Heinrich Hertz

Hertz de Duitse natuurkundige Heinrich Hertz ontdekte radiogolven, een mijlpaal die algemeen wordt gezien als een bevestiging van James Clerk Maxwell ‘ s elektromagnetische theorie. Hertz werd geboren in Hamburg op 22 februari 1857 en was de oudste van vijf kinderen. Zijn moeder was Elizabeth Pfefferkorn Hertz en zijn vader was Gustav Hertz, een gerespecteerd advocaat die later wetgever zou worden. In zijn jeugd toonde Heinrich interesse in het bouwen van dingen, en als tiener bouwde hij een spectroscoop en een galvanometer die zo goed waren ontworpen dat Hertz ze tijdens zijn studiejaren gebruikte. Aanvankelijk plande Hertz een carrière in de techniek, maar na een jaar werk bij het bureau voor openbare werken in Frankfurt, een zomer van lessen aan de Polytechnische Hogeschool in Dresden, een jaar militaire dienst in Berlijn, en een korte periode in de technische afdeling van de Universiteit van München, besloot hij uiteindelijk om het onderwerp dat hem het meest interesseerde na te streven: wetenschap.Gedurende zijn hele leven las Hertz wetenschappelijke werken en voerde hij experimenten uit als hobby. Maar toen hij besloot dat wetenschap zijn carrière zou worden, paste hij zich met nog meer enthousiasme op deze taken toe. In de winter van 1877 studeerde hij verschillende wetenschappelijke verhandelingen en in het voorjaar deed hij laboratoriumervaring op door samen te werken met Gustav von Jolly. Vervolgens schreef hij zich in aan de Universiteit van Berlijn, waar hij het voorrecht had om te studeren bij de grote Duitse natuurkundige Hermann von Helmholtz. Met de aanmoediging van Helmholtz besloot Hertz om mee te doen aan een onderzoeksprijs die wordt toegekend aan de student die het best kan bepalen of elektriciteit al dan niet met inertie beweegt. Hertz begon een reeks experimenten in de zaak, en deze wijze van leren leek hem te passen. In een brief die hij in die tijd aan zijn familie heeft gestuurd, vertrouwt hij toe: “Ik kan je niet vertellen hoeveel meer voldoening het mij geeft om kennis voor mezelf en voor anderen rechtstreeks uit de natuur te verwerven, in plaats van alleen maar van anderen te leren en alleen voor mezelf.In augustus 1879 won Hertz de prijs voor zijn bewijs dat elektriciteit geen inertie had. Een ander prijzenprobleem werd al snel voorgesteld door Helmholtz, die wilde dat studenten probeerden te bewijzen welke van de theorieën van elektromagnetische fenomenen dan circuleren correct was. Interessant is dat Hertz er niet voor koos om mee te doen aan deze prijs, maar jaren later zou hij de eerste persoon zijn die met succes het soort definitief bewijs zou leveren dat Helmholtz zocht. Op dat moment begon Hertz in plaats daarvan aan een studie van inductie geproduceerd door roterende bollen. Zijn werk op dit gebied hielp hem verdienen zijn doctoraat diploma eerder dan gepland, in 1880, magna cum laude.Hertz ‘ eerste academische post was als docent theoretische natuurkunde aan de Universiteit van Kiel, maar vanwege zijn ontevredenheid aanvaardde hij een positie aan de Karlsruhe Polytechnic in 1885. Het was in Karlsruhe, waar hij bleef totdat hij in 1889 een aanstelling kreeg als hoogleraar natuurkunde aan de Universiteit van Bonn, dat Hertz zijn belangrijkste werk uitvoerde. In 1886 begon Hertz te experimenteren met vonken die door een gat in een korte metalen lus aan een inductiespoel werden uitgestraald. Hij bouwde al snel een soortgelijk apparaat, maar zonder de inductiespoel, om als detector te fungeren. Toen de inductiespoel verbonden met de eerste lus (de zender) een hoogspanningsontlading produceerde, sprong er een vonk over het gat, waardoor een signaal werd uitgezonden dat Hertz detecteerde als een zwakkere vonk over het gat in het ontvangende apparaat, dat hij in de buurt plaatste. Om de aard van de signalen te bepalen die hij kon verzenden en ontvangen, ontwikkelde Hertz een aantal innovatieve experimenten.Door het meten van vonken aan de zijkant rond de primaire vonk en het variëren van de positie van de detector, kon Hertz vaststellen dat het signaal een golfpatroon vertoonde en de golflengte ervan vaststellen. Vervolgens vond hij met behulp van een draaiende spiegel de frequentie van de onzichtbare golven, waardoor hij hun snelheid kon berekenen. Verbazingwekkend, de golven bewogen met de snelheid van het licht. Hertz bleek dus dat hij een voorheen onbekende vorm van elektromagnetische straling had ontdekt, en bevestigde daarmee James Clerk Maxwell ‘ s theorie van elektromagnetisme. Om verder te bewijzen dat dit inderdaad het geval was, zette Hertz zijn experimenten voort om het gedrag van de onzichtbare golven te onderzoeken. Hij ontdekte dat ze in rechte lijnen reisden en konden worden gefocust, diffuus, gebroken en gepolariseerd. Hertz kondigde zijn eerste ontdekking eind 1887 aan in zijn verhandeling “on Electromagnetic Effects Produced by Electrical Storages in Isolators”, die hij naar de Berlijnse Academie stuurde. Later publiceerde hij aanvullende details naar aanleiding van de reeks experimenten die hij in 1888 uitvoerde. Gedurende een tijd werden de golven die hij ontdekte algemeen aangeduid als Hertziaanse golven, maar tegenwoordig zijn ze bekend als radiogolven.In aanvulling op zijn radiogolf doorbraak, is Hertz Opmerkelijk door de ontdekking van het foto-elektrisch effect, dat optrad tijdens zijn onderzoek naar elektromagnetische golven. Vanwege enige moeite met het detecteren van de kleine vonk die in zijn ontvangende apparaat werd geproduceerd, plaatste Hertz de ontvanger soms in een donkere behuizing. Dit, vond hij, beà nvloedde de maximale lengte van de vonk, die kleiner was dan toen hij de behuizing niet gebruikte. Met verder onderzoek naar het fenomeen ontdekte Hertz dat de geproduceerde vonk sterker was als hij werd blootgesteld aan ultraviolet licht. Hoewel hij dit feit niet probeerde uit te leggen, zouden anderen, waaronder J. J. Thomson en Albert Einstein, het belang ervan snel inzien. Het fenomeen van elektronen die vrijkomen uit een materiaal wanneer het stralingsenergie absorbeert, wat de oorzaak was van de sterkere vonken waargenomen door Hertz bij gebruik van ultraviolette straling, zou bekend komen te staan als het foto-elektrisch effect.Na 1889, toen Hertz les gaf aan de Universiteit van Bonn, bestudeerde hij elektrische ontladingen in verheven gassen en besteedde hij veel tijd aan het samenstellen van zijn principes van mechanica. Helaas, hij nooit zag het werk gepubliceerd als gevolg van zijn voortijdige dood geassocieerd met bloedvergiftiging op Nieuwjaarsdag 1894. Hertz was toen nog maar 37 jaar oud en heeft ook nooit de enorme impact gezien die de ontdekking van radiogolven zou hebben op de wereld in de 20ste eeuw.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.