Le rôle de Heinrich Hertz dans le développement de la physique. Obtention d'un doctorat

En 1896, le scientifique Popov, inventeur de la radio, transmet et reçoit le premier radiogramme au monde. Son texte se composait de deux mots « Heinrich Hertz ». C'était une célébration d'un physicien allemand qui a apporté une énorme contribution à la science en prouvant expérimentalement l'existence ondes électromagnétiques. Il n’y a pas beaucoup de découvertes dans l’histoire des sciences avec lesquelles nous sommes quotidiennement en contact. Mais sans Heinrich Hertz monde moderne serait complètement différent car tout ce qui est conçu pour la communication est basé sur ses inventions.

Heinrich Rudolf Hertz est né le 22 février 1857 dans la famille d'un avocat respectable. Le garçon a grandi faible et malade, mais a survécu avec succès aux premières années difficiles de sa vie et a grandi joyeux et en bonne santé, pour la joie de ses parents. Tout son entourage lui prédisait une carrière extraordinaire s'il choisissait de suivre les traces de son père. C'est exactement ce que Heinrich allait faire: il entra à la Real School de Hambourg et allait étudier la jurisprudence. Mais ses intérêts ont changé lorsqu'un cours de physique a commencé à l'école. Les parents n'ont pas empêché leur fils de faire son propre choix et lui ont permis de passer du collège au gymnase, après quoi il a pu entrer à l'université.

En 1875, Hertz se rend à Dresde et entre dans l'enseignement supérieur. école technique. Au début, il aimait le métier d'ingénieur, mais plus tard, il écrivit à sa mère qu'il lui était préférable d'être un scientifique médiocre plutôt que d'être un ingénieur médiocre. Il quitte donc l'école et part pour Munich, où il est immédiatement admis en deuxième année de l'université. Les années passées à Munich ont montré à Heinrich qu'il ne suffisait pas de connaissances universitaires ; superviseur scientifique. Par conséquent, après avoir obtenu son diplôme universitaire, Hertz se rend à Berlin et obtient un emploi d'assistant dans le laboratoire du plus grand physicien allemand de l'époque, Hermann Helmholtz.

Le vénérable scientifique a attiré l'attention sur le jeune homme talentueux, ils ont établi bonne relation, qui a abouti à une forte amitié et à une étroite coopération scientifique. Sous la direction de Helmholtz, Hertz a parfaitement défendu thèse de doctorat sur le thème "Sur l'induction dans une boule en rotation". À un moment donné, Henry a commencé à douter que sa publication travail théorique avoir de la valeur pour lui en tant que scientifique. Il s'intéresse de plus en plus aux expériences.

Sous le patronage de son professeur, Hertz obtient un poste de professeur assistant à Kiel et devient six ans plus tard professeur de physique au lycée technique de Karlsruhe. Là, Hertz était équipé laboratoire scientifique pour l'expérimentation, ce qui lui a donné une totale liberté de création et la possibilité de faire les choses qui l'intéressaient.

Heinrich Hertz s'est rendu compte que plus que tout au monde, il s'intéressait aux oscillations électriques rapides, qu'il avait étudiées dès ses débuts. années d'étudiant. C'est à Karlsruhe que débuta la période scientifique la plus fructueuse de Hertz, qui ne dura malheureusement pas longtemps.

Après son rapport du 13 décembre 1888 à l'Université de Berlin, Hertz devint un scientifique populaire et respecté, et les ondes électromagnétiques commencèrent à être appelées partout « rayons Hertz ». En 1932 en URSS, puis en 1933 lors d'une réunion de la Commission électrotechnique internationale, l'unité de fréquence « hertz » fut adoptée, qui fut alors incluse dans système international SI.

En 1892, Hertz fut diagnostiqué avec une infection, il fut opéré à plusieurs reprises, mais ils ne purent le sauver, il mourut à l'âge de 36 ans à Bonn. Il a été enterré au cimetière d'Ohlsdorf. Son épouse Elizabeth Hertz est restée veuve. Le couple Hertz a eu deux filles – Joanna et Matilda. Après l’arrivée au pouvoir d’Hitler, tous trois émigrèrent en Angleterre. Même si Hertz était protestant et ne le considérait pas comme juif, les nazis ont retiré son portrait de sa place d’honneur à l’hôtel de ville de Hambourg parce qu’il était « partiellement d’origine juive ».

"Evening Moscou" rappelle les découvertes de Hertz, sans lesquelles le monde moderne serait complètement différent.

Expériences avec des ondes électromagnétiques

La théorie électromagnétique du physicien anglais James Maxwell 25 n'a pas été reconnue dans monde scientifique. Il n’a fallu que 2 ans à Hertz pour le confirmer expérimentalement. Dans ses expériences, le scientifique a pu reproduire avec des ondes électromagnétiques tous les phénomènes typiques de toute onde : la formation d'une « ombre » derrière des objets hautement réfléchissants (en dans ce cas- métal), réfraction dans un grand prisme (en asphalte), formation vague stationnaire résultant de la superposition d'une onde incidente sur une tôle et d'une onde réfléchie par cette tôle. Il a non seulement prouvé la similitude des ondes électromagnétiques et lumineuses, mais a également réussi à mesurer leur longueur.

