Генріх Герц - предтеча радіотехніки

СТОРІНКИ ІСТОРІЇ

стрімкий становлення

Генріх Рудолвер Герц народився 22 лютого 1857 року в Гамбурзі в інтелігентній родині. З дитячих років Генріх виявляв рідкісну обдарованість і дивовижну різнобічність інтересів. За свідченням шкільних вчителів, він "блищав у вченні як зірка першої величини". Однаково успішно освоював і точні науки - математику, фізику - і гуманітарні. Володів французькою, англійською, італійською мовами, розумів арабська і грецький.

Генріх Герц

Почавши в 1875 р навчання у Вищій технічній школі, в 1877 р Герц круто змінив свій життєвий шлях, вирішивши стати не інженером, а вченим-фізиком. Вищу освіту він здобув у Берлінському університеті.

У 1878 р Герц вирішив за три місяці конкурсну завдання, на яку було відведено дев'ять місяців, і отримав за неї університетський приз. Другу науково-дослідну роботу "Про індукції в обертовому кулі" він виконав в 1879 р і ще до закінчення університету представив її до захисту на здобуття наукового ступеня. Незабаром, 23 лютого 1880 р 23-річний Герц був удостоєний Вченою радою ступеня доктора наук з відзнакою, що траплялося вкрай рідко в історії Берлінського університету. Його науковий керівник знаменитий фізик Герман Гельмгольц писав: "Я впевнений, що маю справу з учнем зовсім надзвичайного обдарування".

Після закінчення університету Герц в 1880-1883 рр. залишається в ньому в якості асистента фізичної лабораторії, потім переїжджає в Кіль, де з 1883 по 1885 рр. складається спочатку приват-доцентом, а потім завідувачем кафедри теоретичної фізики Кільського університету. З початку 1885 року 28-річний Герц - професор Вищої технічної школи в Карлсруе.

Чудо-досліди

Восени 1886 року розпочався цикл знаменитих дослідів Герца, геніальних за задумом і простоті виконання.

Лише 25 місяців знадобилося Герцу, щоб експериментально підтвердити електромагнітну теорію видатного англійського фізика Джеймса Максвелла, яка 25 років не знаходила визнання в науковому світі.

Герц зрозумів, що для доказу теорії Максвелла перш за все необхідно отримати такі швидкі електромагнітні коливання, щоб відповідні їм електромагнітні хвилі можна було спостерігати в межах лабораторії; також потрібно було знайти способи виявлення цих хвиль.

Герц зумів збільшити частоту коливань в сотні разів. Для цього він придумав і сконструював свій знаменитий випромінювач електромагнітних хвиль, названий згодом вібратором Герца.

Щоб вловлювати випромінюються хвилі, Герц зробив резонатор, який представляє собою дротове незамкнуте кільце або прямокутну незамкнуту рамку з латунними кульками на кінцях і з малим іскровим проміжком, регульованим за допомогою гвинта.

Вібратор і резонатор Герца вражають своєю дотепною простотою і високою ефективністю. Змінюючи розміри і положення резонатора, вчений налаштовував його на частоту коливань вібратора. У розряднику резонатора проскакували маленькі іскри в ті самі моменти, коли відбувалися розряди між кульками вібратора. Інтенсивність іскроутворення була дуже мала, і спостереження доводилося вести в темряві.

Цим було доведено, що енергія передавалася дротовому кільцю від іскри шляхом поширення електромагнітних хвиль і порушувала в кільці струм, що обумовлює іскру в місці його розриву.

Таким чином, вже на початку роботи були досягнуті два найважливіших результату: відкриті способи отримання електромагнітних коливань надвисоких частот і їх виявлення і сконструйовані пристрої для цього - високочастотний генератор (вібратор) і детектор випромінюваних їм коливань (резонатор).

За допомогою серії оригінальних дослідів майстерний експериментатор встановив, що електромагнітні хвилі, подібно до світлових, схильні до відбиття, заломлення, інтерференції, поляризації і дифракції. Вдалося виміряти довжину і розрахувати швидкість поширення хвиль.

У роботі "Сили електричних коливань, що розглядаються з точки зору теорії Максвелла" (1888 г.) Герц дав класичний розрахунок електромагнітного випромінювання найпростішого вібратора (диполя). Його висновки лягли в основу теорії випромінювання радіохвиль і методики розрахунку антен.

У тому ж 1888 р вийшла фундаментальна праця Герца "Про електродинамічних хвилях у повітрі і їх відображенні". Фізики всього світу почали відтворювати досліди Герца, і всюди говорили і писали про "вільних Герца". Заключна робота циклу "Про променях електричної сили", докладені Герцем 13 грудня 1888 року на засіданні Берлінської академії наук, справила справжню сенсацію.

світове визнання

Генріх Герц помер у розквіті творчих сил, у віці 37 років. За своє коротке життя він зробив дуже багато. Ще не одне десятиліття все фізичні експерименти з електромагнітними хвилями грунтувалися на вібраторі Герца, він же використовувався при практичному застосуванні електромагнітних хвиль для сигналізації та зв'язку.

Введена їм при розрахунку електромагнітних полів допоміжна функція П, що є векторною величиною, отримала назву "вектор Герца". Ця функція постійно використовується в теорії поширення радіохвиль.

У 1887 р Герц спостерігав явище зовнішнього фотоефекту, коли під впливом ультрафіолетового свічення іскри посилюється електричний розряд між двома електродами. У 1891 р він опублікував статтю "Про проходження катодних променів в тонких металевих шарах".

Розвиваючи теорію Максвелла, він надав рівнянь електродинаміки симетричну форму, що наочно демонструє повну взаємозалежність між електричними і магнітними явищами (електродинаміка Максвелла - Герца).

Дослідження електромагнітних хвиль принесли Герцу світову популярність і сприяли загальному визнанню теорії Максвелла, що в свою чергу спричинило за собою революцію в науковому світогляді, в сприйнятті фізичного світу. А дослідження фотоефекту зіграли важливу роль у розвитку квантової теорії.

У 1888-1891 рр. Герц був нагороджений низкою премій і медалей наукових товариств Англії, Італії, Австрії, Франції. Сім європейських академій обрали його членом-кореспондентом. Прусський уряд нагородило орденом Корони.

У 1935 р на VIII з'їзді Міжнародної електротехнічної комісії ім'ям видатного вченого названа одиниця частоти - Герц (Гц) - одне коливання в секунду. А "хвилі Герца", що у подальшому назва радіохвиль, увійшли в число найважливіших домінант життя сучасного суспільства. З його передчасною смертю світова наука втратила одного з найяскравіших своїх представників.

Версія для друку

Тільки зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі.