Le physicien allemand Heinrich Hertz a découvert les ondes radio, une étape largement considérée comme la confirmation de la théorie électromagnétique de James Clerk Maxwell et qui a ouvert la voie à de nombreux progrès dans la technologie de la communication. Né à Hambourg le 22 février 1857, Hertz était l’aîné de cinq enfants. Sa mère était Elizabeth Pfefferkorn Hertz et son père était Gustav Hertz, un avocat respecté qui deviendra plus tard un législateur. Dans sa jeunesse, Heinrich manifesta un intérêt pour la construction de choses et, adolescent, il construisit un spectroscope et un galvanomètre qui étaient si bien conçus que Hertz les utilisa tout au long de ses années universitaires. Au départ, Hertz prévoyait une carrière d’ingénieur, mais après un an d’emploi au bureau des travaux publics à Francfort, un été de cours à l’École polytechnique de Dresde, une année de service militaire à Berlin et un bref passage au département d’ingénierie de l’Université de Munich, il a finalement décidé de poursuivre le sujet qui l’intéressait le plus profondément: la science.
Tout au long de sa vie, Hertz a lu des travaux sur la science et a effectué des expériences comme passe-temps. Mais une fois qu’il a décidé que la science devait être sa carrière, il s’est appliqué à ces tâches avec encore plus d’enthousiasme. À l’hiver 1877, il étudie divers traités scientifiques et, au printemps suivant, il acquiert une certaine expérience de laboratoire en travaillant avec Gustav von Jolly. Par la suite, il s’est inscrit à l’Université de Berlin, où il a eu le privilège d’étudier auprès du grand physicien allemand Hermann von Helmholtz. Avec les encouragements de Helmholtz, Hertz a décidé de concourir pour un prix de recherche qui serait décerné à l’étudiant le plus en mesure de déterminer si l’électricité se déplaçait ou non avec inertie. Hertz a commencé une série d’expériences sur la question, et ce mode d’apprentissage semblait lui convenir. Il confie dans une lettre envoyée à sa famille à cette époque: « Je ne peux pas vous dire à quel point cela me procure plus de satisfaction d’acquérir des connaissances pour moi et pour les autres directement de la nature, plutôt que de simplement apprendre des autres et pour moi seul. »
En août 1879, Hertz a remporté le prix pour ses preuves démontrant que l’électricité n’avait pas d’inertie. Un autre problème de prix a rapidement été proposé par Helmholtz, qui voulait que les étudiants tentent de prouver laquelle des théories des phénomènes électromagnétiques circulant alors était correcte. Fait intéressant, Hertz n’a pas choisi de concourir pour ce prix, mais des années plus tard serait la première personne à fournir avec succès le type de preuve définitive que Helmholtz cherchait. À l’époque, Hertz s’est plutôt lancé dans une étude de l’induction produite par des sphères en rotation. Son travail dans ce domaine l’a aidé à obtenir son doctorat plus tôt que prévu, en 1880, magna cum laude.
Le premier poste académique de Hertz était celui de professeur de physique théorique à l’Université de Kiel, mais en raison de son mécontentement, il accepta un poste à l’École polytechnique de Karlsruhe en 1885. C’est à Karlsruhe, où il est resté jusqu’à ce qu’il soit nommé professeur de physique à l’Université de Bonn en 1889, que Hertz a effectué son travail le plus important. En 1886, Hertz a commencé à expérimenter avec des étincelles émises à travers un espace dans une courte boucle métallique attachée à une bobine d’induction. Il construisit bientôt un appareil similaire, mais sans bobine d’induction, pour servir de détecteur. Lorsque la bobine d’induction connectée à la première boucle (l’émetteur) a produit une décharge à haute tension, une étincelle a sauté à travers l’espace, envoyant un signal que Hertz a détecté comme une étincelle plus faible à travers l’espace dans l’appareil récepteur, qu’il a placé à proximité. Pour déterminer la nature des signaux qu’il était capable de transmettre et de recevoir, Hertz a développé un certain nombre d’expériences innovantes.
En mesurant les étincelles latérales qui se sont formées autour de l’étincelle primaire et en faisant varier la position du détecteur, Hertz a pu déterminer que le signal présentait un motif d’onde et déterminer sa longueur d’onde. Puis, à l’aide d’un miroir tournant, il a trouvé la fréquence des ondes invisibles, ce qui lui a permis de calculer leur vitesse. Étonnamment, les vagues se déplaçaient à la vitesse de la lumière. Ainsi, il est apparu à Hertz qu’il avait découvert une forme de rayonnement électromagnétique jusque-là inconnue et a confirmé la théorie de l’électromagnétisme de James Clerk Maxwell. Pour prouver davantage que c’était bien le cas, Hertz a poursuivi ses expériences explorant le comportement des ondes invisibles. Il a découvert qu’ils voyageaient en lignes droites et pouvaient être focalisés, diffractés, réfractés et polarisés. Hertz a annoncé sa découverte initiale à la fin de 1887 dans son traité « Sur les effets électromagnétiques produits par les perturbations électriques dans les Isolateurs », qu’il a envoyé à l’Académie de Berlin. Il publia plus tard des détails supplémentaires à la suite de la série d’expériences qu’il réalisa en 1888. Pendant un certain temps, les ondes qu’il a découvertes étaient communément appelées ondes hertziennes, mais aujourd’hui, elles sont connues sous le nom d’ondes radio.
En plus de sa percée dans les ondes radio, Hertz est remarquable pour la découverte de l’effet photoélectrique, qui s’est produite alors qu’il étudiait les ondes électromagnétiques. En raison d’une certaine difficulté à détecter la petite étincelle produite dans son appareil récepteur, Hertz plaçait parfois le récepteur dans un boîtier sombre. Cela, a-t-il constaté, affectait la longueur maximale de l’étincelle, qui était plus petite que lorsqu’il n’utilisait pas le boîtier. Grâce à de nouvelles recherches sur le phénomène, Hertz a découvert que l’étincelle produite était plus forte si elle était exposée à la lumière ultraviolette. Bien qu’il n’ait pas tenté d’expliquer ce fait, d’autres, y compris J.J. Thomson et Albert Einstein, se rendraient bientôt compte de son importance. Le phénomène de libération d’électrons d’un matériau lorsqu’il absorbe l’énergie rayonnante, qui était la cause des étincelles plus fortes observées par Hertz lors de l’utilisation du rayonnement ultraviolet, serait connu sous le nom d’effet photoélectrique.
Après 1889, alors que Hertz enseignait à l’Université de Bonn, il étudia les décharges électriques dans les gaz raréfiés et passa beaucoup de temps à composer ses Principes de mécanique. Malheureusement, il n’a jamais vu l’ouvrage publié en raison de sa mort prématurée associée à un empoisonnement du sang le jour de l’An 1894. Âgé de seulement 37 ans à l’époque, Hertz n’a jamais non plus vécu pour voir l’impact énorme qu’aurait la découverte des ondes radio sur le monde au 20e siècle.