Vibrateur et résonateur Hertz

Le physicien anglais Maxwell a théoriquement prouvé que des ondes électromagnétiques peuvent être émises par des particules chargées oscillantes et que plus la fréquence d'oscillation est élevée, plus l'énergie de l'onde résultante est élevée. Il n'était pas difficile de faire osciller des particules chargées - il faut connecter un condensateur et un inducteur pour obtenir circuit oscillatoire. Mais comment pouvons-nous augmenter la fréquence des oscillations de charge pour que l’énergie des ondes émises devienne plus élevée ?

Hertz a trouvé une solution : il a écarté les plaques du condensateur et réduit la surface des plaques. À la suite de ces manipulations, il a reçu un circuit ou un fil oscillant ouvert. Pour augmenter encore la fréquence d’oscillation des électrons à l’intérieur du fil, Hertz réduira le nombre de tours de la bobine.

Mais il fallait maintenant faire osciller les électrons à l’intérieur du morceau de fil résultant. Heinrich a coupé le fil en deux et a connecté les extrémités à la source haute tension de sorte que des étincelles électriques se produisent entre les morceaux de fil.

Ainsi, Hertz a réalisé un vibrateur (émetteur) et un résonateur (récepteur) d'ondes électromagnétiques. Le vibrateur Hertz ressemble à deux tiges de cuivre avec des billes en laiton attachées aux extrémités les plus proches. L'écart entre eux est l'éclateur. Un courant haute tension était fourni aux tiges et, à un certain moment, une tension apparaissait entre les billes. étincelle électrique, rendant la résistance de son entrefer si petite que des ondes à haute fréquence sont apparues dans le vibrateur vibrations électromagnétiques. Le vibrateur étant un circuit oscillatoire ouvert, des ondes électromagnétiques sont émises.

Pour capturer les ondes émises, Hertz a imaginé un résonateur - un anneau de fil ouvert, avec des billes en laiton aux extrémités, identiques à celles de l'"émetteur", et une distance réglable entre elles. Les appareils du scientifique surprennent par leur simplicité et leur apparente efficacité. En modifiant la taille et la position du résonateur, Hertz l'a ajusté à la fréquence de vibration du vibrateur. De petites étincelles jaillissaient dans le résonateur au moment même où des décharges apparaissaient entre les boules vibrantes. Les étincelles étaient très faibles, il fallait donc les observer dans l'obscurité.

En 1888, après une série d'expériences à forte intensité de main-d'œuvre, Hertz prouva expérimentalement l'existence d'ondes électromagnétiques se propageant dans l'espace, prédites par Maxwell.
Hertz a été la première personne à manipuler consciemment les ondes électromagnétiques, mais il n’a pas pour objectif d’établir des communications radio sans fil. Cependant, les expériences de Heinrich, qu'il décrit en détail dans son articles scientifiques, intéresse les physiciens du monde entier. de nombreux scientifiques ont commencé à chercher des moyens d'améliorer le récepteur et le résonateur des ondes électromagnétiques. Le résonateur Hertz n’était pas un appareil très sensible et ne pouvait détecter que les ondes électromagnétiques émises par le vibrateur dans la pièce. Mais finalement, la découverte du scientifique a conduit à l’invention du radiotélégraphe, puis de la radio.

Effet photo

Pour mieux voir l'étincelle pendant l'expérience, Hertz a placé le récepteur dans une boîte sombre. En même temps, il remarqua que la longueur de l’étincelle devenait plus courte. Hertz a ensuite mené une série d'expériences dans ce sens, en particulier il a étudié la dépendance de la longueur de l'étincelle dans le cas où un écran composé de divers matériaux était placé entre l'émetteur et le récepteur.

Hertz a découvert que les ondes électromagnétiques traversaient certains types de matériaux et étaient réfléchies par d'autres, ce qui a conduit au développement futur du radar. De plus, le scientifique a remarqué qu'un condensateur chargé perd sa charge beaucoup plus rapidement lorsque ses plaques sont éclairées. rayonnement ultraviolet. Une nouvelle découverte en physique s'appelle l'effet photoélectrique. base théorique Ce phénomène a été attribué à Albert Einstein, qui a reçu le prix Nobel en 1921.

Le mentor d’Heinrich Hertz a un jour qualifié son élève de « favori des dieux ». Et cela, en principe, est compréhensible. Après tout, presque toutes les directions sont issues des travaux de Hertz physique moderne. Il fut l'un des fondateurs de l'électrodynamique. Mais il a fait bien plus que de la science. Il écrivait de la poésie, était un excellent tourneur... Hélas, toute sa vie a été entravée par une mauvaise santé. La biographie de Heinrich Hertz sera racontée au lecteur dans l'article.

Dans une famille de financiers juifs

L'un des fondateurs de l'électrodynamique est né à la fin de l'hiver 1857 à Hambourg. Heinrich Rudolf Hertz a grandi dans une famille juive. Tous ses ancêtres étaient principalement des financiers et des banquiers. Ils ont également accepté le luthéranisme au bon moment.

L'arrière-grand-père du brillant physicien a pu fonder à un moment donné l'une des célèbres banques, qui fonctionne toujours.

Le père de Hertz travaillait comme avocat et, peu de temps après, il est devenu sénateur. Maman a grandi dans la famille d'un médecin militaire.

En plus du petit Heinrich, il avait aussi des frères. Notez qu'ils ont tous travaillé dans secteur financier, comme le chef de famille.

Excellent tourneur

A la naissance, Henry était très enfant faible. Et ses parents avaient très peur pour lui, pour sa vie.

