设计中的赫兹与微波

　　

　德国物理学家赫兹关于电磁波的实验，为微波技术的发展开拓了新的道路，构成了现代文明的骨架，后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹（Hz）。我们从下面的故事中来了解一下这位伟大的物理学家。

　　赫兹于1894年去世，年仅37岁，这是物理学界的巨大损失。他从21岁考人柏林大学直到不幸去世，进行科学研究不到15年的时间，却留下了常人无法企及的伟大成绩。

　　赫兹之前由法拉第发现、麦克斯韦完成的电磁理论，由于没有经一系列科学实验证明，始终都处于预想阶段。把天才的想法变成世人公认的真理，是赫兹的功劳。

　　若要获得电磁波，就得建立一个辐射电磁波源；这电磁波辐射源还应当有足够的功率。赫兹的恩师赫尔姆霍茨是位理论与实验俱佳的卓越物理学家。名师出高徒，在他的精心指导下，赫兹制成了电磁波辐射源，当时被称作赫兹振荡器。

　　当实验设备基本备齐后，赫兹全身心的投入了实验过程。这个时候，他是卡尔斯鲁厄大学的教授，每周要承担20几节课的教学任务，这使得他只能从课余挤时间来进行实验。

　　有一天，赫兹正在上课。“今天的课就讲到这里，再见，同学们！”赫兹说完，匆匆的将几页记得密密麻麻的记录纸准备好，等一个学生离开教室。距下一节课还有三个小时，利用这段时间再作实验。

　　“卡尔，我们开始吧！”他呼唤一直等候他的技师。两人很快就把教室讲台当成实验台。这里是赫兹作试验的场所，卡尔斯鲁厄大学给他的地方实在是太小了。

　   和往常一样首先检查谐振器，将谐振器放高到振荡器有一定距离的地方，使得谐振器的平面与振荡器上放电器的轴相吻合。实验开始了，赫兹和卡尔立刻忙碌起来；过了大概一个小时，火花还是没有迸发出来。把各种可能发生的情况，都进行检查后仍然毫无结果，他们疲惫不堪地坐在了桌子旁边。

　　他已经记不得这是第几次失败，从一开始实验，似乎他就与成功无缘。麦克斯韦预言过：电磁振荡波一样可以折射、反射，具有波的一切属性。

    赫兹借助振荡器和谐振器已经证实了从电磁辐射源发出的电磁场，就是电磁波。但现在他想证明电磁波具有像光一样的反射性能，他打算把反射的电磁波记录下来，却一直没有成功。

　　冥思苦想有了新的思路。经过调谐电磁辐射源的内部要素，加大每秒钟振荡的次数，赫兹证明了电磁波具有光一样的反射性能。在以后的很多工作中，赫兹认真的研究了电磁波的折射、干涉、偏振和衍射等现象，证明了它们的传播速度都等于光速。是赫兹个证实了光从本质上说也是一种电磁波的问题。

　　1898年赫兹在应邀担任波恩大学物理学教授的赴任途中，欣喜的知道了他的著作《论电力射线》已出版，感到无比的欣慰。

　　发现电磁波产生的巨大影响，这是连他本人也没想到的。在他发现了电磁波的第二年，有人问他，电磁波是不是可以应用到无线电通讯呢，赫兹也不敢肯定。赫兹研究电磁波无意中丢下的种子，很快就在异地开花结果了。在他发现电磁波不到6年的时间，意大利的马可尼和俄国的波波夫分别实现了无线电传播，而且很快就投入了实际的使用。
     与此同时其他利用电磁波的技术，也相继问世了。例如:无线电报（1894年）、无线电广播（1906年）、无线电导航（1911年）、无线电话（1916年）、无线电传真（1923年）、微波通讯（1933年）、雷达（1935年），以及遥控、遥感、卫星通讯等，使整个世界的面貌发生了巨大地的变化。