赫茲的故事,52赫茲的鯨的世界上最孤獨的鯨

時間 2022-03-30 17:30:11

1樓:千書僅剩

德國物理學家h·赫茲(1857~2023年),雖然只活了短短37年,卻作出了兩大發現:一是在實驗上證實了麥克斯韋預言的電磁波;二是發現了光電效應。

19世紀70年代,當赫茲開始科學活動時,人們對電磁現象的認識,還處於莫衷一是的狀態。麥克斯韋的電磁理論剛剛提出,由於這個理論用到了比較高深和新穎的數學工具,並且由於牛頓力學的概念已經深入人心,以及巨集觀力學現象的直觀性,它並沒有被普遍接受,許多物理學家仍然侷限在機械論的框框內,企圖依照力學理論的框架來建立電磁理論。麥克斯韋理論的關鍵是位移電流和電磁波。

理論上預言了電磁波的存在,又提出光是電磁波的一種。電磁波應該有很寬的頻率範圍,光波的頻率範圍只佔其中的一小段。要證明麥克斯韋理論的正確,就必須用實驗證明別的頻率的電磁波的存在,它也以光速傳播,並且也和光波一樣,具有反射、折射、衍射、干涉、偏振等性質。

因此,2023年,柏林普魯士科學院懸賞徵求對電磁波的實驗驗證。

赫茲是亥姆霍茲的學生,亥姆霍茲很賞識他,師生間一生都保持著親密的友誼。亥姆霍茲把當時的電磁學領域稱?quot;無路的荒原",為自己定下了對這個領域進行全面研究的任務,企圖理清這種混亂狀態;事實上,柏林科學院的懸賞徵答題就是亥姆霍茲擬訂的。

受其影響,赫茲深入研究了電磁理論。他決心進行科學院懸賞徵答的實驗。不過由於其它工作,這件事一擱就是幾年。

赫茲確證電磁波存在的實驗是在1887~2023年完成的。他所用的電磁波發生器和檢測器。左邊是發生器,由兩個距離很近的小銅球各自通過長30 cm的銅棒與乙個大銅球連線而成。

兩個大銅球相當於電容器的兩塊極板,它們之間有電容,銅棒有電感。把感應圈的輸出接到兩個小銅球上,對電容充電。到一定電壓時,兩個小銅球之間產生火花短路,發生器就成為乙個lc迴路,電容上的電荷通過火花放電,產生頻率很高(因為迴路的電感、電容很小)的振盪。

由於電容器的形狀,電場瀰漫在整個空間,產生向外傳播的電磁波。右邊是檢測器,由一根銅線彎成圓形(赫茲採用的半徑是35 cm),兩端焊接兩個銅球而成,二球之間的距離可以調節。它也是乙個振盪迴路,兩球間的電容就是迴路的電容,迴路的固有頻率由其電感和電容決定。

為了檢測時效果顯著,把檢測器調到與發生器諧振。這樣,當電磁波到達時,檢測器的圓形銅線上感生出電動勢,迴路內產生強迫振盪,由於諧振,檢測器內迴路產生強烈的振盪,這時,火花隙中會出現火花,就可檢驗電磁波的存在。 赫茲還通過把檢測器移到不同的位置,測出電磁波的波長為66 cm,這是光波波長的106倍。

根據波長和計算出的振盪頻率,可算出波速等於光速。

後來赫茲還實現了波的反射,驗證了反射定律;並使原始波與反射波疊加產生了駐波,從而確證發生了干涉。赫茲還讓電磁波通過瀝青稜柱發生折射;通過帶孔的遮蔽觀察到衍射;通過平行的導線柵網產生偏振;還用柱面金屬屏使電磁波聚焦。這些實驗結果表明電磁波的性質與光波相同。

這樣,赫茲就從實驗上證明了麥克斯韋理論的正確,電磁理論開始被眾多科學家所接受。到19世紀末,麥克斯韋理論在電磁學中已佔統治地位。

赫茲在電磁波實驗中還順便發現了光電效應。2023年,他發現當檢測器振子的兩極受到發射振子的火花光線照射時,檢測器的火花會有所加強。進一步的研究表明這是由於紫外線的照射,紫外線會從負電極上打出帶負電的粒子。

他將此事寫成**發表,但沒有進一步研究。

2023年,赫茲死於牙病引起的血毒症,去世時還不到37歲。為了紀念赫茲,他的名字被用作頻率單位的名稱。

赫茲不但是乙個優秀的實驗物理學家,而且有很好的理論素養。他於2023年在電磁理論中引進了向量勢a,並且於2023年把麥克斯韋方程組從其原來的形式(共8個方程,其中6個向量方程)改寫為簡化的對稱形式,只包括四個向量方程,沿用至今。他的體系嚴整明快,加速了麥克斯韋理論的流傳。

他還寫了一本《力學原理(用新形式表述)》,在他身後出版,這本書不僅對前人的成果進行了再表述,還包括了他自己的某些新思想。

雖然赫茲青年時代學過工程,做電磁波實驗時又是在工科大學任教授,但他追求的是對自然基本法則的理解,對電磁波的實際應用並不關心。發現電磁波後,他轉而深入研究麥克斯韋理論和力學基本原理。加以他英年早逝,因此赫茲本人並沒有考慮過用電磁波傳遞資訊的可能性。