Heinrich Rudolf Hertz était un garçon appliqué, obéissant et curieux. Il avait aussi une mémoire phénoménale. Il a très bien étudié et, dans la classe, il était considéré comme un étudiant inégalé en matière d'intelligence.

Le jeune Heinrich Hertz a également étudié avec beaucoup d'intérêt arabe et la physique. Il aimait lire et préférait surtout les œuvres de Dante et d'Homère. En fait, il a lui-même essayé d’écrire de la poésie.

Après les cours, le dimanche, il commençait à fréquenter ce qu'on appelle. école des arts et métiers. Ses professeurs lui apprennent les bases du dessin et du tournage. L'un des mentors a admis à un moment donné que Hertz aurait fait un excellent spécialiste dans ce domaine. D'ailleurs, ces compétences lui ont été plus qu'utiles lorsqu'il a commencé à concevoir son installations expérimentales. D’ailleurs, ses premiers instruments physiques ont été fabriqués alors qu’il était encore à l’école.

Les parents d'Henry espéraient bien sûr qu'il suivrait les traces de son père. Ils croyaient à juste titre que la jurisprudence procurait un bon revenu et était toujours en honneur. Et le jeune homme lui-même se préparait à devenir avocat.

Décision fatidique

Après avoir obtenu son Abitur, il commença à étudier à Dresde et à Munich. Il reste fortement attiré par la technologie. Heinrich décide de devenir ingénieur. Dans ces établissements d'enseignement, il a pu participer à la construction de l'un des ponts allemands.

Au cours de cette période, le physicien allemand évaluait ses capacités avec scepticisme et pensait au début qu'étudier les sciences n'était pas son destin. Mais il s’est ensuite rendu compte qu’une carrière d’ingénieur ne l’attirait pas non plus.

Lorsque la spécialisation a commencé, Hertz s’est rendu compte que sa passion pour la science faisait encore des ravages. Il ne voulait pas devenir un spécialiste restreint et était avide de travaux scientifiques. Les parents ont accepté cette décision difficile de leur fils et l'ont soutenu. Au printemps 1978, le jeune Hertz se rend dans la capitale allemande, où il devient étudiant au département de physique de l'université.

Premier aveu

À l'université, son mentor était le plus grand physicien de cette époque, Ferdinand Helmholtz. Il ne pouvait s'empêcher de prêter attention à ce jeune homme intelligent. Il lui a suggéré de décider plutôt tâche difficile dans le domaine de l'électrodynamique. Dans le même temps, il ne doutait pas qu'un étudiant talentueux non seulement s'intéresserait à ce problème, mais qu'il le résoudrait également avec succès.

En effet, à cette époque, l’électrodynamique était encore incompréhensible pour tout le monde. Les scientifiques ont utilisé des théories très douteuses à cet égard. Et personne n'a encore une idée claire de la nature physique des champs magnétiques et électriques.

Helmholtz a donné neuf mois à son élève pour résoudre le problème. Hertz a toujours préféré faire de la science dans des laboratoires et a donc assumé la tâche à accomplir.

Le jeune scientifique a montré les qualités de caractère d'un chercheur. Il était trop travailleur et persistant. De plus, il possédait l’art de l’expérimentation. Il a commencé à fabriquer et à déboguer lui-même des instruments.

En conséquence, le problème de Helmholtz a été résolu en seulement trois mois, et non en neuf comme prévu. Le mentor ne s’est pas trompé sur les capacités d’Heinrich. Son élève avait un talent tout à fait inhabituel.

Hertz a reçu un prix pour son travail.

Thèse de doctorat

Après ses vacances étudiantes, à l’été 1879, Hertz tenta de mener une nouvelle série d’expériences. En fait, ils s’inscrivaient dans la continuité des précédents. A cette époque, il commence à étudier l’induction dans les corps en rotation. Il a pris ce sujet comme une thèse pour le titre de docteur en sciences.

Heinrich pensait pouvoir achever son travail en quelques mois, après quoi il défendrait le projet lui-même. Rappelons que le scientifique était encore étudiant à l'Université de Berlin.

Le talentueux physicien a travaillé avec enthousiasme et a complété ses recherches. Hertz réussit tout de même à démontrer son excellente maîtrise de l'appareil expérimental. Travailler pour tour Cela a certainement aidé à cet égard.

En un mot, il a soutenu sa thèse avec plus que succès et est devenu médecin. Notez qu’à cette époque, c’était un événement rare. Surtout pour un étudiant.

Commencer une carrière en tant que diplômé

En 1880, Hertz obtient un diplôme universitaire. Au début, il était comme spécialiste professionnel, a aidé son mentor et a été assistant.

Un peu plus tard, le physicien allemand s'installe à Kalsruhe, où il devient professeur à l'Université école technique. Six mois plus tard, il décide de se marier. Sa femme était Elizabeth Doll. On dit que le mariage a été l'une des raisons les plus importantes pour la fin de la période de dépression dont il souffrait. Désormais, plus rien ne le retient et il se lance à corps perdu dans la science.

Appareils Hertz célèbres

A Karlsruhe, le professeur Hertz avait à sa disposition laboratoire physique avec du matériel. Il pouvait désormais passer de la simple théorie à la pratique à part entière. C'est ici qu'il a pu mener d'ingénieuses expériences liées à la distribution force électrique, proposés par le physicien britannique Maxwell. Seuls quelques-uns ont compris qu'une nouvelle ère scientifique approchait : l'ère de l'électricité et du magnétisme.

À la fin des années 80 du 19ème siècle, le scientifique réussit à mener ses expériences. Ils ont pu prouver la réalité des ondes électromagnétiques.

Dans l'une des armoires du laboratoire, il aperçut deux bobines d'induction, et avec une activité enviable, ils ont commencé à les expérimenter.

Bien sûr, pour ces années-là, l'équipement qu'il utilisait semblait trop élémentaire. Mais les résultats qu'il a obtenus étaient impressionnants.

Au cours des expériences, il a réussi à créer non seulement un générateur haute fréquence, mais également un récepteur de ces vibrations (résonateur).

En un mot, il a inventé et conçu son célèbre émetteur d'ondes électromagnétiques - le vibrateur Hertz ou émetteur radio Hertz. Le scientifique ne s’est pas arrêté là. Un récepteur radio Hertz correspondant a également été créé.

Gloire d'un scientifique

Une fois les expériences terminées, il a partagé les résultats dans son ouvrage intitulé « Sur les rayons de la force électrique ». Cet opus fut publié fin 1888.

Les scientifiques ont été forcés d’admettre que l’existence des ondes électromagnétiques était désormais irréfutable. Ainsi, 1888 fut l’année de la découverte des ondes électromagnétiques. Et en conséquence, Hertz a confirmé expérimentalement que la théorie de Maxwell était absolument correcte.

Hertz a été un véritable triomphe. En 1889 Pays européens Ils ont commencé à lui remettre des récompenses. Dans les académies des sciences différents états il en fut élu membre correspondant. Chez lui, il reçut une commande prestigieuse.

L'incarnation des idées de Hertz

Néanmoins, la meilleure preuve de la fiabilité de la théorie de Maxwell n’était pas du tout l’expérience, mais la pratique et la mise en œuvre d’idées scientifiques.

Ainsi, près d’une décennie après les expériences de Hertz, les ondes électromagnétiques ont commencé à être utilisées dans la pratique.

Bien que le scientifique lui-même n'ait pas vu l'importance des ondes radio qu'il a découvertes. Il a même décidé d'écrire une lettre aux membres de la Chambre de commerce de Dresde. Il a suggéré d'arrêter les recherches sur ces ondes. Il pensait que cette activité, selon ses propres termes, était absolument inutile.

Cependant, si Hertz n'a pas vu l'intérêt d'utiliser les ondes, le scientifique russe Alexander Popov a plus qu'apprécié la découverte du professeur allemand. Il a réussi à l'utiliser pour la communication radio. Par en gros, il devient le fondateur de la radiophysique moderne. Et les premiers mots transmis via la première communication sans fil furent « Heinrich Hertz ». Cela s'est produit au printemps 1896, alors que Hertz lui-même n'était plus au monde.

Les dernières années de la vie du grand scientifique

Après le triomphe, Hertz s'est vu proposer de déménager à Bonn. Là, il dirigerait le département de physique de l'université. Il a accepté l'offre et a commencé à y vivre.

Un jour, alors qu'il expérimentait, il fut témoin de l'apparition d'étincelles dans son appareil expérimental. Ces résultats étaient la découverte d’un phénomène complètement nouveau. C’est ce qu’on appelait « l’effet photo ».

D'ailleurs, plus tard adepte de Hertz, brillant Albert Einstein était capable de justifier théoriquement ce phénomène. Pour cela, il a reçu le prix Nobel. Cela s'est produit en 1921.

Décès de Heinrich Rudolf Hertz

Le travail acharné du scientifique n’est pas resté impuni pour lui. Et en 1892, après une longue migraine, il reçut un terrible diagnostic. On lui a diagnostiqué un empoisonnement du sang. Il est devenu aveugle, puis ses dents, ses oreilles et son nez lui ont fait mal. Les médecins ont tenté de sauver le brillant expérimentateur. Il subit de nombreuses opérations, mais toutes furent en vain. Le premier jour de 1894, il était parti. Le reste du travail inachevé a été achevé et publié par le mentor de Hertz, Hermann Helmholtz.

Héritiers

Elizabeth Hertz, l'épouse du génie, ne s'est jamais remariée.

Les filles de l'inventeur, Matilda et Joanna, n'ont pas non plus reconnu le charme la vie de famille. Hertz n'avait pas d'héritiers.

Lorsque Hitler est arrivé au pouvoir dans le pays, les filles et la mère ont émigré vers les rives de Foggy Albion.

Le neveu de Hertz a suivi les traces de son célèbre oncle. Il a également étudié la physique et est même devenu lauréat du prix Nobel. Il a pu créer une échographie médicale. Tous les appareils à ultrasons modernes proviennent de cet appareil.

La vie après la mort

Pour perpétuer le souvenir de physicien de génie, a été introduit nouvelle unité fréquences. Ça s'appelle "Hertz".

En 1987, une médaille correspondante a été créée. Chaque année, il est décerné à des étudiants – théoriciens et expérimentateurs.

L'un des cratères lunaires et la tour de télécommunications en Allemagne portent le nom de Heinrich Hertz...

