Biografia Heinricha Hertza

Studenci fizyki na całym świecie znają pracę niemieckiego fizyka Heinricha Hertza, który udowodnił, że fale elektromagnetyczne zdecydowanie istnieją. Jego praca w elektrodynamice utorowała drogę wielu współczesnym zastosowaniom światła (znanym również jako fale elektromagnetyczne). Na jego cześć jednostka częstotliwości, której używają fizycy, nosi nazwę Hertz.

Najważniejsze fakty Heinrich Hertz

Heinrich Hertz urodził się w Hamburgu w Niemczech w 1857 roku. Jego rodzicami byli Gustav Ferdinand Hertz (prawnik) i Anna Elisabeth Pfefferkorn. Chociaż jego ojciec urodził się jako Żyd, nawrócił się na chrześcijaństwo, a dzieci zostały wychowane jako chrześcijanie. Nie powstrzymało to nazistów od zniesławiania Hertza po jego śmierci z powodu „skazy” żydowskości, ale jego reputacja została przywrócona po II wojnie światowej.

Młody Hertz kształcił się w Gelehrtenschule des Johanneums w Hamburgu, gdzie wykazywał głębokie zainteresowanie przedmiotami naukowymi. Następnie studiował inżynierię we Frankfurcie pod kierunkiem takich naukowców, jak Gustav Kirchhoff i Hermann Helmholtz. Kirchhoff specjalizował się w badaniach promieniowania, spektroskopii i teorii obwodów elektrycznych. Helmholtz był fizykiem, który opracował teorie dotyczące widzenia, percepcji dźwięku i światła oraz pól elektrodynamiki i termodynamiki. Nic więc dziwnego, że młody Hertz zainteresował się niektórymi z tych samych teorii i ostatecznie wykonał swoje życie w dziedzinie mechaniki kontaktu i elektromagnetyzmu.

Po uzyskaniu stopnia doktora w 1880 roku Hertz podjął szereg profesorów, gdzie uczył fizyki i mechaniki teoretycznej. Ożenił się z Elisabeth Doll w 1886 roku i mieli dwie córki.

Rozprawa doktorska Hertza koncentrowała się na James Clerk Maxwell's teorie elektromagnetyzmu. Maxwell pracował w fizyce matematycznej aż do swojej śmierci w 1879 roku i sformułował to, co jest obecnie znane jako Równania Maxwella. Opisują za pomocą matematyki funkcje elektryczności i magnetyzmu. Przewidział także istnienie fal elektromagnetycznych.

Praca Hertza koncentrowała się na tym dowodzie, którego osiągnięcie zajęło mu kilka lat. Zbudował prostą antenę dipolową z iskiernikiem między elementami i udało mu się wytworzyć za jej pomocą fale radiowe. W latach 1879–1889 przeprowadził serię eksperymentów, w których wykorzystano pola elektryczne i magnetyczne do wytworzenia fal, które można zmierzyć. Ustalił, że prędkość fal jest taka sama jak prędkość światła, i zbadał charakterystykę wytwarzanych pól, mierząc ich wielkość, polaryzację i odbicia. Ostatecznie jego praca wykazała, że ​​mierzone przez niego światło i inne fale są formą promieniowania elektromagnetycznego, które można zdefiniować za pomocą równań Maxwella. Udowodnił swoją pracą, że fale elektromagnetyczne mogą i poruszają się w powietrzu.

Ponadto Hertz skupił się na koncepcji zwanej efekt fotoelektryczny, co ma miejsce, gdy obiekt z ładunkiem elektrycznym bardzo szybko traci ten ładunek, gdy zostanie wystawiony na działanie światła, w jego przypadku, promieniowania ultrafioletowego. Obserwował i opisywał efekt, ale nigdy nie wyjaśnił, dlaczego tak się stało. Zostało to pozostawione Albertowi Einsteinowi, który opublikował własną pracę nad efektem. Zasugerował, że światło (promieniowanie elektromagnetyczne) składa się z energii przenoszonej przez fale elektromagnetyczne w małych pakietach zwanych kwantami. Badania Hertza i późniejsza praca Einsteina ostatecznie stały się podstawą ważnej gałęzi fizyki zwanej mechaniką kwantową. Hertz i jego uczeń Phillip Lenard pracowali również z promieniami katodowymi, które są wytwarzane wewnątrz lamp próżniowych za pomocą elektrod.

