Vloga Heinricha Hertza pri razvoju fizike. Pridobitev doktorata

Leta 1896 je znanstvenik Popov, izumitelj radia, oddal in sprejel prvi radiogram na svetu. Njegovo besedilo je bilo sestavljeno iz dveh besed "Heinrich Hertz". To je bil praznik nemškega fizika, ki je ogromno prispeval k znanosti z eksperimentalnim dokazovanjem obstoja elektromagnetni valovi. V zgodovini znanosti ni veliko odkritij, s katerimi se srečujemo vsak dan. Toda brez Heinricha Hertza sodobni svet bi bil videti popolnoma drugače, ker vse, kar je namenjeno komunikaciji, temelji na njegovih izumih.

Heinrich Rudolf Hertz se je rodil 22. februarja 1857 v družini uglednega odvetnika. Fant je odraščal šibak in bolehen, vendar je uspešno preživel težka prva leta svojega življenja in odraščal vesel in zdrav, na veselje svojih staršev. Vsi okoli njega so mu napovedovali izjemno kariero, če se bo odločil slediti očetovim stopinjam. Heinrich je nameraval storiti prav to - vstopil je v hamburško realko in nameraval študirati sodno prakso. Toda njegova zanimanja so se spremenila, ko se je v šoli začel tečaj fizike. Starši niso preprečili svojemu sinu, da bi se sam odločil in mu dovolili, da se preseli s fakultete na gimnazijo, po kateri se je lahko vpisal na univerzo.

Leta 1875 je Hertz odšel v Dresden in začel visokošolsko izobraževanje. tehnična šola. Sprva mu je bil inženirski poklic všeč, kasneje pa je svoji materi pisal, da mu je bolje biti povprečen znanstvenik kot biti povprečen inženir. Zato je zapustil šolo in odšel v München, kjer je bil takoj sprejet v drugi letnik univerze. Leta, preživeta v Münchnu, so Heinrichu pokazala, da univerzitetno znanje ni dovolj; potreben je znanstvenik, ki se strinja, da postane njegov znanstveni mentor. Zato je Hertz po diplomi odšel v Berlin in se zaposlil kot asistent v laboratoriju največjega nemškega fizika tistega časa Hermanna Helmholtza.

Častitljivi znanstvenik je opozoril na nadarjenega mladeniča, so ugotovili dober odnos, ki je povzročilo močno prijateljstvo in tesno znanstveno sodelovanje. Pod vodstvom Helmholtza je Hertz branil odlično doktorska disertacija na temo "O indukciji v rotirajoči krogli." Na neki točki je Henry začel dvomiti o njegovi objavi teoretično delo imajo vrednost zanj kot znanstvenika. Vse bolj so ga začeli zanimati poskusi.

Pod pokroviteljstvom svojega učitelja je Hertz dobil mesto docenta v Kielu, šest let pozneje pa je postal profesor fizike na Tehniški visoki šoli v Karlsruheju. Tam je bil opremljen Hertz znanstveni laboratorij za eksperimentiranje, kar mu je dalo popolno ustvarjalno svobodo in možnost, da počne stvari, ki ga zanimajo.

Heinrich Hertz je ugotovil, da ga bolj kot karkoli na svetu zanimajo hitra električna nihanja, ki jih je proučeval že v svojih zgodnjih dneh. študentska leta. V Karlsruheju se je začelo Hertzovo najplodnejše znanstveno obdobje, ki pa žal ni trajalo dolgo.

Po svojem poročilu 13. decembra 1888 na Univerzi v Berlinu je Hertz postal priljubljen in cenjen znanstvenik, elektromagnetne valove pa so povsod začeli imenovati »Hertzevi žarki«. Leta 1932 v ZSSR in nato leta 1933 na zasedanju Mednarodne elektrotehnične komisije je bila sprejeta frekvenčna enota "hertz", ki je bila nato vključena v mednarodni sistem SI.

Leta 1892 so Hertzu odkrili okužbo, večkrat so ga operirali, a ga niso mogli rešiti, umrl je pri 36 letih v Bonnu. Pokopan je bil na pokopališču Ohlsdorf. Njegova žena Elizabeth Hertz je ostala vdova. Par Hertz je imel dve hčerki - Joanno in Matildo. Po Hitlerjevem prihodu na oblast so vsi trije emigrirali v Anglijo. Kljub temu, da je bil Hertz protestant in ga ni imel za Juda, so nacisti njegov portret odstranili s častnega mesta v hamburški mestni hiši, ker je bil »delno judovskega porekla«.

"Večerna Moskva" je spomnila na Hertzova odkritja, brez katerih bi bil sodobni svet popolnoma drugačen.

Poskusi z elektromagnetnimi valovi

Elektromagnetna teorija angleškega fizika Jamesa Maxwella 25 ni našla priznanja v znanstveni svet. Hertz je potreboval le 2 leti, da je to eksperimentalno potrdil. V svojih poskusih je znanstveniku uspelo z elektromagnetnimi valovi reproducirati vse pojave, značilne za vse valove: nastanek "sence" za močno odbojnimi predmeti (v v tem primeru- kovina), lom v veliki prizmi (iz asfalta), nastanek stoječi val kot posledica superpozicije valovanja, ki vpada na kovinsko ploščo, in valovanja, ki se odbija od te plošče. Ni le dokazal podobnosti elektromagnetnih in svetlobnih valov, temveč je uspel tudi izmeriti njihovo dolžino.

Vibrator in Hertzov resonator

Angleški fizik Maxwell je teoretično dokazal, da lahko elektromagnetno valovanje oddajajo nihajoči nabiti delci in večja kot je frekvenca nihanja, večja je energija nastalega valovanja. Nabitih delcev ni bilo težko pripraviti do nihanja - povezati morate kondenzator in induktor, da dobite nihajni krog. Kako pa lahko povečamo frekvenco nihanja naboja, da bo energija oddanih valov večja?

Hertz je našel rešitev - plošče kondenzatorja je razmaknil in zmanjšal površino plošč. Kot rezultat teh manipulacij je prejel odprto nihajno vezje ali žico. Za nadaljnje povečanje frekvence nihanja elektronov v žici bo Hertz zmanjšal število ovojev tuljave.

Zdaj pa je bilo treba elektrone oscilirati znotraj nastalega kosa žice. Heinrich je žico prerezal na pol in konce povezal z virom visoka napetost tako da se med kosi žice pojavijo električne iskre.

Tako je Hertz izdelal vibrator (oddajnik) in resonator (sprejemnik) elektromagnetnega valovanja. Vibrator Hertz je videti kot dve bakreni palici z medeninastimi kroglicami, pritrjenimi na najbližja konca. Reža med njima je iskrišče. Na palice je bil doveden visokonapetostni tok in v določenem trenutku se je med kroglicami pojavila napetost. električna iskra zaradi česar je upor njegove zračne reže tako majhen, da so v vibratorju nastali visokofrekvenčni valovi elektromagnetne vibracije. Ker je vibrator odprt nihajni tokokrog, se oddajajo elektromagnetni valovi.

Da bi zajel oddane valove, si je Hertz omislil resonator - odprt žični obroč z enakimi medeninastimi kroglicami na koncih kot "oddajnik" in nastavljivo razdaljo med njimi. Znanstvenikove naprave presenetijo s svojo preprostostjo in očitno učinkovitostjo. S spreminjanjem velikosti in položaja resonatorja ga je Hertz uglasil na frekvenco nihanja vibratorja. Majhne iskre so preskočile v resonatorju v trenutku, ko so se med vibratorskimi kroglicami pojavile razelektritve. Iskre so bile zelo šibke, zato jih je bilo treba opazovati v temi.

Leta 1888 je Hertz po seriji delovno intenzivnih poskusov eksperimentalno dokazal obstoj elektromagnetnega valovanja, ki se širi v vesolju, kar je napovedal Maxwell.
Hertz je bil prvi, ki je zavestno manipuliral z elektromagnetnimi valovi, vendar se ni lotil vzpostavitve brezžične radijske komunikacije. Vendar so Heinrichovi poskusi, ki jih je podrobno opisal v svojem znanstveni članki, zanimala fizike po vsem svetu. mnogi znanstveniki so začeli iskati načine za izboljšanje sprejemnika in resonatorja elektromagnetnih valov. Hertzov resonator ni bil zelo občutljiva naprava in je lahko zaznal le elektromagnetne valove, ki jih oddaja vibrator v prostoru. Toda na koncu je znanstvenikovo odkritje pripeljalo do izuma radiotelegrafa in nato radia.

Foto učinek

Da bi bolje videl iskro med poskusom, je Hertz postavil sprejemnik v zatemnjeno škatlo. Hkrati je opazil, da se je dolžina iskre skrajšala. Nato je Hertz izvedel vrsto poskusov v tej smeri, zlasti je preučeval odvisnost dolžine iskre v primeru, ko je bil med oddajnikom in sprejemnikom nameščen zaslon iz različnih materialov.

Hertz je ugotovil, da elektromagnetni valovi prehajajo skozi nekatere vrste materialov in se odbijajo od drugih, kar je vodilo v prihodnji razvoj radarjev. Poleg tega je znanstvenik opazil, da napolnjen kondenzator izgubi naboj veliko hitreje, ko so njegove plošče osvetljene ultravijolično sevanje. Novo odkritje v fiziki so poimenovali fotoelektrični učinek in teoretična osnova Ta pojav je podaril Albert Einstein, ki je zanj leta 1921 prejel Nobelovo nagrado.

Mentor Heinricha Hertza je svojega učenca nekoč imenoval »ljubljenec bogov«. In to je načeloma razumljivo. Navsezadnje so skoraj vse smeri nastale iz del Hertza moderna fizika. Bil je eden od utemeljiteljev elektrodinamike. Toda naredil je več kot le znanost. Pisal je poezijo, bil odličen strugar ... Žal, vse življenje mu je zagodlo slabo zdravje. Biografija Heinricha Hertza bo bralcu povedala v članku.

V družini judovskih finančnikov

Eden od utemeljiteljev elektrodinamike se je rodil konec zime 1857 v Hamburgu. Heinrich Rudolf Hertz je odraščal in bil vzgojen v judovski družini. Vsi njegovi predniki so bili predvsem finančniki in bankirji. Ob pravem času so sprejeli tudi luteranstvo.

Pradedek briljantnega fizika je nekoč uspel ustanoviti eno od znanih bank, ki še vedno deluje.

Hertzov oče je delal kot odvetnik, čez nekaj časa pa je postal senator. Mama je odraščala v družini vojaškega zdravnika.

Poleg malega Heinricha je imel še brata. Upoštevajte, da so vsi delali v finančni sektor, kot glava družine.

Odličen strugar

Ob rojstvu je bil Henry zelo šibek otrok. In njegovi starši so se zelo bali zanj, za njegovo življenje.