- célèbre physicien allemand, expérimentateur courageux, l'un des fondateurs de l'électrodynamique, théoricien profond et talentueux. Hertz est né le 22 février 1857 à Hambourg. Son père était un avocat prospère qui deviendra plus tard sénateur à Hambourg. Tout au long de sa vie, il y a eu une grande proximité spirituelle entre Hertz et ses parents. Une excellente mémoire, une curiosité et une intelligence instantanée ont permis à Heinrich d'étudier facilement tous les sujets, d'écrire de la poésie et d'étudier la plomberie et la menuiserie. D'ailleurs, l'étude du tournage l'aidera à l'avenir à créer lui-même des installations expérimentales. Après une véritable école, il entre dans un gymnase, qu'il termine avec succès en 1875. Ses études ultérieures ont eu lieu à Dresde puis à l'École polytechnique de Munich.

Après avoir obtenu son diplôme de l'école polytechnique, Hertz change sa décision de devenir ingénieur, il ressent un besoin de travail scientifique et au printemps 1878, il entre à l'Université de Berlin. Ici, son mentor était le célèbre scientifique de l'époque, Hermann Helmholtz. Comme problème de compétition, Helmholtz a proposé à son élève doué un sujet du domaine de l'électrodynamique. Au lieu des 9 mois requis, Hertz a brillamment accompli la tâche en 3 mois, faisant preuve de persévérance, de travail acharné et des traits d'un expérimentateur courageux et talentueux. L'œuvre a été récompensée.

À l’automne 1879, Hertz commença à travailler sur sa thèse de doctorat sur le thème : « De l’induction dans les corps en rotation ». Incroyablement, il a fallu un peu plus de deux mois au futur scientifique pour terminer son travail. Le 5 février 1880, Hertz, 23 ans, alors qu'il était encore étudiant, soutient sa thèse « avec mention » et obtient un doctorat. Ce travail était théorique. En 1883, il reçut le poste de privatdozent à Kiel. Caractéristiques ici c'est bien pire que dans la capitale, il n'y a pas de laboratoire physique. Et Hertz continue d'étudier questions théoriques, l'étude de l'électricité, les vibrations électriques. Dans ses travaux de 1884, il arrive à la conclusion que l'électrodynamique de Maxwell présente des avantages par rapport aux méthodes conventionnelles, mais il n'est pas prouvé qu'elle soit la seule possible.

En 1885, il devient professeur de physique au lycée technique de Karlsruhe. Bientôt, il épouse Elizaveta Doll. De ce mariage ils naîtront deux charmantes filles. Alors qu'il était encore étudiant, Hertz étudiait l'électricité avec intérêt. vibrations électriques et il comprend maintenant que ce sont ces questions qui l'intéressent le plus. En 1887, son article « On Very Fast vibrations électriques", où il décrit le dispositif expérimental, les expériences et la méthode de génération d'oscillations. Au cours d'expériences, Hertz a inventé une source d'oscillations à haute fréquence - un générateur, ainsi qu'un récepteur de ces oscillations - un résonateur. Il note que dans le cas de résonance, l'influence du générateur sur le récepteur est particulièrement grande. Grâce à de nombreuses expériences, Hertz prouve l’existence des ondes électromagnétiques. Dans son ouvrage « Sur les rayons de la force électrique », publié en 1888, il a prouvé l'analogie complète des ondes électromagnétiques avec les ondes lumineuses et l'a décrite. Ce fut l'année de la découverte des ondes électromagnétiques et de la brillante confirmation expérimentale de la théorie de Maxwell.

Hertz a donné une forme symétrique aux équations de l'électrodynamique ; ses travaux sur l'électrodynamique ont contribué à l'émergence de la radio, télégraphe sans fil, la télévision. En 1887, le scientifique décrit le phénomène de l'effet photoélectrique qu'il a découvert. DANS dernières années Hertz dirigeait le département de physique de l'Université de Bonn. Il mène des expériences avec décharge de gaz et écrit le livre « Principes de mécanique exposés dans une nouvelle connexion », dans lequel il a dérivé des théorèmes généraux de la mécanique basés sur un seul principe. Le travail acharné a eu un impact négatif sur la santé du scientifique ; le 1er janvier 1894, le grand scientifique est décédé. Cela a constitué une énorme perte irréparable non seulement pour la famille et les amis, mais aussi pour l’ensemble du monde scientifique.

Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) - Physicien allemand, l'un des fondateurs de l'électrodynamique. Il prouve expérimentalement (1886-89) l'existence des ondes électromagnétiques (à l'aide d'un vibrateur Hertz) et établit l'identité des propriétés fondamentales des ondes électromagnétiques et lumineuses. A donné aux équations de James Maxwell une forme symétrique. Découverte de l'effet photoélectrique externe (1887). Il a construit une mécanique affranchie de la notion de force.

Oscillations hertziennes lors du choix d'un chemin

Heinrich Hertz est né le 22 février 1857 à Hambourg, fils d'un avocat qui devint plus tard sénateur de la ville de Hambourg. Le garçon est né faible, donc il y avait même, heureusement, des craintes infondées pour sa vie. Il a grandi obéissant, appliqué et curieux, il avait une excellente mémoire, ce qui lui permettait notamment d'étudier facilement langues étrangères(y compris même l'arabe). Les auteurs préférés d'Henri étaient Homère et A. Dante. Et encore une chose : ses nombreuses lettres à ses parents montrent clairement quelle sorte de proximité spirituelle le liait à eux.