Co ciekawe, Heinrich Hertz nie pomyślał o swoich eksperymentach promieniowanie elektromagnetyczne, zwłaszcza fale radiowe, miały jakąkolwiek wartość praktyczną. Jego uwaga koncentrowała się wyłącznie na eksperymentach teoretycznych. Udowodnił więc, że fale elektromagnetyczne rozprzestrzeniają się w powietrzu (i przestrzeni). Jego praca skłoniła innych do dalszych eksperymentów z innymi aspektami fal radiowych i propagacji elektromagnetycznej. W końcu natknęli się na koncepcję wykorzystania fal radiowych do wysyłania sygnałów i wiadomości, a inni wynalazcy wykorzystali je do stworzenia telegrafii, transmisji radiowych, a ostatecznie telewizji. Bez pracy Hertza dzisiejsze wykorzystanie radia, telewizji, transmisji satelitarnych i technologii komórkowej nie istniałoby. Nie zrobiłbym tego nauka o radioastronomii, który w dużej mierze opiera się na jego pracy.

Osiągnięcia naukowe Hertza nie ograniczały się do elektromagnetyzmu. Przeprowadził również wiele badań na temat mechaniki kontaktu, czyli badania ciał stałych, które się stykają. Wielkie pytania w tym obszarze badań dotyczą naprężeń wytwarzanych przez siebie na sobie przedmiotów oraz roli, jaką odgrywa tarcie w interakcjach między ich powierzchniami. Jest to ważny kierunek studiów w Inżynieria mechaniczna. Mechanika kontaktu wpływa na projektowanie i budowę takich obiektów, jak silniki spalinowe, uszczelki, huty metali, a także obiekty, które mają ze sobą kontakt elektryczny.

Praca Hertza w mechanice kontaktu rozpoczęła się w 1882 r., Kiedy opublikował artykuł zatytułowany „Na styku elastycznych ciał stałych”, w którym faktycznie pracował z właściwościami ustawionych w stos soczewek. Chciał zrozumieć, jak wpłynie to na ich właściwości optyczne. Nazwa „naprężenie Hertza” została nazwana jego imieniem i opisuje dokładne naprężenia, na jakie narażone są obiekty, gdy stykają się ze sobą, szczególnie w obiektach zakrzywionych.

Heinrich Hertz pracował nad swoimi badaniami i wykładami do swojej śmierci 1 stycznia 1894 r. Jego zdrowie zaczęło się pogarszać na kilka lat przed śmiercią, a były dowody na raka. Ostatnie lata spędził na nauczaniu, dalszych badaniach i kilku operacjach związanych z jego stanem. Jego ostatnia publikacja, książka zatytułowana „Die Prinzipien der Mechanik” (The Principles of Mechanics), została wysłana do drukarki na kilka tygodni przed śmiercią.

Hertz został uhonorowany nie tylko użyciem swojego imienia dla podstawowego okresu długości fali, ale jego imię pojawia się na pamiątkowym medalu i kraterze na Księżycu. Instytut o nazwie Heinrich-Hertz Institute for Oscillation Research został założony w 1928 roku, znany dziś jako Fraunhofer Institute for Telecommunications, Heinrich Hertz Institute, HHI. Tradycja naukowa trwała wraz z różnymi członkami jego rodziny, w tym jego córką Mathilde, która stała się znanym biologiem. Siostrzeniec, Gustav Ludwig Hertz, zdobył nagrodę Nobla, a inni członkowie rodziny wnieśli znaczący wkład naukowy w medycynie i fizyce.

• „Heinrich Hertz i promieniowanie elektromagnetyczne”. AAAS - Największe na świecie ogólne towarzystwo naukowe, www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation. www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation.
• Podkład do mikroskopii ekspresji molekularnych: Specjalistyczne techniki mikroskopowe - Fluorescencyjna cyfrowa galeria zdjęć - Normalne komórki nabłonkowe nerki afrykańskiej zielonej małpy (Vero), micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/hertz.html.
• http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html“Heinrich Rudolf Hertz. ” Cardan Biography, www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html.