Генрих Рудольф Герц

Материал из Циклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Генрих Герц

нем. Heinrich Hertz
1218-004-ECA9F94F.jpg
Дата рождения 22 февраля 1857 года
Место рождения Гамбург
Дата смерти 1 января 1894 года
Место смерти Бонн, Германская империя









Награды и премии Кавалер ордена Короны  (Пруссия)Орден Священного сокровища



Генрих Герц и радиоволны [14:26]

Генрих Рудольф Герц (нем. Heinrich Rudolf Hertz) — германский физик, один из основателей электродинамики[1].

Содержание

[править] Биография

[править] Происхождение

Родился 22 февраля 1857 года в Гамбурге. Отец — еврей, мать — немка.

Отец, Густав Фердинанд (Давид Густав) Герц (18271914) — адвокат, в 18871904 годах — сенатор, родился под именем Давид Густав Герц в состоятельной еврейской семье, и сам был процветающим коммерсантом и членом городского совета Гамбурга в 18601862 годах; его мать — Бетти Августа Оппенгейм (18021872) была дочерью крупного банкира Соломона Оппенгейма (17721828) из Кёльна, основателя банка Sal. Oppenheim. И дед и отец Генриха Герца приняли лютеранство.

Мать, Генриха Герца, урождённая Анна Элизабет Пфефферкорн (18351910), немка, дочь армейского врача из Франкфурта-на-Майне Йоханнеса Пфефферкорна и Сузанны Гадройтер.

У Генриха Герца было 3 младших брата и 1 сестра.

Его племянник — Густав Герц.

[править] Образование

Уже в период учёбы в гимназии при университете Гамбурга проявил способности к наукам и к языкам, изучил арабский язык и санскрит.

Изучал науку и технику в Дрездене, Мюнхене и Берлине, где был студентом Кирхгофа и Гельмгольца.

В 1880 году получил степень доктора философии в Берлинском университете, и остался на последокторское обучение под руководством Гельмгольца.

[править] Научная карьера

В качестве ассистента Гельмгольца в Берлине в метеорологии проводил исследования испарения жидкостей, разработал новый вид гигрометра, разработал графические средства для определения свойств влажного воздуха, подвергнутого адиабатическим изменениям.

В 18811882 годах опубликовал две статьи в сфере, которая впоследствии стала называться механикой контактного взаимодействия. В этих работах учёный рассматривал поведение под нагрузкой двух осесимметричных объектов, находящихся в контакте. Полученные результаты основываются на классической теории упругости и механике сплошных сред. Наиболее важным недостатком теории Герца было пренебрежение адгезией любой природы между двумя твёрдыми телами, которая оказывается существенна, когда данные тела начинают вести себя упруго; в те времена было вполне естественно пренебречь ей, так как в то время не было никаких экспериментальных методов её изучения. Для обоснования своей теории Генрих Герц изучил поведение эллиптических колец Ньютона, возникающих при размещении стеклянной сферы на линзе. Герц считал, что давление, оказываемое сферой на линзу, вызовет изменение колец Ньютона. Герцх вновь примерил кольца Ньютона, когда проверял свою теорию в экспериментах по вычислению сдвига, которое вызывает сфера в линзе.

В 18831885 годах — доцент, лектор теоретической физики в Кильском университете.

В 18851889 годах — полный профессор физики в Университете Карлсруэ (Высшей технической школы в Карлсруэ), где совершил своё открытие о существовании электромагнитных волн. Герц провёл ставшими знаменитыми опыты по распространению электрической силы, доказавшие реальность электромагнитных волн. Аппаратура, которую применил Герц, может показаться теперь более чем простой, однако тем замечательнее полученные им результаты. Источниками электромагнитного излучения у Герца были искры в разрядниках. Электромагнитные волны от разрядников вызывали искровые разряды между шариками в «приёмниках» — находящихся в нескольких метрах контурах, настроенных в резонанс. Учёному удалось не только обнаружить волны, включая, и стоячие, но и исследовать скорость их распространения, отражение, преломление и даже поляризацию. Все это очень напоминало оптику, с тем только важным отличием, что длины волн были почти в миллиард раз больше.

Экспериментальный аппарат Герца, 1887.

Радиопередатчик Генриха Герца на основе катушки Румкорфа (с ударным возбуждением колебательного контура ключевым прерывателем). Постоянный ток от источника, проходя через катушку, намагничивает её железный сердечник, он притягивает подвижной контакт и цепь разрывается, когда магнитное поле исчезает контакт вновь замыкается.

Для проведения опытов учёный изобрёл излучатель электромагнитных волн («вибратор Герца»), представлявший собой два медных прутка с насаженными на концах латунными шариками и по одной большой цинковой сфере или квадратной пластине, играющей роль конденсатора. Между шариками оставался зазор — искровой промежуток. К медным стержням прикреплелись концы вторичной обмотки катушки Румкорфа — преобразователя постоянного тока низкого напряжения в переменный ток высокого напряжения. При импульсах переменного тока между шариками проскакивали искры и в окружающее пространство излучались электромагнитные волны. Перемещением сфер или пластин вдоль стержней регулировались индуктивность и ёмкость цепи, определяющие длину волны.