Heinrich Rudolf Hertz je bil priden, ubogljiv in vedoželjen fant. Imel je tudi fenomenalen spomin. Učil se je odlično, v razredu pa je veljal za neprekosljivega študenta v inteligenci.

Z velikim zanimanjem je študiral tudi mladi Heinrich Hertz arabščina in fizika. Rad je bral, najbolj pa je imel dela Danteja in Homerja. Pravzaprav je sam poskušal pisati poezijo.

Po pouku je ob nedeljah začel obiskovati t.i. šola za umetnost in obrt. Učitelji so ga naučili osnov risanja in struženja. Eden od mentorjev je nekoč priznal, da bi bil Hertz v tem pogledu odličen strokovnjak. Mimogrede, te veščine so mu bile več kot koristne, ko je začel oblikovati svojega eksperimentalne naprave. Mimogrede, svoje prve fizikalne inštrumente je izdelal že med šolanjem.

Henryjevi starši so seveda upali, da bo šel po očetovih stopinjah. Upravičeno so verjeli, da pravosodje daje dober dohodek in je vedno v časti. In sam mladenič se je pripravljal, da postane odvetnik.

Usodna odločitev

Ko je prejel abitur, je začel študirati v Dresdnu in Münchnu. Tehnologija ga je še naprej močno privlačila. Heinrich se je odločil postati inženir. V teh izobraževalnih ustanovah je lahko sodeloval pri gradnji enega od nemških mostov.

V tem obdobju je nemški fizik skeptično ocenjeval svoje sposobnosti in sprva menil, da mu študij znanosti ni usojen. Potem pa je ugotovil, da ga inženirska kariera tudi ne privlači.

Ko se je začela specializacija, je Hertz ugotovil, da njegova strast do znanosti še vedno terja svoj davek. Ni želel postati ozek specialist in je bil željan znanstvenega dela. Starša sta sprejela to težko odločitev svojega sina in ga podprla. Spomladi 1978 je mladi Hertz odšel v glavno mesto Nemčije, kjer je postal študent na oddelku za fiziko univerze.

Prva spoved

Na univerzi je bil njegov mentor največji fizik tiste dobe Ferdinand Helmholtz. Ni mogel pomagati, da ne bi bil pozoren na tega inteligentnega mladeniča. Predlagal je, naj se raje odloči težka naloga na področju elektrodinamike. Hkrati pa ni dvomil, da nadarjenega študenta to vprašanje ne bo le zanimalo, ampak ga bo tudi uspešno rešilo.

V tistih časih je bila elektrodinamika pravzaprav še vsem nerazumljiva. Znanstveniki so v zvezi s tem uporabili zelo dvomljive teorije. In še nihče ni oblikoval jasne predstave o fizični naravi magnetnih in električnih polj.

Helmholtz je svojemu učencu dal devet mesecev časa, da reši problem. Hertz se je vedno raje ukvarjal z znanostjo v laboratorijih in se je zato lotil naloge.

Mladi znanstvenik je pokazal značajske lastnosti raziskovalca. Bil je preveč delaven in vztrajen. Poleg tega je imel umetnost eksperimentiranja. Začel je sam izdelovati in razhroščevati instrumente.

Posledično je bil Helmholtzov problem rešen v samo treh mesecih in ne v devetih, kot je bilo prej pričakovano. Mentor se ni zmotil glede Heinrichovih sposobnosti. Njegov učenec je imel povsem nenavaden talent.

Hertz je za svoje delo prejel nagrado.

Doktorska disertacija

Po študentskih počitnicah je poleti 1879 Hertz poskušal izvesti novo serijo poskusov. Pravzaprav so bili nadaljevanje prejšnjih. Takrat je začel proučevati indukcijo v rotacijskih telesih. To temo je vzel kot disertacijo za naziv doktorja znanosti.

Heinrich je verjel, da lahko svoje delo dokonča v nekaj mesecih, nato pa bo zagovarjal sam projekt. Spomnimo, znanstvenik je bil še študent berlinske univerze.

Nadarjeni fizik je delal z navdušenjem in dokončal svoje raziskave. Hertz je vseeno uspel dokazati odlično obvladovanje eksperimentalne naprave. Delo za stružnica V zvezi s tem je vsekakor pomagalo.

Z eno besedo, več kot uspešno je zagovarjal disertacijo in postal doktor. Upoštevajte, da je bil to za tiste čase redek pojav. Še posebej za študenta.

Začetek kariere kot diplomant

Leta 1880 je Hertz prejel univerzitetno diplomo. Sprva je bil kot strokovni specialist, pomagal mentorju in bil asist.

In malo kasneje se je nemški fizik preselil v Kalsruhe, kjer je postal profesor na višji tehnična šola. Šest mesecev pozneje se je odločil za poroko. Njegova žena je bila Elizabeth Doll. Pravijo, da je bila poroka eden najpomembnejših razlogov za konec obdobja depresije, za katero je, kot kaže, trpel. Odslej ga ni nič več zadrževalo in brezglavo se je potopil v znanost.

Znane naprave Hertz

V Karlsruheju je imel na razpolago profesor Hertz fizikalni laboratorij z opremo. Zdaj je lahko od gole teorije prešel k popolni praksi. Tu je lahko izvedel genialne poskuse v zvezi z distribucijo električna sila, ki jih je predlagal britanski fizik Maxwell. Le redki so razumeli, da prihaja novo obdobje v znanosti - obdobje elektrike in magnetizma.

Konec 80. let 19. stoletja je znanstveniku uspelo izvesti svoje poskuse. Uspelo jim je dokazati resničnost elektromagnetnih valov.

V eni od laboratorijskih omar je videl dva indukcijske tuljave, in z zavidljivo aktivnostjo začel eksperimentirati z njimi.

Seveda se mu je za tista leta oprema, ki jo je uporabljal, zdela preveč elementarna. Toda rezultati, ki jih je dosegel, so bili impresivni.

Med poskusi mu je uspelo ustvariti ne le visokofrekvenčni generator, ampak tudi sprejemnik teh vibracij (resonator).

Z eno besedo, izumil in zasnoval je svoj znani oddajnik elektromagnetnih valov - Hertzov vibrator ali Hertzov radijski oddajnik. Znanstvenik se ni ustavil pri tem. Ustvarjen je bil tudi ustrezen radijski sprejemnik Hertz.

Slava znanstvenika

Po zaključku poskusov je delil rezultate v svojem delu z naslovom "O žarkih električne sile". Ta opus je izšel konec leta 1888.

Znanstveniki so se bili prisiljeni strinjati, da je obstoj elektromagnetnih valov zdaj neizpodbiten. Tako je bilo leto 1888 leto odkritja elektromagnetnega valovanja. In zato je Hertz potrdil eksperimentalno da je Maxwellova teorija popolnoma pravilna.

Hertz je bil pravo zmagoslavje. Leta 1889 evropskih državah Začeli so mu podeljevati priznanja. Na akademijah znanosti različna stanja izvoljen je bil za njenega dopisnega člana. Doma je bil odlikovan s prestižnim redom.

Utelešenje Hertzovih idej

Toda najboljši dokaz zanesljivosti Maxwellove teorije sploh niso bili poskusi, temveč praksa in izvajanje znanstvenih idej.

Tako so se skoraj desetletje po Hertzovih poskusih elektromagnetni valovi začeli uporabljati v praksi.

Čeprav znanstvenik sam ni videl pomena radijskih valov, ki jih je odkril. Odločil se je celo napisati pismo članom Dresdenske gospodarske zbornice. Predlagal je ustavitev raziskav na teh valovih. Menil je, da je ta dejavnost po njegovih besedah ​​popolnoma neuporabna.

Če pa Hertz ni videl smisla v uporabi valov, je ruski znanstvenik Aleksander Popov več kot cenil odkritje nemškega profesorja. Uspelo mu ga je uporabiti za radijsko zvezo. Avtor: na splošno, je postal utemeljitelj sodobne radiofizike. In prve besede, ki so bile prenesene prek prve brezžične komunikacije, so bile "Heinrich Hertz." To se je zgodilo spomladi 1896, ko samega Hertza ni bilo več na svetu.

Zadnja leta življenja velikega znanstvenika

Po zmagoslavju so Hertzu ponudili, da se preseli v Bonn. Tam bi vodil univerzitetni oddelek za fiziko. Ponudbo je sprejel in tam začel živeti.

Nekega dne je med eksperimentiranjem opazil, da so se v njegovi eksperimentalni napravi pojavile iskre. Ti rezultati so bili odkritje popolnoma novega pojava. Imenovali so ga "foto učinek".

Mimogrede, kasneje sledilec Hertza, sijajni Albert Einstein je znal teoretično utemeljiti ta pojav. Za to je prejel Nobelovo nagrado. To se je zgodilo leta 1921.

Smrt Heinricha Rudolfa Hertza

Znanstvenikovo trdo delo zanj ni ostalo nekaznovano. In leta 1892 so mu po dolgi migreni postavili grozljivo diagnozo. Diagnosticirali so mu zastrupitev krvi. Oslepel je, nato so ga boleli zobje, ušesa in nos. Zdravniki so poskušali rešiti briljantnega eksperimentatorja. Prestal je številne operacije, a vse je bilo zaman. Prvi dan leta 1894 ga ni bilo več. Preostalo nedokončano delo je dokončal in objavil Hertzov mentor Hermann Helmholtz.

Dediči

Elizabeth Hertz, žena genija, se ni nikoli več poročila.

Tudi izumiteljevi hčerki Matilda in Joanna nista prepoznali šarma družinsko življenje. Hertz ni imel dedičev.

Ko je Hitler prišel na oblast v državi, so se hčere in mati izselile na obale Meglenega Albiona.

Hertzov nečak je sledil stopinjam svojega slavnega strica. Študiral je tudi fiziko in celo postal Nobelov nagrajenec. Uspelo mu je ustvariti medicinski sonograf. Vsi sodobni ultrazvočni aparati so izšli iz te naprave.

Življenje po smrti

Za ovekovečenje spomina na genialni fizik, je bil predstavljen nova enota frekvence. Imenuje se "Hertz".

Leta 1987 je bila ustanovljena ustrezna medalja. Vsako leto jo podelijo študentom – teoretikom in eksperimentatorjem.

Eden od lunarni kraterji in teleradiokomunikacijski stolp v Nemčiji sta poimenovana po Heinrichu Hertzu...

- slavni nemški fizik, pogumen eksperimentator, eden od ustanoviteljev elektrodinamike, globok in nadarjen teoretik. Hertz se je rodil 22. februarja 1857 v Hamburgu. Njegov oče je bil uspešen odvetnik, ki je kasneje postal senator v Hamburgu. Vse življenje je med Hertzom in njegovimi starši obstajala velika duhovna bližina. Odličen spomin, radovednost in takojšnja inteligenca so Heinrichu omogočili, da je z lahkoto študiral vse predmete, pisal poezijo ter študiral kleparstvo in tesarstvo. Mimogrede, študij struženja mu bo v prihodnosti pomagal pri ustvarjanju eksperimentalnih instalacij. Po realki je šel na gimnazijo, ki jo je leta 1875 uspešno končal. Nadaljnji študij je potekal v Dresdnu in nato na Politehniki v Münchnu.

Po diplomi na Politehniki je Hertz spremenil svojo odločitev in postal inženir, čutil je željo po znanstvenem delu in spomladi 1878 je vstopil na Univerzo v Berlinu. Tu je bil njegov mentor slavni znanstvenik tistega časa Hermann Helmholtz. Kot tekmovalni problem je Helmholtz svojemu nadarjenemu učencu predlagal temo s področja elektrodinamike. Namesto zahtevanih 9 mesecev je Hertz briljantno opravil nalogo v 3 mesecih, pri čemer je pokazal vztrajnost, trdo delo in lastnosti pogumnega, nadarjenega eksperimentatorja. Delo je bilo nagrajeno.

Jeseni 1879 je Hertz začel delati na svoji doktorski disertaciji na temo: "O indukciji v rotacijskih telesih." Neverjetno je, da je bodoči znanstvenik potreboval nekaj več kot dva meseca, da je dokončal delo. 5. februarja 1880 je 23-letni Hertz, medtem ko je bil še študent, zagovarjal svojo disertacijo "z odliko" in prejel doktorat. To delo je bilo teoretično. Leta 1883 je prejel položaj privatdozenta v Kielu. Specifikacije tukaj je veliko slabše kot v prestolnici, fizičnega laboratorija ni. In Hertz nadaljuje s študijem teoretična vprašanja, preučevanje elektrike, električne vibracije. V svojem delu iz leta 1884 pride do zaključka, da ima Maxwellova elektrodinamika prednosti pred konvencionalno, ni pa dokazano, da je edina možna.

Leta 1885 je postal profesor fizike na tehnični visoki šoli v Karlsruheju. Kmalu se poroči z Elizaveto Doll. Iz tega zakona bosta imela dve očarljivi hčerki. Še kot študent je Hertz z zanimanjem preučeval elektriko. električne vibracije in zdaj razume, da ga ta vprašanja najbolj zanimajo. Leta 1887 je izšel njegov članek »O zelo hitrem električne vibracije«, kjer opisuje eksperimentalno postavitev, poskuse in način generiranja nihanj. V procesu poskusov je Hertz izumil vir visokofrekvenčnih nihanj - generator, pa tudi sprejemnik teh nihanj - resonator. Ugotavlja, da je pri resonanci vpliv generatorja na sprejemnik še posebej velik. Zahvaljujoč številnim poskusom je Hertz dokazal obstoj elektromagnetnega valovanja. V svojem delu "O žarkih električne sile", objavljenem leta 1888, je dokazal popolno analogijo elektromagnetnega valovanja s svetlobnimi valovi in ​​to opisal. To je bilo leto odkritja elektromagnetnega valovanja in sijajne eksperimentalne potrditve Maxwellove teorije.

Hertz je enačbam elektrodinamike dal simetrično obliko; njegovo delo o elektrodinamiki je prispevalo k nastanku radia, brezžični telegraf, televizija. Leta 1887 je znanstvenik opisal pojav fotoelektričnega učinka, ki ga je odkril. IN zadnja leta Hertz je vodil oddelek za fiziko na Univerzi v Bonnu. Izvaja poskuse z izpust plina in napiše knjigo "Načela mehanike, postavljena v novi povezavi", kjer je izpeljal splošne izreke mehanike, ki temeljijo na enem samem principu. Trdo delo je negativno vplivalo na zdravje znanstvenika; 1. januarja 1894 je veliki znanstvenik umrl. To je postala velika nepopravljiva izguba ne le za družino in prijatelje, ampak tudi za ves znanstveni svet.

Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) - nemški fizik, eden od ustanoviteljev elektrodinamike. Eksperimentalno je dokazal (1886-89) obstoj elektromagnetnega valovanja (s Hertzovim vibratorjem) in ugotovil istovetnost osnovnih lastnosti elektromagnetnega in svetlobnega valovanja. Enačbam Jamesa Maxwella je dal simetrično obliko. Odkril zunanji fotoelektrični učinek (1887). Zgradil je mehaniko brez koncepta sile.

Hertzova nihanja pri izbiri poti

Heinrich Hertz se je rodil 22. februarja 1857 v Hamburgu kot sin odvetnika, ki je kasneje postal senator mesta Hamburg. Deček se je rodil šibek, zato so se za njegovo življenje na srečo pojavili celo neutemeljeni strahovi. Odraščal je poslušen, priden in vedoželjen, imel je odličen spomin, kar mu je zlasti omogočalo enostavno učenje tuji jeziki(vključno celo z arabščino). Henryjeva najljubša avtorja sta bila Homer in A. Dante. In še nekaj: iz njegovih številnih pisem staršem je razvidno, kakšna duhovna bližina ga je povezovala z njimi.

