【科学人物】永载史册的物理学家

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【科学人物】永载史册的物理学家

2024-07-15 17:09| 来源: 网络整理| 查看: 265

赫兹验证电磁波的实验装置

电磁波被发现后,有人考虑能否用电磁波进行通讯。德国工程师胡布尔写信向赫兹请教,赫兹在1889 年年底的回信中说到:“如果要用电磁波进行无线通讯,得用一面和欧洲大陆差不多的巨型反射镜才行。”他否定了用电磁波进行无线通讯的可能,做了错误的判断,扼杀了胡布尔对电磁波无线通讯研究的信心。但是人类不会只因为赫兹的一句话而失去对无线通讯的探究,之后有许多人如德国的布朗利、英国的洛奇、新西兰的卢瑟福,都做过有益的探索,最后,在1896 年,俄国的波波夫和意大利的马可尼各自独立发明了利用电磁波进行无线电通讯,马可尼还因在发展无线电报和无线电通讯方面的贡献而荣获1909 年诺贝尔物理学奖。如今,电磁波已成为信息时代的重要基石。赫兹否认了应用电磁波的可能性,他的失误表现在:仅仅专著于寻求电磁波的存在、专著于验证电磁场理论的正确性,但缺乏让科研成果走出实验室的理念、缺乏让科研成果服务社会发展的思考。正因如此,才做出了错误的判断。

说起失误,赫兹还有一次是错失了电子的发现。电子是科学家在探讨阴极射线问题时被发现的,当时,包括赫兹在内的德国科学家普遍认为阴极射线是一种“以太”震动——“以太波”,他们对自己的实验解释也都向这一方向靠拢。英法科学家则认为阴极射线是一种带电的粒子流,最终电子在1897 年由英国物理学家J.J. 汤姆逊发现。1893 年,赫兹在静电场偏转实验中,加了偏转电压但不见阴极射线发生偏转,结合过去10年对阴极射线的研究和认识情况,他坚持认为阴极射线就是一种电磁波动。J. J. 汤姆逊后来的实验装置与赫兹的实验装置基本一样,J. J. 汤姆逊在实验中同样看不到阴极射线发生偏转,但在分析原因时则认为,阴极射线是否偏转可能与管内真空度有关,于是采取措施提高了真空度,结果阴极射线发生了明显的静电偏转,从而证明了阴极射线是由带电的物质粒子构成。此后J. J. 汤姆逊进一步研究阴极射线并测定了荷质比,确定了阴极射线就是电子流。J. J. 汤姆逊因发现电子而荣获1906年诺贝尔物理学奖。赫兹没有发现电子,究其原因,一是赫兹可能没有想到提高真空度;二是“阴极射线是一种电磁波动”的惯性思维影响了赫兹的判断,这种先入为主的思维定势束缚了他对实验情况的正常分析和研判。

赫兹的这些失误并不阻挡赫兹为人类科技进步做出的巨大贡献,他理应获得伟大殊荣。不过,我们也应该从中吸取教训,受到启发。科学研究一定要打破先入为主的思维制约,突破思维定势、扩展思维空间,树立科研成果走出实验室的理念,提高科研成果服务社会的意识。谨以此文纪念赫兹诞辰160 周年。

(责任编辑 王丽娜)

作者简介:吕增建,河南焦作大学基础部,教授。

作者简介:吕增建,河南焦作大学基础部,教授。

注:本文发表在2017年第14期《科技导报》,原标题:《赫兹永载史册的电磁波实验带给人类的福祉和启示》,欢迎关注。本文部分图片来自互联网,版权事宜未及落实,欢迎图片作者与我们联系稿酬事宜。

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