Радиоприёмник Генриха Герца (искровой). Чтобы улавливать излучаемые волны, учёный придумал резонатор — проволочное незамкнутое кольцо или прямоугольную незамкнутую рамку с такими же, как у «передатчика» латунными шариками на концах и регулируемым искровым промежутком. В результате проведённых опытов учёный обнаружил, что если в генераторе будут происходить высокочастотные колебания (в его разрядном промежутке проскакивает искра), то в разрядном промежутке резонатора, удалённом от генератора даже на 3 метра, тоже будут проскакивать маленькие искры. Искра во второй цепи появлялась без всякого непосредственного контакта с первой цепью. Проведя многочисленные опыты при различных взаимных положениях генератора и приёмника, Герц приходит к выводу о существовании электромагнитных волн, распространяющихся с конечной скоростью. Будут ли они вести себя, как свет? Генрих Герц провёл тщательную проверку этого предположения. После изучения законов отражения и преломления, после установления поляризации и измерения скорости электромагнитных волн Герц доказал их полную аналогию со световыми. Полученные данные были опубликованы в работе «О лучах электрической силы», вышедшей в декабре 1888 года, ставший таким образом годом экспериментального подтверждения теории Максвелла и открытия электромагнитных волн. Герц пришёл к выводу, что волны Максвелла «синхронны» (справедливость теории Максвелла, что скорость распространения радиоволн равна скорости света), и что возможно без проводов передавать энергию электрического и магнитного поля.

В 18861887 годах впервые наблюдал и дал описание внешнего фотоэффекта: для того, чтобы лучше видеть искру в своих опытах, учёный поместил приёмник в затемнённую коробку. При этом Герц заметил, что в коробке длина искры в приёмнике становится меньше. Тогда учёный стал экспериментировать в этом направлении, в том числе, Герц исследовал зависимость длины искры в случае, когда между передатчиком и приёмником помещается экран из различных материалов. Учёный обнаружил, что электромагнитные волны проходили через одни виды материалов и отражались другими, что привело в будущем к появлению радаров. Также, он заметил, что заряженный конденсатор теряет свой заряд быстрее при освещении его пластин ультрафиолетовым излучением. Полученные результаты явились открытием нового явления в физике, названного фотоэффектом. Теоретическое обоснование этого явления позднее дал Альберт Эйнштейн.

В 18861889 годах экспериментально доказал существование электромагнитных волн и установил тождественность их основных свойств со свойствами световых волн.

В 1887 году вышла первая статья Герца «Об очень быстрых электрических колебаниях».

В 1888 году вышла фундаментальная работа Герца «Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении».

В том же 1888 году изобрёл радио, раньше Маркони и Попова. Так как именно Герц стал изобретателем способов передачи и приёма электромагнитных волн (которые долгое время назывались «Волнами Герца — Hertzian Waves»). Герц при помощи устройства, названного им вибратором, осуществил успешные опыты по передаче и приёму электромагнитных сигналов на расстояние и без проводов.

С 1889 года — профессор Боннского университета.

В 1890 году придал уравнениям электродинамики симметричную форму, которая обнаружила полную взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями.

В 1894 году в книге «Принципы механики» дал вывод общих теорем механики и её математического аппарата, исходя из единого принципа (принцип Герца).

Произвёл экспериментальное подтверждение электромагнитной теории света Джеймса Максвелла. Доказал существование электромагнитных волн. Подробно исследовал отражение, интерференцию, дифракцию и поляризацию электромагнитных волн, доказал, что скорость их распространения совпадает со скоростью распространения света, и что свет представляет собой не что иное, как разновидность электромагнитных волн. Он построил электродинамику движущихся тел, исходя из гипотезы о том, что эфир увлекается движущимися телами. Однако его теория электродинамики не подтвердилась опытами и позднее уступила место электронной теории Хендрика Лоренца. Результаты, полученные Герцем стали базой создания радио. Разрабатывал теорию резонансного контура, изучал свойства катодных лучей, исследовал влияние ультрафиолетовых лучей на электрический разряд. В ряде работ по механике Герц дал теорию удара упругих шаров, рассчитал время соударения и пр. Его работы по электродинамике обеспечили возникновение беспроволочной телеграфии, радиосвязи, телевидения, радиолокации и пр.

[править] Последние годы

Был женат, имел двух дочерей.

Умер 1 января 1894 года в Бонне.

[править] Память

При Гитлере портрет Герца был снят с почётного места в городской ратуше Гамбурга, поскольку он «частично еврейского происхождения». Связанный с нацистами лауреат Нобелевской премии Филипп Ленард, автор «Немецкой физики», в которой он сформулировал лженаучную концепцию «арийской науки», называл Герца в числе главных её «загрязнителей» и создателей «еврейской физики».

С 1933 года его именем называется единица измерения частоты герц международной метрической системы единиц СИ.

В 1961 году Международный астрономический союз назвало его именем большой ударный кратер в экваториальной области обратной стороны Луны.

[править] Труды

  • Герц Г. Р. Исследования о распространении электрической силы. М.-Л., 1938.
  • Герц Г. Р. Принципы механики, изложенные в новой связи. М.: Изд. АН СССР, 1959.

[править] Источники

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты