率原理和光电效应。
• 出生日期：1857年2月22日，德国汉堡
• 逝世于1894年1月1日，德国波恩，享年36岁
• 父母：古斯塔夫·费迪南德·赫兹和安娜·伊丽莎白·菲弗科恩
• 配偶：伊丽莎白·多尔，1886年结婚
• 孩子：乔安娜和玛蒂尔德
• 教育背景：物理与机械工程，曾任各研究所物理学教授。
• 重要贡献：证明了电磁波在空气中传播的距离不同，并总结了不同材料的物体在接触时如何相互影响。

早期生活和教育

海因里希·赫兹1857年出生于德国汉堡。他的父母是古斯塔夫·费迪南德·赫兹（律师）和安娜·伊丽莎白·菲弗科恩。虽然他的父亲出生是犹太人，但他皈依了基督教，孩子们是作为基督徒长大的。这并没有阻止纳粹在赫兹死后因为犹太血统的“污点”而羞辱他，但他的名声在二战后得以恢复。

年轻的赫兹在汉堡的乔汉南大学接受教育，在那里他对科学科目表现出浓厚的兴趣。他在古斯塔夫·基尔霍夫（Gustav Kirchhoff）和赫尔曼·赫尔姆霍兹（Hermann Helmholtz）等科学家的指导下继续在法兰克福学习工程学。基尔霍夫专门研究辐射、光谱学和电路理论。亥姆霍兹是一位物理学家，他发展了有关视觉、声音和光的感知以及电动力学和热力学领域的理论。因此，年轻的赫兹对一些相同的理论产生了兴趣，并最终在接触力学和电磁学领域完成了毕生的工作，这也就不足为奇了。

生命的工作和发现

获得博士学位后。1880年，赫兹担任了一系列教授，教授物理和理论力学。他于1886年与伊丽莎白·多尔结婚，并育有两个女儿。

赫兹的博士论文专注于詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的电磁学理论。麦克斯韦从事数学物理工作，直到1879年去世，他建立了现在所知的麦克斯韦方程组。它们通过数学描述电和磁的功能。他还预测了电磁波的存在。

赫兹的工作集中在这一证明上，他花了几年时间才完成。他建造了一个简单的偶极子天线，天线元件之间有一个火花隙，他设法用它产生无线电波。1879年至1889年间，他做了一系列实验，利用电场和磁场产生可以测量的波。他确定了波的速度与光速相同，并研究了他产生的场的特征，测量了它们的大小、偏振和反射。最终，他的工作表明，他测量的光和其他波都是电磁辐射的一种形式，可以用麦克斯韦方程组来定义。他通过他的工作证明了电磁波可以而且确实在空气中传播。

此外，赫兹专注于一个称为光电效应的概念，当一个带电物体暴露在光下（在他的例子中是紫外线辐射）时，它会很快失去电荷。他观察并描述了这种效应，但从未解释它发生的原因。这是留给阿尔伯特·爱因斯坦的，他发表了自己关于这种效应的研究。他认为光（电磁辐射）是由电磁波携带的能量组成的一种称为量子的小包。赫兹的研究和爱因斯坦后来的工作最终成为一个称为量子力学的重要物理学分支的基础。赫兹和他的学生菲利普·莱纳德还研究了阴极射线，阴极射线是在真空管内由电极产生的。

赫兹错过了什么

有趣的是，海因里希·赫兹认为他的电磁辐射实验，特别是无线电波实验，没有任何实用价值。他的注意力完全集中在理论实验上。因此，他证明了电磁波是通过空气（和空间）传播的。他的工作使其他人对无线电波和电磁传播的其他方面进行了更深入的实验。最终，他们偶然发现了利用无线电波发送信号和信息的概念，其他发明家利用无线电波创造了电报、无线电广播，并最终创造了电视。然而，如果没有赫兹的工作，今天的广播、电视、卫星广播和蜂窝技术的使用将不复存在。射电天文学也不会，因为它严重依赖于他的工作。

其他科学兴趣

赫兹的科学成就不仅限于电磁学。他还对接触力学做了大量研究，这是一门研究相互接触的固体物体的学科。这一研究领域的重大问题与物体相互产生的应力有关，以及摩擦在物体表面之间的相互作用中所起的作用。这是机械工程的一个重要研究领域。接触力学影响内燃机、垫圈、金属制品等对象的设计和构造，以及相互之间存在电接触的对象。

赫兹在接触力学方面的工作始于1882年，当时他发表了一篇题为“弹性固体的接触”的论文，在这篇论文中，他实际上研究了叠层透镜的特性。他想了解它们的光学特性会受到怎样的影响。“赫兹应力”的概念是以他的名字命名的，它描述了物体相互接触时所承受的精确应力，特别是在弯曲物体中。

晚年

海因里希·赫兹一直致力于他的研究和演讲，直到1894年1月1日去世。在他去世前几年，他的健康状况开始恶化，有证据表明他得了癌症。他的最后几年从事教学、进一步研究和几次手术。他的最后一本书《机械原理》（The Principien der Mechanik）在他去世前几周被送到印刷厂。

荣誉

赫兹的荣誉不仅在于他在波长的基本周期上使用了自己的名字，而且他的名字出现在纪念章和月球上的一个陨石坑上。1928年成立了一个名为海因里希·赫兹振荡研究所（Heinrich Hertz institute for振荡研究所）的研究所，今天称为弗劳恩霍夫电信研究所（Fraunhofer institute for Telecommunications），海因里希·赫兹研究所（Heinrich Hertz institute，HHI）。这一科学传统在他的家庭成员中得以延续，其中包括他的女儿玛蒂尔德，她后来成为了著名的生物学家。他的侄子古斯塔夫·路德维希·赫兹（Gustav Ludwig Hertz）获得了诺贝尔奖，其他家庭成员在医学和物理学方面做出了重大的科学贡献。

参考文献

• “海因里希·赫兹与电磁辐射”，《AAAS——世界上最大的普通科学学会》，www.AAAS.org/Heinrich-Hertz-and-emelectronic-Radiation。www.aaas.org/heinrich-hertz-and-emelectronic-radiation。
• 分子表达显微镜引物：专业显微镜技术-荧光数字图像库-正常非洲绿猴肾上皮细胞（Vero），micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/hertz.html。
• http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html“海因里希·鲁道夫·赫兹”，《卡丹传记》，www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html。