Razen srednja šola, mladi Henry je ob nedeljah obiskoval tudi šolo umetnosti in obrti. Tam so se učili risanja, pa tudi mizarstva in kleparstva. Ko je Heinrich Hertz že postal slaven znanstvenik, je bivši učitelj obračal, rekel: "Škoda, bil bi odličen strugar." Vse to je bilo kasneje zelo koristno za Hertza, ko je ustvaril svoje eksperimentalne nastavitve. Njegovi prvi poskusi konstruiranja fizičnih naprav segajo v šolska leta.

Iz vsega se je videlo, da fanta vleče v znanost. Toda zdelo se mu je, da od človeka zahteva nekaj izjemnih podatkov, in dvomil je, da ima dovolj za znanstveno delo sposobnosti. Zato se je Hertz, ki ga je pritegnila tudi tehnologija, po prejemu maturitetnega spričevala odločil za inženirsko pot. Potem ko je odšel najprej v Dresden in nato v München, se je tam vpisal na politehnično šolo, po diplomi pa je celo sodeloval pri gradnji mostu.

A ta izbira ni bila dokončna. Hrepenenje po znanosti je postajalo vedno močnejše in je premagalo vsa obotavljanja. Novembra 1877 je Heinrich Hertz pisal svojim staršem: »Pogosto sem si rekel, da mi je bolje biti povprečen inženir kot povprečen znanstvenik. Zdaj pa mislim, da ima Schiller prav, ko je rekel: "kdor se boji tvegati svoje življenje, ne bo imel uspeha v tem," in da bi bila pretirana previdnost z moje strani norost. Njegovi starši so razumeli in podprli njegovo odločitev, zato je Heinrich spomladi 1878 prišel v Berlin in se tam vpisal na univerzo.

V Berlinu

V Berlinu se je Heinrich Hertz srečal s čudovitim znanstvenikom in osebo, izjemnim naravoslovcem tistega časa, znanstvenikom Hermannom Helmholtzom.

Helmholtz, pod vodstvom katerega je Hertz začel delati v delavnici, se je pozneje spominjal: »Že od seznanjanja z njegovim osnovno delo Prepričan sem bil, da imam opravka z osebo, obdarjeno z resnično izjemnimi sposobnostmi. Konec poletja sem morala študentom predlagati temo za raziskovalno nalogo. Odločil sem se za področje elektrodinamike, saj sem bil prepričan, da bo Hertza ta tema zanimala in bo njegovo delo plodno. Realnost je upravičila mojo domnevo.« Kasneje je Helmholtz Hertza celo imenoval "ljubljenec bogov".

Takrat še ni bilo jasno razumevanje fizične narave električnih in magnetnih polj. Bilo je splošno razširjeno mnenje, da so z njimi povezane določene "tekočine", ki imajo, tako kot vsi znani mediji, maso in s tem vztrajnost. Če se dirigent pojavi ali ustavi električni tok, bi bilo treba to vztrajnost razkriti in Hertz je želel to eksperimentalno raziskati.

Zdaj, ko vemo, da je električni tok v prevodnikih posledica odnašanja elektronov, postane jasno, da poskusi Heinricha Hertza niso mogli zaznati želenega učinka vztrajnosti. Kljub dejstvu, da so bili rezultati poskusov dejansko negativni, je bilo delo zelo visoko cenjeno in leta 1879 nagrajeno z univerzitetno nagrado. Kmalu se je začelo nove serije poskusi, ki jih lahko štejemo za nadaljevanje prejšnjih - vendar je bil šele zdaj narejen poskus zaznavanja "električne vztrajnosti" v vrtečih se prevodnih kroglicah.

Tudi to delo (presenetljivo je bilo opravljeno s tako intenzivnostjo, da je trajalo le kakšna dva meseca!) je bilo visoko ocenjeno in 5. februarja 1889 je 23-letni Hertz na njegovi podlagi zagovarjal svojo doktorsko disertacijo (»z odliko«). ,« kot je bilo posebej zapisano). Disertacija je bila pretežno teoretična - avtor je pokazal briljantno obvladovanje matematičnega aparata. Heinrich Hertz ni bil samo briljanten eksperimentator, a tudi teoretik in matematik najvišjega razreda. Zato ni presenetljivo, da je prešel na novo temo - teorijo elastičnosti. Če bomo presenečeni, potem je morda samo zato, ker je veličasten tehnična oprema laboratorijev na Univerzi v Berlinu, ki je Hertza sprva tako razveseljeval, skoraj nikoli ni uporabljal. Morda preobremenjenost in nekaj nezadovoljstva z delom, ki je bilo posvečeno študiju ostankov električna polarizacija v tekočih dielektrikih, kot tudi razelektritve v plinih. Za slednjo je Hertz delal skoraj dva meseca, da bi ustvaril električno baterijo iz 1000 elementov, ki pa je po zelo kratkem času delovanja propadla.

Kmalu, istega leta 1882, je nepričakovano, kot se morda zdi, prešel na reševanje problemov na področju teorije elastičnosti. Med njimi je tudi odklon elastične plošče, obremenjene na različne načine (ta problem je morda zanimal Hertza, ko je opazoval odnašanje ledu). Tehnični delovni pogoji v Kielu so bili bistveno slabši kot v Berlinu, a tukaj so mu ponudili mesto privatdozenta.

Tri leta kasneje, v začetku leta 1885, je Heinrich Hertz postal profesor na tehnični visoki šoli v Karlsruheju. Šest mesecev po preselitvi tja se je poročil z Elizaveto Doll in morda je bil to eden od pomembni razlogi konec obdobja depresije.

Maxwellova teorija in Hertzovi poskusi.

