海因里希·赫兹

**海因里希・魯道夫・赫茲**（德語：**Heinrich Rudolf Hertz**，1857 年 2 月 22 日 —1894 年 1 月 1 日），德國物理學家，於 1887 年首先用實驗證實了電磁波的存在，並於 1888 年發表了論文。他對電磁學有很大的貢獻，故頻率的國際單位制單位赫茲以他的名字命名。

## 生平與科學貢獻

### 早年生活

赫茲出生在德國漢堡內一個改信基督教的猶太家庭。父親是一位律師和參議員，母親是一位醫生的女兒。 他有三個弟弟和一個妹妹。

在他去柏林洪堡大學就讀之前就已經展現出良好的科學和語言天賦，喜歡學習阿拉伯語和梵文。他曾經在德國德勒斯登、慕尼黑和柏林等地學習科學和工程學。他是柏林洪堡大學著名教授古斯塔夫・克希荷夫和赫爾曼・馮・亥姆霍茲的學生。1880 年赫茲獲得博士學位，但繼續跟隨亥姆霍茲學習，直到 1883 年他收到來自基爾大學出任理論物理學講師的邀請。1885 年他獲得卡爾斯魯爾大學正教授資格，並在那裡發現電磁波。

隨著阿爾伯特・邁克生在 1881 年進行的實驗和 1887 年的邁克生 - 莫雷實驗推翻了乙太的存在，赫茲改寫了馬克士威方程組，將新的發現納入其中。通過實驗，他證明電信號如同馬克士威和法拉第預言的那樣可以穿越空氣，這一理論是發明無線電的基礎。他注意到帶電物體當被紫外光線照射時會很快失去它的電荷，發現了光電效應（後來由阿爾伯特・愛因斯坦給予解釋）。

### 氣象學

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。

### 接觸力學

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・布西內斯克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

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，赫茲因為敗血症在德國波昂離世，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，他的妻子和兩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。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

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・赫茲則創立了醫學超音波檢查（例如常見的 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。

在月球東邊的坑洞，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。在德國漢堡的無線電發射塔被命名為海因里希赫茲塔。「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 紀念赫茲 155 周年誕辰。

 

## 參考資料及來源

## 參考文獻

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* Hertz, H.R. "Ueber die Einwirkung einer geradlinigen electrischen Schwingung auf eine benachbarte Strombahn", _Annalen der Physik_, vol. 270, no. 5, p. 155-170, March, 1888. (WILEY InterScience)
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### 相關文獻

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## 參見

* 古列爾莫・馬可尼
* 電磁輻射
* 頻率
* 赫茲（單位）
* 無線電
* 光電效應

## 外部連結

* 赫茲生平概要 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 赫茲與微波 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）