Sauf lycée, le jeune Henry fréquentait également l'école des arts et métiers le dimanche. Là, ils étudient le dessin, ainsi que la menuiserie et la plomberie. Alors qu'Heinrich Hertz était déjà devenu un scientifique célèbre, il ancien professeur tournant, dit : "C'est dommage, il aurait fait un excellent tourneur." Tout cela fut ensuite très utile à Hertz lors de la création de ses installations expérimentales. Ses premières tentatives de construction d’appareils physiques remontent à ses années d’école.

Il ressortait clairement de tout que le garçon était attiré par la science. Mais il lui semblait que cela nécessitait des données exceptionnelles de la part d'une personne, et il doutait d'en avoir suffisamment pour travail scientifique capacités. Ainsi, après avoir obtenu son baccalauréat, Hertz, également attiré par la technologie, décide de choisir la voie d'un ingénieur. Parti d'abord à Dresde puis à Munich, il y entre à l'école polytechnique, après quoi il participe même à la construction d'un pont.

Mais ce choix n'était pas définitif. L'envie de science se fait de plus en plus forte et vainc toutes les hésitations. En novembre 1877, Heinrich Hertz écrivait à ses parents : « Je me disais souvent qu'être un ingénieur médiocre m'était préférable à un scientifique médiocre. Mais je pense maintenant que Schiller a raison lorsqu’il dit : « Celui qui a peur de risquer sa vie n’y connaîtra pas le succès », et qu’une prudence excessive serait de ma part une folie. » Ses parents comprirent et soutinrent sa décision et, au printemps 1878, Heinrich vint à Berlin et y entra à l'université.

À Berlin

À Berlin, Heinrich Hertz a rencontré un scientifique et un personnage remarquable, un naturaliste exceptionnel de l'époque, le scientifique Hermann Helmholtz.

Helmholtz, sous la direction duquel Hertz a commencé à travailler dans l'atelier, a rappelé plus tard : « Déjà, grâce à la connaissance de son travail de base J'ai acquis la conviction que j'avais affaire à une personne dotée de capacités vraiment exceptionnelles. A la fin de l'été, j'ai dû proposer un sujet de mémoire de recherche aux étudiants. J'ai opté pour le domaine de l'électrodynamique, car j'étais sûr que Hertz s'intéresserait à ce sujet et que ses travaux seraient fructueux. La réalité a justifié mon hypothèse. Plus tard, Helmholtz a même qualifié Hertz de « favori des dieux ».

À cette époque, on n’avait pas encore une compréhension claire de la nature physique des champs électriques et magnétiques. Il y avait une opinion largement répandue selon laquelle certains « fluides » leur étaient associés, qui, comme tous les médias connus, possédaient une masse et, par conséquent, une inertie. Si un conducteur apparaît ou s'arrête courant électrique, il faudrait révéler cette inertie, et Hertz avait pour objectif d’étudier cela expérimentalement.

Maintenant que nous savons que le courant électrique dans les conducteurs est dû à la dérive des électrons, il devient clair que les expériences de Heinrich Hertz n'ont pas pu détecter l'effet d'inertie souhaité. Malgré le fait que les résultats des expériences furent en fait négatifs, le travail fut très apprécié et reçut un prix universitaire en 1879. Bientôt, ça a commencé nouvelle série des expériences qui peuvent être considérées comme une continuation des précédentes - mais ce n'est que maintenant qu'une tentative a été faite pour détecter « l'inertie électrique » dans les billes conductrices en rotation.

Ce travail (étonnamment, il a été réalisé avec une telle intensité qu'il n'a duré qu'environ deux mois !) a également reçu de nombreux éloges, et le 5 février 1889, Hertz, 23 ans, a soutenu sa thèse de doctorat sur cette base (« avec mention ». », comme cela a été spécialement noté). La thèse était en grande partie théorique - l'auteur démontrait une brillante maîtrise de l'appareil mathématique. Heinrich Hertz n'était pas seulement un brillant expérimentateur, mais aussi un théoricien et un mathématicien de la plus haute classe. Il n’est donc pas très surprenant qu’il se tourne vers un nouveau sujet : la théorie de l’élasticité. Si on doit être surpris, c'est peut-être uniquement parce que c'est magnifique équipement technique Les laboratoires de l'Université de Berlin, qui au début ravirent Hertz, ne furent presque jamais utilisés par lui. Peut-être un surmenage et une certaine insatisfaction à l'égard du travail consacré à l'étude des résidus polarisation électrique dans les diélectriques liquides, ainsi que les décharges dans les gaz. Pour cette dernière, Hertz a travaillé pendant près de deux mois pour créer une batterie électrique de 1000 éléments qui, après avoir travaillé très peu de temps, est tombée en panne.

Bientôt, dans le même 1882, de manière inattendue, comme cela peut paraître, il se tourna vers la résolution de problèmes dans le domaine de la théorie de l'élasticité. Parmi eux, la déflexion d'une plaque élastique chargée de diverses manières (ce problème a pu intéresser Hertz lorsqu'il a observé la dérive des glaces). Les conditions techniques de travail à Kiel étaient nettement pires qu'à Berlin, mais on lui proposa ici le poste de privatdozent.

Trois ans plus tard, au début de 1885, Heinrich Hertz devient professeur au lycée technique de Karlsruhe. Six mois après avoir emménagé là-bas, il épousa Elizaveta Doll, et c'était peut-être l'un des raisons importantes la fin de la période de dépression.

La théorie de Maxwell et les expériences de Hertz.

L’année 1873 occupe une place particulière et exceptionnelle dans l’histoire de la physique. Cette année, le brillant Traité sur l'électricité et le magnétisme de Maxwell est paru. Alors seulement quelques-uns se rendirent compte qu’une nouvelle ère était arrivée dans la science de l’électricité et du magnétisme, et probablement dans l’ensemble de la physique.

La formation du moderne électrodynamique classique, qui a commencé avec les travaux de Michael Faraday, à propos duquel Maxwell a dit : « Faraday a vu avec l'œil de son esprit lignes électriques, imprégnant tout l’espace. Là où les mathématiciens voyaient des centres de tension de forces à longue portée, Faraday voyait un agent intermédiaire. Là où ils ne voyaient que la distance, se contentant de trouver la loi de répartition des forces agissant sur les fluides électriques, Faraday cherchait l'essence phénomènes réels circulant dans l'environnement."

Ces mots contiennent l'essentiel de ce qui distingue le concept d'action à courte portée, c'est-à-dire d'interaction sur le terrain, des concepts auparavant dominants (dans l'esprit de la tradition établie par la loi). gravité universelle Newton) idées sur l'action à longue portée - instantanée action directeà distance.

Maxwell a écrit qu'il n'a fait qu'ajouter aux idées de Faraday forme mathématique. En réalité, bien sûr, la contribution de Maxwell fut bien plus significative, mais elle ne fut pas immédiatement appréciée. Et l’un des points importants était la question des ondes électromagnétiques.

De la théorie de Maxwell, il découle que le champ électromagnétique se propage avec vitesse terminale. Cela en soi a conduit à la conclusion qu'il pourrait «se détacher» des sources qui le génèrent - charges et courants, c'est-à-dire rayonner, se disperser sous forme d'ondes. Il est remarquable qu'en 1832, Faraday ait remis à la Royal Society of London une lettre scellée, lue seulement 100 ans plus tard, qui contenait les mots suivants : « J'en suis venu à la conclusion que la distribution interaction magnétique il faudra du temps, ce qui sera évidemment très insignifiant. Je crois aussi que l'induction électrique se déplace de la même manière. Je crois que la propagation forces magnétiques depuis pôle magnétique cela ressemble à des vibrations sur une surface d’eau perturbée… »

Maxwell a eu la brillante idée que la lumière a aussi nature électromagnétique, Qu'est-ce que c'est - cas particulier ondes électromagnétiques. Et en 1886-88, Heinrich Hertz a réalisé ses expériences qui ont prouvé la réalité des ondes électromagnétiques.

L’équipement utilisé par Hertz peut paraître aujourd’hui plus que simple, mais les résultats qu’il a obtenus n’en sont que plus remarquables. Sources rayonnement électromagnétique il avait des étincelles dans les parafoudres. Les ondes électromagnétiques des parafoudres ont provoqué décharges d'étincelles entre les billes dans des « récepteurs » situés à plusieurs mètres dans des circuits accordés en résonance. Hertz a réussi non seulement à détecter les ondes, y compris celles stationnaires, mais aussi à étudier la vitesse de leur propagation, leur réflexion, leur réfraction et même leur polarisation. Tout cela rappelle beaucoup l’optique, la seule différence (très significative !) étant que les longueurs d’onde étaient presque un milliard de fois plus grandes.

Les expériences de Hertz ont joué un rôle important dans le développement de l'électrodynamique moderne. Mais ce n’est pas pour rien qu’ils disent : « Il n’y a rien de plus pratique que bonne théorie! Il serait inutile de répéter aujourd’hui, alors que les ondes électromagnétiques imprègnent littéralement tout, que l’œuvre de Hertz a eu une influence colossale sur toute la vie de l’humanité, mais ces œuvres ont été reçues notes élevées et ses contemporains. En 1889, la Société italienne des sciences de Naples lui décerne la médaille Matteuci, l'Académie des sciences de Paris le prix Lacaze et le prix Vienne académie impériale- Prix Baumgartner. Un an plus tard à Londres société royale décerne à Heinrich Hertz la médaille Rumford et en 1861 Académie royaleà Turin - le Prix Bressa.

Le gouvernement prussien lui a décerné l'Ordre de la Couronne ; les académies de Berlin, Munich, Vienne, Rome, Göttingen et d'autres l'ont élu comme membre correspondant. L'unité de fréquence porte son nom - Hertz.

Heinrich Hertz a confirmé les conclusions de la théorie de Maxwell selon laquelle la vitesse de propagation des ondes électromagnétiques dans l'air est égale à la vitesse de la lumière et a établi l'identité des propriétés fondamentales des ondes électromagnétiques et lumineuses. Hertz a également étudié la propagation des ondes magnétiques dans un conducteur et a indiqué une méthode pour mesurer la vitesse de leur propagation.

Le souvenir d’Heinrich Hertz demeure non seulement celui d’un grand expérimentateur, mais aussi celui d’un profond théoricien. En développant la théorie de Maxwell, Hertz a donné aux équations de l'électrodynamique une forme symétrique, qui montre la relation entre l'électricité et phénomènes magnétiques. Les travaux de Hertz sur l'électrodynamique ont joué un rôle majeur dans le développement de la science et de la technologie. Ses travaux ont conduit à l’émergence de la télégraphie, de la radio et de la télévision sans fil.

Les dernières années de la vie de Hertz

En 1886-87, Heinrich Hertz a observé et décrit pour la première fois effet photoélectrique externe. Le scientifique a développé la théorie d'un circuit résonateur, a étudié les propriétés des rayons cathodiques et a étudié l'influence rayons ultravioletsà une décharge électrique. Les quatre dernières années de sa vie ont été consacrées à une expérience de décharge gazeuse et à un travail sur le livre "Principes de mécanique exposés dans une nouvelle connexion", qui présente une approche originale de cette science. Ici, Hertz a conclu théorèmes généraux mécanique et son appareil mathématique, fondés sur un principe unique (principe de Hertz ou principe de moindre courbure, l'un des principes variationnels mécanique).

Heinrich Hertz est décédé le 1er janvier 1894 à Bonn, après avoir vécu seulement 37 ans. Sa mort suite à un empoisonnement général du sang a été un coup dur non seulement pour ses parents, sa femme et ses deux filles, mais aussi pour tous ses collègues et étudiants et pour l'ensemble de la physique.

Enfance

Le physicien allemand, fondateur de l'électrodynamique, est né le 22 février 1857 à Hambourg. Sa famille était composée de Juifs très prospères. Son père était engagé dans le commerce et était membre du conseil municipal, et sa grand-mère était issue d'une famille de riches banquiers. La banque que son père a fondée et qui est toujours en activité aujourd'hui. La mère de Heinrich, Anna Elisabeth Pfefferkorn, était originaire de Francfort-sur-le-Main. Dans leur famille, outre Henry, il y avait trois autres frères plus jeunes et sœur.

Dès son enfance, Henry était un enfant malade et faible. Par conséquent, mobile et jeux rapides n'étaient pas pour lui. Mais il avait beaucoup de livres à sa disposition ; il pouvait lire autant qu'il voulait et aimait aussi apprendre des langues étrangères. Oui, de retour à un jeune âge il a appris lui-même l'arabe et le sanskrit. Tout cela a parfaitement entraîné la mémoire de l’enfant.

Le chemin de la science

Ses parents pensaient que leur fils devait suivre les traces de son père et devenir avocat, ce pour quoi le garçon fut envoyé dans un gymnase de l'Université de Hambourg. La technologie et la science ont été étudiées par le jeune étudiant à Berlin, Munich et Dresde. À l'âge de 23 ans, il obtient son doctorat et étudie à Berlin. Et 5 ans plus tard, Heinrich reçoit le titre de professeur à l'Université de Karlsruhe. C'est là qu'il a fait son découverte scientifique sur les ondes électromagnétiques. Alors qu'il était encore étudiant, il obtient un emploi dans le laboratoire de physicien célèbre Hermann Helmholtz, c'était un scientifique assez célèbre de l'époque. De nombreuses études ont eu lieu sous sa direction, grâce à lui une thèse a été soutenue et de nombreux ouvrages ont été rédigés. Leur collaboration fructueuse s’est rapidement transformée en une étroite amitié.

À cette époque, une science telle que la physique était peu étudiée. Les scientifiques de l'époque croyaient que seuls les fluides existaient dans la nature, et que les phénomènes magnétiques et champs électriques n’ont pas été entièrement étudiés.
Mais pas seulement partie théorique la science était intéressante pour le jeune scientifique. Les expériences l'attiraient de plus en plus, il les réalisait institut physique, qui était situé à l'Université de Berlin.

Travaux scientifiques

Heinrich Hertz a mené de nombreuses expériences, mais des résultats positifs n'ont pas été reçus immédiatement. Cependant, pour ses recherches, il a reçu un prix spécial de Université de Berlin. Le prix est devenu une puissante incitation à poursuivre les études scientifiques. La plupart des résultats obtenus ont constitué la base d'une future thèse. Il le défendit en 1880 et il devint la base carrière scientifique jeune scientifique.

Disponible jeune homme L'équipement était assez primitif, mais avec son aide, Heinrich fit de nombreuses découvertes. Il a pu confirmer la présence d'ondes électromagnétiques. Déterminez leur vitesse de propagation, de réflexion et de réfraction.

L'unité de mesure hertz est nommée en son honneur. Et son découvertes célèbres a constitué la base d'inventions telles que la radio, le télégraphe et la télévision.

Grâce à ses recherches, les scientifiques ont révisé la théorie alors existante sur la nature de la lumière. Le scientifique a découvert l'effet photoélectrique. Il a également fait des découvertes en météorologie et en mécanique des contacts.

Vie personnelle et mort

L'épouse du jeune scientifique était Elizaveta Doll. Durant leur mariage, ils ont eu deux filles, Matilda et Joanna. Matilda est devenue plus tard psychologue. Les deux filles ne se sont pas mariées, le grand scientifique n'a donc pas eu de descendants directs. À l'âge de 36 ans, Heinrich Hertz décède le 1er janvier 1894 des suites d'une maladie infectieuse à Bonn. Cela a été précédé d'une grave migraine, à la suite de laquelle la granulomatose de Wegener a été diagnostiquée en 1892. Pendant deux ans, ils ont essayé de guérir Heinrich, ils l'ont opéré plusieurs fois, mais ils n'ont pas pu le sauver.

Dans les années 30, sa femme et ses filles ont dû émigrer en Angleterre. Cette étape sérieuse a été motivée par l’arrivée au pouvoir d’Hitler.

Des descendants indirects de Heinrich, ils sont entrés dans l'histoire grâce à leur contribution à la science - neveu Gustav Ludwig Hertz, il a également étudié la physique et est devenu lauréat Prix ​​Nobel et son fils qui a créé l'échographie médicale.