Il fisico tedesco Heinrich Hertz scoprì le onde radio, una pietra miliare ampiamente vista come conferma della teoria elettromagnetica di James Clerk Maxwell e che aprì la strada a numerosi progressi nella tecnologia delle comunicazioni. Nato ad Amburgo il 22 febbraio 1857, Hertz era il maggiore di cinque figli. Sua madre era Elizabeth Pfefferkorn Hertz e suo padre era Gustav Hertz, un rispettato avvocato che sarebbe poi diventato un legislatore. In gioventù Heinrich mostrò un interesse per la costruzione di oggetti, e da adolescente costruì uno spettroscopio e un galvanometro che erano così ben progettati che Hertz li usò durante i suoi anni universitari. Inizialmente Hertz pianificò una carriera in ingegneria, ma dopo un anno di lavoro presso l’ufficio dei lavori pubblici di Francoforte, un’estate di lezioni al Politecnico di Dresda, un anno di servizio militare a Berlino e un breve periodo nel dipartimento di ingegneria dell’Università di Monaco, decise finalmente di perseguire la materia che lo interessava più profondamente: la scienza.
Per tutta la sua vita Hertz ha letto opere sulla scienza e ha condotto esperimenti come hobby. Ma una volta che ha deciso che la scienza doveva essere la sua carriera, si è applicato a questi compiti con ancora maggiore entusiasmo. Nell’inverno del 1877, ha studiato vari trattati scientifici, e la primavera successiva, ha acquisito qualche esperienza di laboratorio lavorando con Gustav von Jolly. Successivamente si iscrisse all’Università di Berlino, dove ebbe il privilegio di studiare sotto il grande fisico tedesco Hermann von Helmholtz. Con l’incoraggiamento di Helmholtz, Hertz decise di competere per un premio di ricerca da assegnare allo studente più in grado di determinare se l’elettricità si muovesse o meno con inerzia. Hertz iniziò una serie di esperimenti sulla materia, e questa modalità di apprendimento sembrava adatta a lui. Confidò in una lettera inviata alla sua famiglia in quel periodo: “Non posso dirvi quanta più soddisfazione mi dà acquisire conoscenza per me stesso e per gli altri direttamente dalla natura, piuttosto che semplicemente imparare dagli altri e solo per me stesso.”
Nell’agosto del 1879, Hertz vinse il premio per le sue prove che dimostravano che l’elettricità non aveva inerzia. Un altro problema del premio fu presto proposto da Helmholtz, che voleva che gli studenti tentassero di dimostrare quale delle teorie dei fenomeni elettromagnetici allora circolanti fosse corretta. È interessante notare che Hertz non ha scelto di competere per questo premio, ma anni dopo sarebbe stata la prima persona a fornire con successo il tipo di prova definitiva che Helmholtz cercava. Al tempo, Hertz invece intrapreso uno studio di induzione prodotta da sfere rotanti. Il suo lavoro in questo settore lo ha aiutato a guadagnare il suo dottorato prima del previsto, nel 1880, magna cum laude.
Hertz primo posto accademico è stato come docente di fisica teorica presso l’Università di Kiel, ma a causa della sua insoddisfazione ci ha accettato una posizione presso il Politecnico di Karlsruhe nel 1885. E ‘ stato a Karlsruhe, dove è rimasto fino a quando ha ricevuto un appuntamento come professore di fisica presso l’Università di Bonn nel 1889, che Hertz svolto il suo lavoro più importante. Nel 1886, Hertz iniziò a sperimentare scintille emesse attraverso uno spazio in un breve anello metallico collegato a una bobina di induzione. Ben presto costruì un apparecchio simile, ma senza la bobina di induzione, per fungere da rivelatore. Quando la bobina di induzione collegata al primo anello (il trasmettitore) produceva una scarica ad alta tensione, una scintilla saltò attraverso lo spazio, inviando un segnale che Hertz rilevò come una scintilla più debole attraverso lo spazio nell’apparato ricevente, che posizionò nelle vicinanze. Per determinare la natura dei segnali che era in grado di trasmettere e ricevere, Hertz ha sviluppato una serie di esperimenti innovativi.
Misurando le scintille laterali che si formavano attorno alla scintilla primaria e variando la posizione del rivelatore, Hertz è stato in grado di determinare che il segnale esibiva un modello d’onda e di accertare la sua lunghezza d’onda. Poi, usando uno specchio rotante, ha trovato la frequenza delle onde invisibili, che gli ha permesso di calcolare la loro velocità. Sorprendentemente, le onde si muovevano alla velocità della luce. Così, sembrava a Hertz che avesse scoperto una forma precedentemente sconosciuta di radiazione elettromagnetica, e nel processo confermò la teoria dell’elettromagnetismo di James Clerk Maxwell. Per dimostrare ulteriormente che questo era davvero il caso, Hertz ha continuato i suoi esperimenti esplorando il comportamento delle onde invisibili. Scoprì che viaggiavano in linee rette e potevano essere focalizzate, diffratte, rifratte e polarizzate. Hertz annunciò la sua scoperta iniziale alla fine del 1887 nel suo trattato “Sugli effetti elettromagnetici prodotti dai disturbi elettrici negli isolanti”, che inviò all’Accademia di Berlino. In seguito ha pubblicato ulteriori dettagli a seguito della serie di esperimenti che ha effettuato nel 1888. Per un certo periodo le onde che scoprì furono comunemente chiamate onde hertziane, ma oggi sono conosciute come onde radio.
Oltre alla sua svolta delle onde radio, Hertz è notevole per la scoperta dell’effetto fotoelettrico, avvenuta mentre stava indagando sulle onde elettromagnetiche. A causa di alcune difficoltà nel rilevare la piccola scintilla prodotta nel suo apparato ricevente, Hertz a volte posizionava il ricevitore in una custodia scura. Questo, ha scoperto, ha influenzato la lunghezza massima della scintilla, che era più piccola di quando non ha usato il caso. Con ulteriori ricerche sul fenomeno, Hertz scoprì che la scintilla prodotta era più forte se era esposta alla luce ultravioletta. Anche se egli non ha tentato di spiegare questo fatto, altri, tra cui JJ Thomson e Albert Einstein, sarebbe presto rendersi conto della sua importanza. Il fenomeno degli elettroni che vengono rilasciati da un materiale quando assorbe energia radiante, che è stata la causa delle scintille più forti osservate da Hertz quando è stata utilizzata la radiazione ultravioletta, sarebbe diventato noto come effetto fotoelettrico.
Dopo il 1889, quando Hertz insegnava all’Università di Bonn, studiò le scariche elettriche nei gas rarefatti e trascorse una notevole quantità di tempo a comporre i suoi Principi di Meccanica. Sfortunatamente, non ha mai visto il lavoro pubblicato a causa della sua morte prematura associata ad avvelenamento del sangue il giorno di Capodanno 1894. Solo 37 anni al momento, Hertz anche mai vissuto per vedere il tremendo impatto la scoperta delle onde radio avrebbe sul mondo nel 20 ° secolo.