但是,缺口已經開啟,條件已經成熟,赫茲已經替馬可尼、波波夫等搭好了舞台,無線電的發明乃是歷史的必然。許多人投身於電磁波應用的研究,在赫茲去世後一兩年內就拿出了具體成果,並且一發而不可收,無線電電子學在整個20世紀內高速發展,造就了今天的資訊時代。

2樓:匿名使用者

赫茲,德國物理學家,生於漢堡。早在少年時代就被光學和力學實驗所吸引。十九歲入德勒斯登工學院學工程,由於對自然科學的愛好,次年轉入柏林大學,在物理學教授亥姆霍茲指導下學習。

2023年任卡爾魯厄大學物理學教授。2023年,接替克勞修斯擔任波恩大學物理學教授,直到逝世。

赫茲對人類最偉大的貢獻是用實驗證實了電磁波的存在。

赫茲在柏林大學隨赫爾姆霍茲學物理時,受赫爾姆霍茲之鼓勵研究麥克斯韋電磁理論,當時德國物理界深信韋伯的電力與磁力可瞬時傳送的理論。因此赫茲就決定以實驗來證實韋伯與麥克斯韋理論誰的正確。依照麥克斯韋理論,電擾動能輻射電磁波。

赫茲根據電容器經由電火花隙會產生振盪原理,設計了一套電磁波發生器,赫茲將一感應線圈的兩端接於產生器二銅棒上。當感應線圈的電流突然中斷時,其感應高電壓使電火花隙之間產生火花。瞬間後,電荷便經由電火花隙在鋅板間振盪,頻率高達數百萬周。

由麥克斯韋理論,此火花應產生電磁波,於是赫茲設計了一簡單的檢波器來探測此電磁波。他將一小段導線彎成圓形,線的兩端點間留有小電火花隙。因電磁波應在此小線圈上產生感應電壓,而使電火花隙產生火花。

所以他坐在一暗室內,檢波器距振盪器10公尺遠,結果他發現檢波器的電火花隙間確有小火花產生。赫茲在暗室遠端的牆壁上覆有可反射電波的鋅板,入射波與反射波重迭應產生駐波,他也以檢波器在距振盪器不同距離處偵測加以證實。赫茲先求出振盪器的頻率,又以檢波器量得駐波的波長,二者乘積即電磁波的傳播速度。

正如麥克斯韋**的一樣。電磁波傳播的速度等於光速。2023年,赫茲的實驗成功了,而麥克斯韋理論也因此獲得了無上的光彩。

赫茲在實驗時曾指出,電磁波可以被反射、折射和如同可見光、熱波一樣的被偏振。由他的振盪器所發出的電磁波是平面偏振波,其電場平行於振盪器的導線,而磁場垂直於電場,且兩者均垂直傳播方向。2023年在一次著名的演說中,赫茲明確的指出,光是一種電磁現象。

第一次以電磁波傳遞訊息是2023年義大利的馬可尼開始的。2023年,馬可尼又成功的將訊號送到大西洋彼岸的美國。20世紀無線電通訊更有了異常驚人的發展。

赫茲實驗不僅證實麥克斯韋的電磁理論,更為無線電、電視和雷達的發展找到了途徑。

2023年11月5日,赫茲在寄給亥姆霍茲一篇題為《論在絕緣體中電過程引起的感應現象》的**中,總結了這個重要發現。接著,赫茲還通過實驗確認了電磁波是橫波,具有與光類似的特性,如反射、折射、衍射等,並且實驗了兩列電磁波的干涉,同時證實了在直線傳播時,電磁波的傳播速度與光速相同,從而全面驗證了麥克斯韋的電磁理論的正確性。並且進一步完善了麥克斯韋方程組,使它更加優美、對稱,得出了麥克斯韋方程組的現代形式。

此外,赫茲又做了一系列實驗。他研究了紫外光對火花放電的影響,發現了光電效應,即在光的照射下物體會釋放出電子的現象。這一發現,後來成了愛因斯坦建立光量子理論的基礎。

2023年1月,赫茲將這些成果總結在《論動電效應的傳播速度》一文中。赫茲實驗公布後,轟動了全世界的科學界。由法拉第開創,麥克斯韋總結的電磁理論,至此才取得決定性的勝利。

2023年,成了近代科學史上的一座里程碑。赫茲的發現具有劃時代的意義,它不僅證實了麥克斯韋發現的真理,更重要的是開創了無線電電子技術的新紀元。

赫茲對人類文明作出了很大貢獻,正當人們對他寄以更大期望時,他卻於2023年元旦因血中毒逝世,年僅36歲。為了紀念他的功績,人們用他的名字來命名各種波動頻率的單位,簡稱「赫」。

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6樓:匿名使用者

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這也是一部真實故事改編的中南海保鏢和娛樂圈女明星的真愛自傳式**。本書在2023年獲得美國聖地牙哥國際電影節的最佳劇本金獎,作者孫思怡也是僅此一位獲得該獎項的華人,《52 赫茲》想要告訴世人的是:真正的勇氣不是壓倒一切,而是不被一切壓倒!

據悉,《52 赫茲》電影將由好萊塢和國內頂尖製作團隊聯合製作、全球同步上映發行,主題曲也將由韓磊親自操刀!

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