Heinrich Hertz

Hertz niemiecki fizyk Heinrich Hertz odkrył fale radiowe, kamień milowy powszechnie uważany za potwierdzenie teorii elektromagnetycznej Jamesa Clerka Maxwella i który utorował drogę dla licznych postępów w technologii komunikacyjnej. Urodził się 22 lutego 1857 roku w Hamburgu jako najstarszy z pięciorga dzieci. Jego matką była Elizabeth Pfefferkorn Hertz, a ojcem Gustav Hertz, szanowany prawnik, który później został prawodawcą. W młodości Heinrich interesował się budownictwem, a jako nastolatek skonstruował spektroskop i galwanometr, które były tak dobrze zaprojektowane, że Hertz używał ich przez całe lata studiów. Początkowo Hertz planował karierę inżynierską, ale po roku pracy w biurze robót publicznych we Frankfurcie, letnich zajęciach na Politechnice w Dreźnie, roku służby wojskowej w Berlinie i krótkim pobycie na Wydziale Inżynierii Uniwersytetu w Monachium, postanowił w końcu zająć się tematem, który go najbardziej interesuje: nauką.

przez całe życie Hertz czytał prace naukowe i przeprowadzał eksperymenty jako hobby. Ale kiedy już zdecydował, że nauka ma być jego karierą, z jeszcze większym entuzjazmem zastosował się do tych zadań. Zimą 1877 roku studiował różne rozprawy naukowe, a wiosną następnego roku zdobył doświadczenie laboratoryjne współpracując z Gustavem von Jolly. Następnie zapisał się na Uniwersytet w Berlinie, gdzie miał przywilej studiować pod kierunkiem wielkiego niemieckiego fizyka Hermanna von Helmholtza. Z zachętą Helmholtza, Hertz postanowił konkurować o nagrodę badawczą, która zostanie przyznana uczniowi, który będzie w stanie określić, czy energia elektryczna porusza się z bezwładnością. Hertz rozpoczął serię eksperymentów w tej materii i ten sposób uczenia się wydawał mu się odpowiedni. Zwierzył się w liście wysłanym w tym czasie do rodziny: „nie mogę powiedzieć, jak wiele satysfakcji daje mi zdobywanie wiedzy dla siebie i dla innych bezpośrednio z natury, a nie tylko uczenie się od innych i tylko dla siebie samego.”

w sierpniu 1879 roku Hertz otrzymał nagrodę za dowód, że elektryczność nie miała bezwładności. Kolejny problem został wkrótce zaproponowany przez Helmholtza, który chciał, aby uczniowie próbowali udowodnić, która z teorii zjawisk elektromagnetycznych wtedy krążących była poprawna. Co ciekawe, Hertz nie zdecydował się ubiegać o tę nagrodę, ale lata później był pierwszą osobą, która z powodzeniem dostarczyła tego rodzaju ostatecznych dowodów, których szukał Helmholtz. W tym czasie Hertz rozpoczął badania nad indukcją wytwarzaną przez obracające się kule. Jego praca w tej dziedzinie pomogła mu zdobyć tytuł doktora przed terminem, w 1880, magna cum laude.

Hertz po raz pierwszy pracował jako wykładowca fizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Kilonii, ale z powodu niezadowolenia przyjął stanowisko na Politechnice w Karlsruhe w 1885 roku. To właśnie w Karlsruhe, gdzie pozostał aż do otrzymania nominacji na profesora fizyki na Uniwersytecie w Bonn w 1889 roku, Hertz wykonał swoje najważniejsze prace. W 1886 roku Hertz zaczął eksperymentować z iskrami emitowanymi przez szczelinę w krótkiej metalowej pętli przymocowanej do cewki indukcyjnej. Wkrótce zbudował podobny aparat, ale bez cewki indukcyjnej, aby działał jako detektor. Gdy cewka indukcyjna podłączona do pierwszej pętli (Nadajnik) wytworzyła wyładowanie wysokiego napięcia, Iskra przeskoczyła przez szczelinę, wysyłając sygnał, który Hertz wykrył jako słabszą iskrę przez szczelinę w aparacie odbiorczym, który umieścił w pobliżu. Aby określić naturę sygnałów, które był w stanie transmitować i odbierać, Hertz opracował szereg innowacyjnych eksperymentów.

mierząc boczne iskry powstające wokół iskry pierwotnej i zmieniając położenie detektora, Hertz był w stanie określić, że sygnał wykazuje wzór falowy i ustalić jego długość fali. Następnie, używając obrotowego lustra, odkrył częstotliwość niewidzialnych fal, co pozwoliło mu obliczyć ich prędkość. O dziwo, fale poruszały się z prędkością światła. W ten sposób okazało się Hertzowi, że odkrył nieznaną wcześniej formę promieniowania elektromagnetycznego, a w procesie tym potwierdził teorię elektromagnetyzmu Jamesa Clerka Maxwella. Aby jeszcze bardziej udowodnić, że tak było, Hertz kontynuował swoje eksperymenty badając zachowanie niewidzialnych fal. Odkrył, że podróżują w liniach prostych i mogą być skupione, rozproszone, załamane i spolaryzowane. Swoje pierwsze odkrycie Hertz ogłosił pod koniec 1887 roku w traktacie „on Electromagnetic Effects Produced by Electrical Disturbances in Insulators”, który przesłał do Akademii berlińskiej. Później opublikował dodatkowe informacje po serii eksperymentów, które przeprowadził w 1888 roku. Przez pewien czas fale, które odkrył, były powszechnie określane jako fale Hertzowskie, ale dziś są znane jako fale radiowe.

oprócz przełomu fal radiowych Hertz jest znany z odkrycia efektu fotoelektrycznego, który miał miejsce podczas badania fal elektromagnetycznych. Z powodu pewnych trudności w wykryciu małej iskry wytwarzanej w jego aparacie odbiorczym, Hertz czasami umieszczał odbiornik w ciemnej obudowie. To, jak stwierdził, wpłynęło na maksymalną długość iskry, która była mniejsza niż wtedy, gdy nie używał walizki. Dzięki dalszym badaniom nad tym zjawiskiem Hertz odkrył, że wytwarzana Iskra była silniejsza, jeśli była wystawiona na działanie światła ultrafioletowego. Chociaż nie próbował wyjaśnić tego faktu, inni, w tym J. J. Thomson i Albert Einstein, wkrótce zdali sobie sprawę z jego znaczenia. Zjawisko uwalniania elektronów z materiału, gdy absorbuje energię promieniowania, co było przyczyną silniejszych iskier obserwowanych przez Hertza podczas promieniowania ultrafioletowego, stało się znane jako efekt fotoelektryczny.

po 1889 roku, kiedy Hertz wykładał na Uniwersytecie w Bonn, studiował wyładowania elektryczne w rozrzedzonych gazach i spędził znaczną ilość czasu na komponowaniu swoich zasad mechaniki. Niestety nigdy nie doczekał się publikacji z powodu przedwczesnej śmierci związanej z zatruciem krwi w Nowy Rok 1894. Zaledwie 37-letni wówczas Hertz nigdy nie doczekał ogromnego wpływu, jaki odkrycie fal radiowych miałoby na świat w XX wieku.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.