Heinrich Hertz

Hertzsaksalainen fyysikko Heinrich Hertz löysi radioaallot, joita pidetään yleisesti James Clerk Maxwellin sähkömagneettisen teorian vahvistuksena ja jotka tasoittivat tietä lukuisille edistysaskeleille viestintätekniikassa. Hertz syntyi Hampurissa 22. helmikuuta 1857 ja oli vanhin viidestä lapsesta. Hänen äitinsä oli Elizabeth Pfefferkorn Hertz ja hänen isänsä oli Gustav Hertz, arvostettu asianajaja jotka myöhemmin tullut lainsäätäjä. Nuoruudessaan Heinrich osoitti kiinnostusta asioiden rakentamiseen, ja teini-ikäisenä hän rakensi spektroskoopin ja galvanometrin, jotka olivat niin hyvin suunniteltuja, että Hertz käytti niitä koko yliopistovuotensa ajan. Aluksi Hertz suunniteltu uran insinööriksi, mutta sen jälkeen, kun vuoden työllisyyden public works office Frankfurtissa, kesällä luokat ammattikorkeakoulu Dresdenissä, vuoden asepalveluksen Berliinissä, ja lyhyt työjakso engineering department yliopistossa Münchenissä, hän lopulta päätti jatkaa aiheesta, että kaikkein syvästi kiinnostunut häntä: tiede.

koko elämänsä ajan Hertz luki luonnontieteitä käsitteleviä teoksia ja teki harrastuksenaan kokeita. Mutta kun hän päätti, että tiede oli hänen uransa, hän soveltaa itse näitä tehtäviä vielä enemmän innostusta. Talvella 1877 hän perehtyi erilaisiin tieteellisiin tutkielmiin, ja seuraavana keväänä hän sai jonkin verran laboratoriokokemusta työskentelemällä Gustav von Jollyn kanssa. Myöhemmin hän kirjoittautui Berliinin yliopistoon, jossa hän sai opiskella suuren saksalaisen fyysikon Hermann von Helmholtzin johdolla. Kanssa Helmholtz kannustusta, Hertz päättänyt kilpailla tutkimus palkinto myönnetään opiskelija parhaiten pystyy päättämään, onko sähköä siirretty inertia. Hertz aloitti sarjan kokeita asian parissa, ja tämä oppimistapa tuntui sopivan hänelle. Hän uskoutui tuona aikana perheelleen lähetetyssä kirjeessä: ”en voi kertoa teille, kuinka paljon enemmän tyydytystä saan siitä, että saan tietoa itselleni ja muille suoraan luonnosta sen sijaan, että vain oppisin toisilta ja vain itselleni.”

elokuussa 1879 Hertz voitti palkinnon todisteistaan, jotka osoittivat, ettei sähköllä ollut inertiaa. Toinen palkinto ongelma oli pian ehdottanut Helmholtz, jotka halusivat opiskelijoiden yrittää todistaa, mitkä teoriat sähkömagneettisten ilmiöiden sitten kiertävä oli oikea. Mielenkiintoista, Hertz ei päättänyt kilpailla tämän palkinnon, mutta vuosia myöhemmin olisi ensimmäinen henkilö onnistuneesti tarjota sellaista lopullista näyttöä, että Helmholtz etsinyt. Tuolloin Hertz sen sijaan ryhtyi tutkimaan pyörivien pallojen tuottamaa induktiota. Hänen työnsä tällä alalla auttoi häntä ansaita hänen tohtorin tutkinto etuajassa, vuonna 1880, magna cum laude.

