高中物理《电磁波的发现》文本素材（新人教版选修3-4）.docVIP

赫兹发现电磁波生中的最后一堂课。第二年的元旦这天，便英年早逝了，年仅37 岁！ 赫兹的一生虽然短暂，但他发现电磁波的杰出贡献，却一直为后世传诵。1887 年，赫兹首先发现并验证了电磁波的存在。当时，年仅29 岁。赫兹的重大发现，不但为无线电通信创造了条件，并且从电磁波的传播规律，确定电磁波和光波一样，具有反射、折射和偏振等性质，验证了麦克斯韦关于光是一种电磁波的理论推测。19 世纪60 年代，麦克斯韦提出电磁场的理论，并从理论上推测到电磁波的存在，可惜他也是英年早逝，只活了48 岁，未能用实验来证明自己推测的正确性。当时，没有人能理解麦克斯韦的学说，因此，他的功绩生前并未得到重视，直到他死后近10 年，赫兹发现并证明了电磁波存在后，人们才意识到麦克斯韦理论的重要性。 如果把电磁理论的建立比做一座宏伟的大厦，那么，为这座大厦奠定了坚实地基的是法拉第；在坚实的地基上建成这座大厦的是麦克斯韦；为这座雄伟的大厦进行内部装修，使它能够最后被人们广泛使用的是赫兹。人们为了纪念这位年轻的科学家为人类做出的不朽功勋，用他的名字来命名物理学和数学的一些概念，如“赫兹波”、“赫兹矢量”、“赫兹函数”等，并采用“赫兹”作为频率的单位。 1857 年2 月22 日，亨利希·赫兹生于德国汉堡一个富裕的市民家庭里。他的父亲是个律师，后来当选为参议员。 赫兹小时候先在私立学校读书，后来才转进市立学校学习。1875 年毕业于约翰奈斯中学。赫兹在少年时代就显示了自己非凡的聪明才智，以及出众的实验才能。由于他超群的天资和刻苦钻研，在校时各门功课均名列前茅，不仅数学、自然科学、英语、法语等必修课，就加阿拉伯语等选修课成绩也很突出，以致他的老师建议他去学东方学。老师给他的毕业评语是：“这位中学毕业生具有敏锐的逻辑，可靠的记忆和叙述问题的灵巧。缺点是讲话有些单调。” 赫兹少年时期就非常喜爱动手做实验，开始进行一些简单的自然科学实验，特别喜欢做力学和光学实验。为了提高自己的动手功夫，他便利用课余时间去向一位细木工学习手艺，还去向车工师傅学习车工技术，练就了一双灵巧的手。星期天，赫兹从来不休息，他在学校里学习制图。有趣的是，后来当他的车工师傅得知赫兹当了物理学教授的消息时，曾带着惋惜的口吻赞叹道：“唉！真可惜！赫兹本该是一个多么出色的车工啊！” 中学毕业后，赫兹认为自己将来适合当一名建筑工程师。于是，1876 年春，赫兹考入了德累斯顿高等技术学校，学习工程学。这年秋天，赫兹应征入伍，在柏林铁道兵团服兵役一年。第二年秋天服役结束后，赫兹进入慕尼黑大学，继续学习工程学。在这里，他有机会聆听了著名物理学家菲力浦·冯·约里的物理课和数学课。菲力浦·冯·约里曾是诺贝尔物理学奖获得者普朗克的老师，他深入浅出的讲授，深深吸引着他的学生们，也挑动了赫兹的好奇心，使赫兹对物理学和自然科学产生了极大的兴趣。 赫兹征得父亲同意后，弃工从理，专门攻读物理学和数学，拜约里为师。在导师的指导下，赫兹认真刻苦地钻研法国著名数学家、物理学家、天文学家拉格朗日、拉普拉斯、泊松等人的经典著作和科学史，特别仔细地阅读了拉格朗日的《分析力学》、《解析函数论》；拉普拉斯的《概率论的解析理论》；以及泊松的《热的数学理论》等数学专著，为自己今后的科学发现奠定了坚实的理论基础。 当时，著名的数学家和物理学家亥姆霍兹和基尔霍夫都在柏林大学授课，为了能够听到这两位著名教授的课，赫兹申请转入柏林大学学习。从此，成为亥姆霍兹和基尔霍夫的得意门生。亥姆霍兹是能量守恒和转换定律的奠基人之一，他以科学家特有的敏锐眼光很快就发现了这位年轻好学的大学生的卓绝才能，并决定从各方面培养赫兹。亥姆霍兹说：“还在他进行基本的实际操作时，我就感到自己有责任培养这位天赋非凡的学生。”在导师的指引和帮助下，加上赫兹本身的顽强拼搏，努力探索，终于也成长为一名著名的物理学家，最早发现了电磁波。因此，赫兹终生都对自己的导师怀着深切的感激之情。 1879 年暑假前，亥姆霍兹为柏林大学哲学系学生出了一道物理竞赛题，这个题目要求用实验来证明：沿导线运动的电荷是否具有惯性。赫兹兴致勃勃地参加了比赛，取得了最好的成绩。柏林大学校长爱德华·策勒尔亲自授予赫兹一枚金质奖章，这是赫兹一生中获得的第一枚奖章。 1880 年3 月15 日，赫兹在亥姆霍兹指导下，以《旋转球体中的感应》的论文，取得了优异成绩，获得了博士学位，留在亥姆霍兹研究所，给亥姆霍兹当了两年半助手。在这期间，赫兹潜心钻研了有关热力学、弹性理论、固体和蒸发等理论问题，并进行了大量实验，发表了近20 篇论文。同时，他还帮助亥姆霍兹指导实习生。 1882 年，赫兹开始研究稀薄气体中的光现象。为了使实验更加精确，赫兹亲手制作了许多实验仪器，如电功计、湿度表等，花费了大量时间，他后来写道：“我几小时几小时地做的工作是