Биография на Хайнрих Херц

Студентите по физика по света са запознати с работата на Хайнрих Херц, немският физик, който доказа, че електромагнитните вълни определено съществуват. Работата му в електродинамиката проправи пътя за много съвременни приложения на светлината (известна още като електромагнитни вълни). Честотната единица, която физиците използват, е наречена Херц в негова чест.

Бързи факти Хайнрих Херц

Хайнрих Херц е роден в Хамбург, Германия, през 1857 година. Родителите му бяха Густав Фердинанд Херц (адвокат) и Анна Елизабет Пфеферкорн. Въпреки че баща му е роден евреин, той премина към християнството и децата бяха отгледани като християни. Това не попречи на нацистите да опозорят Херц след смъртта му, поради „тайнството“ на еврейството, но репутацията му беше възстановена след Втората световна война.

Младият Херц се е образовал в Gelehrtenschule des Johanneums в Хамбург, където проявява дълбок интерес към научните теми. Той продължава да изучава инженерни науки във Франкфурт при такива учени като Густав Кирхоф и Херман Хелмхолц. Кирхоф специализира в изследвания на радиационната, спектроскопията и теориите на електрическите вериги. Хелмхолц е физик, който разработва теории за зрението, възприемането на звука и светлината и областите на електродинамиката и термодинамиката. Тогава не е чудно, че младият Херц се интересува от някои от същите теории и в крайна сметка върши работата си в областта на контактната механика и електромагнетизма.

След като спечели докторска степен. през 1880 г. Херц поема серия професори, където преподава физика и теоретична механика. Той се жени за Елизабет Кукла през 1886 г. и те имат две дъщери.

Докторската дисертация на Херц се фокусира върху Джеймс Клерк Максуел теории за електромагнетизма. Максуел работи в математическата физика до смъртта си през 1879 г. и формулира това, което днес е известно като Уравнения на Максуел. Те описват чрез математиката функциите на електричеството и магнетизма. Той също така предвиди съществуването на електромагнитни вълни.

Работата на Херц се фокусира върху това доказателство, на което му бяха необходими няколко години. Той конструира обикновена диполна антена с искрова пропаст между елементите и той успява да произведе радио вълни с нея. Между 1879 и 1889 г. той прави серия от експерименти, в които използва електрически и магнитни полета, за да произведе вълни, които могат да бъдат измерени. Той установява, че скоростта на вълните е същата като скоростта на светлината и изучава характеристиките на генерираните от тях полета, измервайки тяхната величина, поляризация и отражения. В крайна сметка работата му показва, че светлината и други вълни, които той измерва, са форма на електромагнитно излъчване, която може да бъде определена от уравненията на Максуел. Той доказа чрез своята работа, че електромагнитните вълни могат и наистина се движат във въздуха.

В допълнение, Херц се съсредоточи върху концепция, наречена the фотоелектричен ефект, което се случва, когато обект с електрически заряд губи този заряд много бързо, когато е изложен на светлина, в неговия случай - ултравиолетово лъчение. Той наблюдава и описва ефекта, но никога не обясни защо се е случило. Това беше оставено на Алберт Айнщайн, който публикува своя собствена творба за ефекта. Той предположи, че светлината (електромагнитното излъчване) се състои от енергия, носена от електромагнитни вълни в малки пакети, наречени кванти. Проучванията на Херц и по-късната работа на Айнщайн в крайна сметка се превръщат в основата на един важен клон на физиката, наречен квантова механика. Херц и неговият ученик Филип Ленард също са работили с катодни лъчи, които се произвеждат във вакуумни тръби от електроди.

Интересното е, че Хайнрих Херц не е мислил експериментите си с електромагнитно излъчване, особено радиовълните, имаха всякаква практическа стойност. Вниманието му беше фокусирано единствено върху теоретични експерименти. И така, той доказа, че електромагнитните вълни се разпространяват във въздуха (и пространството). Работата му накара другите да експериментират още повече с други аспекти на радиовълните и електромагнитното разпространение. В крайна сметка те се натъкнаха на концепцията за използване на радиовълни за изпращане на сигнали и съобщения, а други изобретатели ги използваха за създаване на телеграфия, радио излъчване и в крайна сметка телевизия. Без работата на Херц обаче днешното използване на радио, телевизия, сателитни излъчвания и клетъчна технология нямаше да съществува. Нито би науката за радиоастрономията, който разчита до голяма степен на работата си.

Научните постижения на Херц не се ограничаваха само до електромагнетизма. Освен това направи голямо проучване по темата за контактната механика, което е изследване на обекти от твърда материя, които се допират един до друг. Големите въпроси в тази област на изследване са свързани с напреженията, които обектите произвеждат един върху друг и каква роля играе триенето във взаимодействията между техните повърхности. Това е важно поле за изучаване в машинно инженерство. Контактната механика влияе върху проектирането и изграждането на такива обекти като двигатели с изгаряне, уплътнения, метални изделия, а също и предмети, които имат електрически контакт помежду си.

Работата на Херц в контактната механика започва през 1882 г., когато публикува книга, озаглавена „За контакт на еластични твърди частици“, където всъщност работи със свойствата на подредените лещи. Той искаше да разбере как ще бъдат засегнати техните оптични свойства. Концепцията за „херцовски стрес“ е кръстена за него и описва точните напрежения, на които обектите се подлагат, когато контактуват помежду си, особено при извити предмети.

Хайнрих Херц работи върху своите изследвания и лекции до смъртта си на 1 януари 1894 година. Здравословното му състояние започва да пропада няколко години преди смъртта му и има някои доказателства, че има рак. Последните му години бяха заети с преподаване, допълнителни изследвания и няколко операции за неговото състояние. Последната му публикация - книга, озаглавена „Die Prinzipien der Mechanik“ (Принципите на механиката), е изпратена на принтера няколко седмици преди смъртта му.

Херц беше удостоен не само с използването на името си за основния период на дължина на вълната, но и името му се появява на мемориален медал и кратер на Луната. Институт, наречен Институт за осцилационни изследвания на Хайнрих-Херц, е основан през 1928 г., известен днес като Институт за телекомуникации „Фраунхофер“, Институт Хайнрих Херц, HHI. Научната традиция продължи с различни членове на семейството му, включително дъщеря му Матилде, която стана известен биолог. Племенник Густав Лудвиг Херц спечели Нобелова награда, а други членове на семейството направиха значителни научни приноси в медицината и физиката.

• "Хайнрих Херц и електромагнитно излъчване." AAAS - Най-голямото общо научно дружество в света, www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation. www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation.
• Молекулярни изрази Микроскопичен грунд: Специализирани техники за микроскопия - Флуоресцентна цифрова галерия с изображения - Нормални епителни клетки на бъбреците от африканска зелена маймуна (Vero), micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/hertz.html.
• http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html“Heinrich Рудолф Херц. ” Cardan Biography, www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html.