Hertzin ensimmäinen akateeminen virka oli teoreettisen fysiikan lehtorina Kielin yliopistossa, mutta siellä saamansa tyytymättömyyden vuoksi hän otti vastaan paikan Karlsruhen Polyteknillisestä korkeakoulusta vuonna 1885. Se oli Karlsruhe, jossa hän pysyi, kunnes hän sai nimityksen fysiikan professori yliopistossa Bonnissa vuonna 1889, että Hertz suorittaa hänen tärkein työ. Vuonna 1886 Hertz alkoi kokeilla kipinöitä, jotka säteilivät aukon yli induktiokelaan kiinnitetyssä lyhyessä metallisilmukassa. Hän rakensi pian samanlaisen laitteen, mutta ilman induktiokelaa, toimimaan ilmaisimena. Kun ensimmäiseen silmukkaan kytketty induktiokela (lähetin) tuotti suurjännitepurkauksen, kipinä hyppäsi aukon yli lähettäen signaalin, jonka Hertz havaitsi heikompana kipinänä vastaanottolaitteen aukon yli, jonka hän sijoitti lähelle. Määrittääkseen niiden signaalien luonteen, joita hän pystyi lähettämään ja vastaanottamaan, Hertz kehitti useita innovatiivisia kokeita.

mittaamalla ensiökipinän ympärille muodostuneita sivukipinöitä ja vaihtelemalla ilmaisimen asentoa Hertz pystyi päättelemään, että signaalissa oli aaltokuvio, ja selvittämään sen aallonpituuden. Sitten hän löysi pyörivän peilin avulla näkymättömien aaltojen taajuuden, jonka avulla hän pystyi laskemaan niiden nopeuden. Hämmästyttävää kyllä, aallot liikkuivat valon nopeudella. Näin Hertzille näyttikin löytäneen aiemmin tuntemattoman sähkömagneettisen säteilyn muodon ja vahvisti samalla James Clerk Maxwellin teorian sähkömagnetismista. Edelleen todistaa, että tämä oli todellakin asia, Hertz jatkoi hänen kokeiluja tutkimalla käyttäytymistä näkymättömiä aaltoja. Hän havaitsi, että ne kulkivat suorina linjoina ja ne voitiin keskittää, diffraktoida, taittaa ja polarisoida. Hertz ilmoitti ensimmäisestä löydöstään loppuvuodesta 1887 tutkielmassaan ”on electrical Disorders in Insulators”, jonka hän lähetti Berliinin Akatemiaan. Hän julkaisi myöhemmin lisätietoja vuonna 1888 tekemiensä kokeiden jälkeen. Jonkin aikaa hänen löytämiään aaltoja kutsuttiin yleisesti Hertsiaalloiksi, mutta nykyään ne tunnetaan radioaaltoina.

radioaaltojen läpimurron lisäksi Hertz tunnetaan erityisesti valosähköisen ilmiön löytämisestä, joka tapahtui hänen tutkiessaan sähkömagneettisia aaltoja. Koska hänen vastaanottolaitteessaan syntyneen pienen kipinän havaitsemisessa oli jonkin verran vaikeuksia, Hertz sijoitti vastaanottimen joskus pimeään koteloon. Tämä vaikutti hänen mukaansa kipinän maksimipituuteen, joka oli pienempi kuin silloin, kun hän ei käyttänyt koteloa. Ilmiötä tutkiessaan Hertz havaitsi, että syntynyt kipinä oli voimakkaampi, jos se altistui ultraviolettivalolle. Vaikka hän ei yrittänytkään selittää tätä tosiasiaa, muut, muun muassa J. J. Thomson ja Albert Einstein, tajuaisivat pian sen merkityksen. Ilmiö, jossa elektronit vapautuvat materiaalista sen absorboidessa säteilyenergiaa, mikä oli syy voimakkaampiin kipinöihin, joita Hertz havaitsi ultraviolettisäteilyä käytettäessä, tultaisiin tuntemaan valosähköisenä ilmiönä.

vuoden 1889 jälkeen, jolloin Hertz opetti Bonnin yliopistossa, hän tutki sähköpurkauksia harvinaisissa kaasuissa ja käytti huomattavan määrän aikaa mekaniikan periaatteidensa säveltämiseen. Valitettavasti hän ei koskaan nähnyt teosta julkaistuna johtuen hänen ennenaikaisesta kuolemastaan, joka liittyi verenmyrkytykseen uudenvuodenpäivänä 1894. Vain 37-vuotias tuolloin, Hertz myöskään koskaan elänyt nähdä valtava vaikutus löytö radioaaltojen olisi maailman 20 th century.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.