Leto 1873 zavzema posebno, izjemno mesto v zgodovini fizike. Letos se je pojavila Maxwellova briljantna Razprava o elektriki in magnetizmu. Tedaj so le redki ugotovili, da je nastopilo novo obdobje v znanosti o elektriki in magnetizmu ter verjetno v celotni fiziki.

Oblikovanje moderne klasična elektrodinamika, ki se je začelo z deli Michaela Faradaya, o katerem je Maxwell rekel: »Faraday je videl s svojim umskim očesom električni vodi, ki prežema ves prostor. Kjer so matematiki videli središča napetosti sil dolgega dosega, je Faraday videl vmesnega dejavnika. Kjer niso videli nič drugega kot razdaljo, zadovoljen z odkrivanjem zakona porazdelitve sil, ki delujejo na električne tekočine, je Faraday iskal bistvo resnični pojavi teče v okolju."

Te besede vsebujejo jedro tistega, po čemer se koncept delovanja kratkega dosega, tj. univerzalna gravitacija Newton) ideje o delovanju na dolge razdalje - takojšnje neposredno delovanje na daljavo.

Maxwell je zapisal, da je samo dodal Faradayeve ideje matematična oblika. V resnici je bil seveda Maxwellov prispevek veliko pomembnejši, vendar to ni bilo takoj cenjeno. In ena od pomembnih točk je bilo vprašanje elektromagnetnih valov.

Iz Maxwellove teorije je sledilo, da se elektromagnetno polje širi z hitrost terminala. To je samo po sebi pripeljalo do zaključka, da bi se lahko "odtrgal" od virov, ki ga ustvarjajo - naboji in tokovi, to je, da sevajo, razpršijo v obliki valov. Zanimivo je, da je leta 1832 Faraday Kraljevski družbi v Londonu izročil zapečateno pismo, ki so ga prebrali šele 100 let pozneje in je vsebovalo naslednje besede: »Prišel sem do zaključka, da distribucija magnetna interakcija potreben je čas, ki pa bo očitno zelo nepomemben. Verjamem tudi, da električna indukcija potuje na enak način. Verjamem, da širjenje magnetne sile od magnetni pol izgleda kot tresljaji na razburkani vodni gladini ...«

Maxwell je imel briljantno idejo, da ima tudi svetloba elektromagnetne narave, kaj je to - poseben primer elektromagnetni valovi. In leta 1886-88 je Heinrich Hertz izvedel svoje poskuse, ki so dokazali resničnost elektromagnetnih valov.

Oprema, ki jo je uporabljal Hertz, se morda zdi več kot preprosta, vendar so rezultati, ki jih je dosegel, še toliko bolj osupljivi. Viri elektromagnetno sevanje imel je iskre v odvodnikih. Elektromagnetni valovi iz odvodnikov so povzročili iskričaste razelektritve med kroglicami v "sprejemnikih", ki se nahajajo nekaj metrov stran v tokokrogih, uglašenih na resonanco. Hertz je uspel ne samo zaznati valove, vključno s stoječimi, ampak tudi preučiti hitrost njihovega širjenja, odboja, loma in celo polarizacije. Vse to je zelo spominjalo na optiko, z edino (zelo pomembno!) razliko, da so bile valovne dolžine skoraj milijardokrat večje.

Hertzovi poskusi so imeli pomembno vlogo pri razvoju sodobne elektrodinamike. Ampak ni zaman, da pravijo: "Nič ni bolj praktičnega kot dobra teorija! Nepotrebno bi bilo danes, ko elektromagnetni valovi dobesedno prežemajo vse, ponavljati, da je imelo Hertzovo delo ogromen vpliv na celotno življenje človeštva, vendar so ta dela prejela visoke ocene in njegovih sodobnikov. Leta 1889 mu je Italijansko društvo znanosti v Neaplju podelilo Matteucijevo medaljo, Pariška akademija znanosti Lacazejevo nagrado in Dunajska cesarska akademija- Baumgartnerjeva nagrada. Leto kasneje London kraljeva družba podeli Heinrichu Hertzu Rumfordovo medaljo in leta 1861 Kraljeva akademija v Torinu - nagrada Bressa.

Pruska vlada ga je odlikovala z redom krone, berlinska, münchenska, dunajska, rimska, göttingenska in druge akademije so ga izvolile za svojega dopisnega člana. Enota za frekvenco je poimenovana v njegovo čast - Hertz.

Heinrich Hertz je potrdil zaključke Maxwellove teorije, da je hitrost širjenja elektromagnetnega valovanja v zraku enaka hitrosti svetlobe, in ugotovil istovetnost osnovnih lastnosti elektromagnetnega in svetlobnega valovanja. Hertz je preučeval tudi širjenje magnetnih valov v prevodniku in nakazal metodo za merjenje hitrosti njihovega širjenja.

Heinrich Hertz ostaja v spominu ne samo kot na velikega eksperimentatorja, ampak tudi kot na globokega teoretika. V razvoju Maxwellove teorije je Hertz enačbam elektrodinamike dal simetrično obliko, ki prikazuje razmerje med električnim in magnetni pojavi. Hertzovo delo na področju elektrodinamike je imelo veliko vlogo pri razvoju znanosti in tehnologije. Njegova dela so vodila do nastanka brezžične telegrafije, radia in televizije.

Zadnja leta Hertzovega življenja

Leta 1886-87 je Heinrich Hertz prvi opazil in opisal zunanji fotoelektrični učinek. Znanstvenik je razvil teorijo resonatorskega vezja, proučeval lastnosti katodnih žarkov in raziskoval vpliv ultravijoličnih žarkov do električne razelektritve. Zadnja štiri leta svojega življenja je posvetil eksperimentu s plinskim praznjenjem in delu na knjigi "Principles of Mechanics Expounded in a New Connection", ki predstavlja izviren pristop k tej znanosti. Tukaj je zaključil Hertz splošni izreki mehanika in njen matematični aparat, ki temelji na enem samem principu (Hertzov princip ali princip najmanjše ukrivljenosti, eden od variacijski principi mehanika).

Heinrich Hertz je umrl 1. januarja 1894 v Bonnu, ko je živel le 37 let. Njegova smrt zaradi splošne zastrupitve krvi je bila hud udarec ne samo za njegove starše, ženo in dve hčerki, ampak tudi za vse njegove sodelavce in študente ter za vso fiziko.

Otroštvo

Nemški fizik, ki je postal utemeljitelj elektrodinamike, se je rodil 22. februarja 1857 v Hamburgu. Njegova družina so bili zelo uspešni Judje. Njegov oče se je ukvarjal s trgovino in bil član mestnega sveta, njegova babica pa je bila iz družine bogatih bankirjev. Banka, ki jo je ustanovil njen oče in deluje še danes. Heinrichova mati Anna Elisabeth Pfefferkorn je bila iz Frankfurta na Majni. V njihovi družini so bili poleg Henryja še trije mlajši bratje in sestra.

Že od otroštva je bil Henry bolehen in šibek otrok. Zato mobilni in hitre igre niso bili zanj. Imel pa je na voljo veliko knjig; bral je lahko, kolikor je želel, in rad se je učil tudi tujih jezikov. Da, nazaj noter v mladosti sam se je učil arabščine in sanskrta. Vse to je odlično treniralo otrokov spomin.

Pot v znanost

Njegovi starši so verjeli, da bi moral njihov sin slediti očetovim stopinjam in postati odvetnik, za kar je bil fant poslan v gimnazijo na Univerzi v Hamburgu. Tehnologijo in naravoslovje je mladi študent študiral v Berlinu, Münchnu in Dresdnu. Pri 23 letih je doktoriral na študiju v Berlinu. In 5 let kasneje je Heinrich prejel naziv profesorja na univerzi v Karlsruheju. Tam je naredil svoje znanstveno odkritje o elektromagnetnih valovih. Že med študijem se je zaposlil v laboratoriju pri slavni fizik Hermann Helmholtz, bil je precej znan znanstvenik tistega časa. Pod njegovim vodstvom je potekalo veliko študij, zahvaljujoč njemu je bila zagovorjena disertacija in napisanih veliko del. Njuno plodno sodelovanje je kmalu preraslo v tesno prijateljstvo.

V tistih letih je bila takšna znanost, kot je fizika, malo raziskana. Znanstveniki tistega časa so verjeli, da v naravi obstajajo samo tekočine, magnetne in električna polja niso v celoti raziskani.
Ampak ne samo teoretični del znanost je bila mlademu znanstveniku zanimiva. Eksperimenti ga vse bolj privlačili, izvajal jih je v fizikalni inštitut, ki se je nahajal na Univerzi v Berlinu.

Znanstvena dela

Heinrich Hertz je izvedel številne poskuse, vendar pozitivne rezultate niso prejeli takoj. Vendar je za svoje raziskave prejel posebno nagrado Univerza v Berlinu. Nagrada je postala močna spodbuda za nadaljnji študij znanosti. Številni pridobljeni rezultati so bili podlaga za prihodnjo disertacijo. Zagovarjal jo je leta 1880 in postala je osnova znanstvena kariera mladi znanstvenik.

Na voljo mladenič Oprema je bila precej primitivna, vendar je Heinrich z njeno pomočjo naredil veliko odkritij. Uspelo mu je potrditi prisotnost elektromagnetnih valov. Določite njihovo hitrost širjenja, odboja in loma.

V njegovo čast je poimenovana merska enota hertz. In njegov znana odkritja je bila podlaga za izume, kot so radio, telegraf, televizija.

Zahvaljujoč njegovim raziskavam so znanstveniki revidirali takrat obstoječo teorijo o naravi svetlobe. Znanstvenik je odkril fotoelektrični učinek. Odkril je tudi v meteorologiji in kontaktni mehaniki.

Osebno življenje in smrt

Žena mladega znanstvenika je bila Elizaveta Doll. V zakonu sta se jima rodili dve deklici, Matilda in Joanna. Matilda je kasneje postala psihologinja. Obe hčerki se nista poročili, zato veliki znanstvenik ni imel neposrednih potomcev. V starosti 36 let je Heinrich Hertz 1. januarja 1894 umrl zaradi nalezljive bolezni v Bonnu. Pred tem je bila huda migrena, po kateri je bila leta 1892 diagnosticirana Wegenerjeva granulomatoza. Heinricha so dve leti poskušali pozdraviti, večkrat so ga operirali, a ga niso mogli rešiti.

V tridesetih letih prejšnjega stoletja so morale njegova žena in hčere emigrirati v Anglijo, ta resen korak je spodbudil Hitlerjev vzpon na oblast.

Od Heinrichovih posrednih potomcev so se v zgodovino zapisali zaradi svojega prispevka k znanosti - nečak Gustav Ludwig Hertz je prav tako študiral fiziko in postal nagrajenec Nobelova nagrada in njegov sin, ki je ustvaril medicinsko sonografijo.