W historii nauki dokonano wielu odkryć. Jednak tylko z kilkoma z nich mamy do czynienia na co dzień. Nie można wyobrazić sobie współczesnego życia bez tego, co zrobił Hertz Heinrich Rudolph.
Ten niemiecki fizyk stał się twórcą dynamiki i udowodnił całemu światu fakt istnienia fal elektromagnetycznych. To dzięki jego badaniom korzystamy z telewizji i radia, które mocno wkroczyły w życie każdego człowieka.
Rodzina
Heinrich Hertz urodził się 22 lutego 1857 roku. Jego ojciec, Gustav, był prawnikiem z natury swojej pracy, po awansie do rangi senatora miasta Hamburg, w którym mieszkała rodzina. Matką chłopca jest Betty Augusta. Była córką słynnego założyciela banku w Kolonii. Warto powiedzieć, że instytucja ta nadal funkcjonuje w Niemczech. Heinrich był pierworodnym Betty i Gustava. Później w rodzinie pojawiło się jeszcze trzech chłopców i jedna dziewczynka.
Lata szkolna
Jako dziecko Heinrich Hertz był słabym i chorowitym chłopcem. Dlatego nie lubił zabaw na świeżym powietrzu i ćwiczeń fizycznych. Ale z drugiej strony Heinrich z wielkim entuzjazmem czytał różne książki i uczył się języków obcych. To wszystkoprzyczynił się do treningu pamięci. Na temat biografii przyszłego naukowca krążą ciekawostki, z których wynika, że chłopcu udało się samodzielnie nauczyć języka arabskiego i sanskrytu.
Rodzice wierzyli, że ich pierworodny z pewnością zostanie prawnikiem, idąc w ślady swojego ojca. Chłopiec został wysłany do Hamburskiej Szkoły Realnej. Tam miał studiować prawo. Jednak na jednym z poziomów nauczania w szkole zaczęto organizować zajęcia z fizyki. I od tego momentu zainteresowania Henry'ego zmieniły się radykalnie. Na szczęście jego rodzice nie nalegali na studiowanie prawa. Pozwolili chłopcu odnaleźć swoje powołanie w życiu i przenieśli go do gimnazjum. W weekendy Heinrich uczył się w szkole rzemieślniczej. Chłopiec spędził dużo czasu za rysunkami, studiując stolarstwo. Jako uczeń podejmował pierwsze próby tworzenia instrumentów i aparatury do badania zjawisk fizycznych. Wszystko to świadczyło o tym, że dziecko ciągnęło do wiedzy.
Lata studenckie
W 1875 roku Heinrich Hertz otrzymał maturę. To dało mu prawo do studiowania na uniwersytecie. W 1875 wyjechał do Drezna, gdzie został uczniem wyższej szkoły technicznej. Początkowo młody człowiek lubił studiować w tej instytucji. Jednak Heinrich Hertz szybko zdał sobie sprawę, że kariera inżyniera nie jest jego powołaniem. Młody człowiek opuścił szkołę i wyjechał do Monachium, gdzie od razu został przyjęty na drugi rok studiów.
Droga do nauki
Jako student Heinrich zaczął dążyć do działalności badawczej. Ale wkrótce młody człowiek zdał sobie sprawę, żewiedza zdobyta na uniwersytecie wyraźnie do tego nie wystarcza. Dlatego po otrzymaniu dyplomu wyjechał do Berlina. Tutaj, w stolicy Niemiec, Heinrich został studentem uniwersytetu i dostał pracę jako asystent w laboratorium Hermanna Helmholtza. Ten wybitny fizyk tamtych czasów zauważył utalentowanego młodego człowieka. Wkrótce nawiązały się między nimi dobre relacje, które później przerodziły się nie tylko w bliską przyjaźń, ale także we współpracę naukową.
Zdobywanie doktoratu
Pod okiem słynnego fizyka Hertz obronił swoją tezę, stając się uznanym specjalistą w dziedzinie elektrodynamiki. To właśnie w tym kierunku dokonał później fundamentalnych odkryć, które uwieczniły nazwisko naukowca.
W tamtych latach ani pole elektryczne, ani pole magnetyczne nie były jeszcze badane. Naukowcy wierzyli, że istnieją proste płyny. Podobno mają bezwładność, dzięki której w przewodniku pojawia się i znika prąd elektryczny.
Heinrich Hertz przeprowadził liczne eksperymenty. Jednak początkowo nie uzyskał pozytywnych wyników w identyfikacji bezwładności. Mimo to w 1879 otrzymał za swoje badania nagrodę Uniwersytetu Berlińskiego. Nagroda ta była potężnym impulsem do kontynuowania jego działalności badawczej. Wyniki eksperymentów naukowych Hertza stanowiły następnie podstawę jego rozprawy. Jej obrona 5 lutego 1880 roku była początkiem kariery młodego naukowca, który miał wówczas 32 lata. Hertz został ukoronowany doktoratem, wydając dyplom z Uniwersytetu Berlińskiego zwyróżnienia.
Zarządzaj własnym laboratorium
Heinrich Hertz, którego biografia jako naukowca nie zakończyła się obroną rozprawy, przez pewien czas kontynuował swoje teoretyczne badania w Instytucie Fizyki, mieszczącym się na Uniwersytecie w Berlinie. Jednak szybko zdał sobie sprawę, że eksperymenty coraz bardziej go pociągają.
W 1883 roku, na polecenie Helmholtza, młody naukowiec otrzymał nowe stanowisko. Został adiunktem w Kilonii. Sześć lat po tej nominacji Hertz awansował do rangi profesora fizyki, rozpoczynając pracę w Karlsruhe, gdzie mieściła się Wyższa Szkoła Techniczna. Tutaj po raz pierwszy Hertz otrzymał własne laboratorium eksperymentalne, które zapewniło mu swobodę twórczą i możliwość angażowania się w interesujące go eksperymenty. Głównym obszarem badań naukowca była dziedzina badania szybkich oscylacji elektrycznych. To były pytania, nad którymi Hertz pracował jeszcze jako student.
Heinrich ożenił się w Karlsruhe. Elizabeth Doll została jego żoną.
Uzyskiwanie dowodów naukowych odkryć
Pomimo małżeństwa naukowiec Heinrich Hertz nie porzucił swojej pracy. Kontynuował badania nad badaniem bezwładności. W swoim rozwoju naukowym Hertz opierał się na teorii Maxwella, zgodnie z którą prędkość fal radiowych powinna być zbliżona do prędkości światła. W latach 1886-1889 Hertz przeprowadził w tym kierunku liczne eksperymenty. W rezultacie naukowiec udowodnił istnienie fal elektromagnetycznych.
Pomimo faktu, żedo swoich eksperymentów młody fizyk używał prymitywnego sprzętu, udało mu się uzyskać dość poważne wyniki. Praca Hertza była nie tylko potwierdzeniem obecności fal elektromagnetycznych. Naukowiec określił również prędkość ich propagacji, załamania i odbicia.
Heinrich Hertz, którego odkrycia stanowiły podstawę współczesnej elektrodynamiki, otrzymał za swoją pracę ogromną liczbę różnych nagród. Wśród nich:
- Nagroda Baumgartnera, przyznawana przez Akademię Wiedeńską, - medal im. Matteuchi, wręczony przez Towarzystwo Nauk we Włoszech;
– Nagroda Paryskiej Akademii Nauk;
– Japoński Zakon Najświętszego Skarbu.
Poza tym wszyscy znamy herc - jednostkę częstotliwości, nazwaną na cześć słynnego odkrywcy. W tym samym czasie Heinrich został członkiem-korespondentem akademii nauk w Rzymie, Berlinie, Monachium i Wiedniu. Wnioski wyciągnięte przez naukowca są naprawdę bezcenne. Dzięki temu, co odkrył Heinrich Hertz, wynalazki takie jak telegrafia bezprzewodowa, radio i telewizja stały się możliwe dla ludzkości. A dziś bez nich nie można sobie wyobrazić naszego życia. A herc to jednostka miary znana każdemu z nas ze szkoły.
Otwieranie efektu fotograficznego
Od 1887 roku naukowcy zaczęli rewidować swoje teoretyczne poglądy na temat natury światła. A stało się to dzięki badaniom Heinricha Hertza. Prowadząc prace z otwartym rezonatorem, słynny fizyk zwrócił uwagę na fakt, że przy oświetleniu iskierników światłem ultrafioletowym przejście pomiędzyich iskry. Taki efekt fotoelektryczny został dokładnie przetestowany przez rosyjskiego fizyka A. G. Stoletova w latach 1888-1890. Okazało się, że zjawisko to jest spowodowane eliminacją ujemnej elektryczności z powierzchni metalowych w wyniku ekspozycji na światło ultrafioletowe.
Heinrich Hertz jest fizykiem, który odkrył zjawisko (opisał to później Albert Einstein), które jest dziś szeroko stosowane w technologii. Tak więc działanie fotokomórek opiera się na efekcie fotoelektrycznym, za pomocą którego można uzyskać energię elektryczną ze światła słonecznego. Takie urządzenia są szczególnie istotne w kosmosie, gdzie nie ma innych źródeł energii. Również za pomocą fotokomórek z filmu odtwarzany jest nagrany dźwięk. A to nie wszystko.
Dzisiaj naukowcy nauczyli się łączyć fotokomórki z przekaźnikami, co doprowadziło do powstania różnych „widzących” automatów. Urządzenia te mogą automatycznie zamykać i otwierać drzwi, wyłączać i włączać światła, sortować przedmioty itp.
