匿名使用者 1級 2014-11-17 回答

赫茲

赫茲（1857-1894）

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。十九歲入德累斯頓工學院學工程，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。1885年任卡爾魯厄大學物理學教授。1889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米遠，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，入射波與反射波重疊應產生駐波，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。正如麥克斯韋預測的一樣。電磁波傳播的速度等於光速。1888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。1889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1896年義大利的馬可尼開始的。1901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。

1887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》的論文中，總結了這個重要發現。接著，赫茲還透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。

1888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。赫茲實驗公佈後，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。

1888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1894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”。

赫茲也是是國際單位制中頻率的單位，它是每秒中的週期性變動重複次數的計量。赫茲的名字來自於德國物理學家海因裡希·魯道夫·赫茲。其符號是Hz。

1Hz=1/s

SI衍生單位

1千赫kHz103Hz1000Hz

1兆赫MHz106Hz1000000Hz

1吉赫GHz109Hz1000000000Hz

1太赫THz1012Hz1000000000000Hz

1拍赫PHz1015Hz1000000000000000Hz

1艾赫EHz1018Hz1000000000000000000Hz

電（電壓或電流），有直流和交流之分。在通訊應用中，用作訊號傳輸的一般郝是交流電。呈正弦變化的交流電訊號，隨著時間的變化，其幅度時正、時負，以一定的能量和速度向前傳播（見圖1）。

通常，我們把上述正弦波幅度在1秒鐘內的重複變化次數稱為訊號的“頻率”，用f表示；而把訊號波形變化一次所需的時間稱作“週期”，用T表示，以秒為單位。波行進一個週期所經過的距離稱為“波長”，用λ表示，以米為單位。f、T和λ存在如下關係：

f=1/T

v=λ。f

其中，v是電磁波的傳播速度，等於3xlO8米/秒。

頻率的單位是赫茲，簡稱赫，以符號Hz表示。赫茲（H•Hertz）是德國著名的物理學家，1887年，是他透過實驗證實了電磁波的存在。後人為了紀念他，把“赫茲”定為頻率的單位。

常用的頻率單位還有千赫（KHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）等。

1KHZ=103HZ

1MHZ=106HZ

1GHz=109HZ

1THZ=1012HZ

1PHZ=10I5HZ

在載帶資訊的電訊號中，有時會包含多種頻率成分；將所有這些成分在頻率軸上的位置標示出來，並表示出每種成分在功率或電壓上的大小，這就是訊號的“頻譜”。它所佔據的頻率範圍就叫做訊號的頻帶範圍。例如，在電話通訊中，話音訊號的頻率範圍是300～3400赫；在調頻（FM）廣播中，聲音的頻率範圍是40赫～15千赫，電視廣播訊號的頻率範圍是0～4。2兆赫等。