Meteorologia
Hertz zawsze był głęboko zainteresowany tą dziedziną nauki. I chociaż naukowiec nie studiował dogłębnie meteorologii, napisał szereg artykułów na ten temat. Był to okres, kiedy fizyk pracował w Berlinie jako asystent Helmholtza. Hertz prowadził również badania nad parowaniem cieczy, określając właściwości surowego powietrza poddanego zmianom adiabatycznym, uzyskując nowe narzędzie graficzne oraz higrometr.
Mechanika kontaktu
Największą popularność Hertza przyniosły odkrycia w dziedzinie elektrodynamiki. W latach 1881-1882.naukowiec opublikował dwa artykuły na temat mechaniki kontaktowej. Ta praca miała ogromne znaczenie. Zaowocowało to wynikami opartymi na klasycznej teorii sprężystości i mechanice kontinuum. Rozwijając tę teorię, Hertz zaobserwował pierścienie Newtona, które powstają w wyniku umieszczenia szklanej kuli na soczewce. Do tej pory teoria ta została nieco zrewidowana i wszystkie istniejące modele kontaktu przejściowego opierają się na niej podczas przewidywania parametrów nanościnania.
Radio iskrowe Hertz
Ten wynalazek naukowca był prekursorem anteny dipolowej. Odbiornik radiowy Hertza powstał z jednoobrotowej cewki indukcyjnej, a także z kondensatora sferycznego, w którym pozostawiono szczelinę powietrzną dla iskry. Aparat został umieszczony przez fizyka w zaciemnionym pudełku. Umożliwiło to lepsze zobaczenie iskry. Jednak taki eksperyment Heinricha Hertza wykazał, że długość iskry w skrzynce została znacznie skrócona. Następnie naukowiec zdjął szklaną taflę, która została umieszczona pomiędzy odbiornikiem a źródłem fal elektromagnetycznych. W ten sposób wzrosła długość iskry. Co spowodowało to zjawisko, Hertz nie miał czasu na wyjaśnienie.
I dopiero później, dzięki rozwojowi nauki, odkrycia naukowca zostały w końcu zrozumiane przez innych i stały się podstawą do powstania „ery bezprzewodowej”. Podsumowując, elektromagnetyczne eksperymenty Hertza wyjaśniły polaryzację, załamanie, odbicie, interferencję i prędkość fal elektromagnetycznych.
Efekt wiązki
W 1892, na podstawie swoich eksperymentów, Hertzzademonstrował przejście promieni katodowych przez cienką folię wykonaną z metalu. Ten „efekt wiązki” został dokładniej zbadany przez ucznia wielkiego fizyka Philipa Lenarda. Opracował również teorię lampy katodowej i zbadał przenikanie promieni rentgenowskich przez różne materiały. Wszystko to stało się podstawą największego wynalazku, który jest dziś szeroko stosowany. Było to odkrycie promieniowania rentgenowskiego sformułowanego przy użyciu elektromagnetycznej teorii światła.
Pamięć wielkiego naukowca
W 1892 roku Hertz doznał ciężkiej migreny, po której zdiagnozowano u niego infekcję. Naukowiec był kilkakrotnie operowany, próbując pozbyć się choroby. Jednak w wieku trzydziestu sześciu lat Hertz Heinrich Rudolf zmarł z powodu zatrucia krwi. Do ostatnich dni słynny fizyk pracował nad swoim dziełem „Zasady mechaniki, przedstawione w nowym połączeniu”. W tej książce Hertz próbował zrozumieć swoje odkrycia, przedstawiając dalsze sposoby badania zjawisk elektrycznych.
Po śmierci naukowca praca ta została ukończona i przygotowana do publikacji przez Hermanna Helmholtza. W przedmowie do tej książki zwrócił uwagę, że Hertz był najzdolniejszym ze swoich uczniów i że jego odkrycia zdeterminują później rozwój nauki. Te słowa stały się prorocze. Zainteresowanie odkryciami naukowca pojawiło się wśród badaczy kilka lat po jego śmierci. A w XX wieku, na podstawie prac Hertza, zaczęły się rozwijać prawie wszystkie dziedziny należące do współczesnej fizyki.
W 1925 r. za odkrycie praw dotyczących zderzeń elektronów z atomem naukowiec otrzymał Nagrodę Nobla. Otrzymał jej bratanek wielkiego fizyka - Gustava Ludwiga Hertza. W 1930 roku Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna przyjęła nową jednostkę systemu miar. Została Hertzem (Hz). Jest to częstotliwość odpowiadająca jednemu okresowi oscylacji na sekundę.
W 1969 pomnik im. G. Hertza. W 1987 roku ustanowiono medal Heinricha Hertza IEEE. Jej coroczna prezentacja jest dokonywana za wybitne osiągnięcia w dziedzinie eksperymentu i teorii z wykorzystaniem dowolnych fal. Nawet krater księżycowy, który znajduje się za wschodnią krawędzią ciała niebieskiego, został nazwany na cześć Hertza.
