Генріх Герц

Фотографія Генріх Герц (photo Heinrich Hertz)

Heinrich Hertz

  • День народження: 22.02.1857 року
  • Вік: 36 років
  • Місце народження: Гамбург, Німеччина
  • Дата смерті: 01.01.1894 року
  • Громадянство: Німеччина
  • Оригінальне ім’я: Генріх Рудольф Герц
  • Original name: Heinrich Hertz Rudolf

Біографія

Він любив всі предмети, любив писати вірші і працювати на токарному верстаті. На жаль, все життя Герцу заважало слабке здоров’я.

Генріх Рудольф Герц (1857— 1894) народився 22 лютого в Гамбурзі, в сім’ї адвоката, який став пізніше сенатором. Навчався Герц чудово і був неперевершеним по кмітливості учнем. Він любив всі предмети, любив писати вірші і працювати на токарному верстаті. На жаль, все життя Герцу заважало слабке здоров’я.

У 1875 році після закінчення гімназії Герц надходить в Дрезденське, а потім в Мюнхенська вище технічне училище. Справа йшла до тих пір, поки вивчалися предмети загального характеру. Але як тільки почалася спеціалізація, Герц змінив своє рішення. Він більше не бажає бути вузьким фахівцем, він рветься до наукової роботи і надходить в Берлінський університет. Герцу пощастило: його безпосереднім наставником виявився Гельмгольц. Хоча знаменитий фізик був прихильником теорії дальнодії, але як істинний учений він беззастережно визнавав, що ідеї Фарадея — Максвелла про близкодействии і фізичне поле дають прекрасне згоду з експериментом.

Потрапивши в Берлінський університет, Герц з великим бажанням прагне до занять у фізичних лабораторіях. Але до роботи в лабораторіях допускалися лише ті студенти, які займалися вирішенням конкурсних завдань. Гельмгольц запропонував Герцу завдання з області електродинаміки: володіє чи струм кінетичної енергією? Гельмгольц хотів направити сили Герца в область електродинаміки, вважаючи її найбільш заплутаною.

Герц приймається за вирішення поставленого завдання, розрахованого на 9 місяців. Він сам виготовляє прилади і налагоджує їх. При роботі над першою проблемою відразу ж з’ясувалися закладені в Герці риси дослідника: завзятість, рідкісна працьовитість і мистецтво експериментатора. Задача була вирішена за 3 місяці. Результат, як і очікувалося, був негативним (Нині нам ясно, що електричний струм, який представляє собою направлений рух електричних зарядів (електронів, протонів), має кінетичної енергією. Для того щоб Герц міг виявити це, треба було підвищити точність його експерименту в тисячі разів.). Отриманий результат збігся з точкою зору Гельмгольца, хоча і помилковою, але в здібностях молодої Герца він не помилився. «Я побачив, що мав справу з учнем абсолютно незвичайного обдарування» — зазначав він пізніше. Робота Герца була удостоєна премії.

Повернувшись після літніх канікул 1879 року, Герц домігся дозволу працювати над іншою темою: «Про індукції в обертових тілах» , взятої в якості докторської дисертації. Він пропонував завершити її за 2 — 3 місяці, захистити і отримати скоріше звання доктора, хоча університет ще не був закінчений. Працюючи з великим піднесенням і натхненням, Герц швидко закінчив дослідження. Захист пройшов успішно, і йому присудили ступінь доктора з «відзнакою» — явище винятково рідкісне, тим більше для студента.

З 1883 по 1885 року Герц завідував кафедрою теоретичної фізики в провінційному містечку Кілі, де зовсім не було фізичної лабораторії. Герц вирішив займатися тут теоретичними питаннями. Він коригує систему рівняння електродинаміки одного з яскравих представників дальнодії Неймана. В результаті цієї роботи Герц написав свою систему рівнянь, з якої легко виходило рівняння Максвелла. Герц розчарований, адже він намагався довести універсальність електродинамічної теорії представників дальнодії, а не теорії Максвелла. «Даний висновок не можна вважати доказом максвеллівської системи як єдино можливою» , — робить він для себе, по суті, заспокійливий висновок.

У 1855 році Герц приймає запрошення технічної школи в Карлсруе, де будуть проведені його чудові досліди по розповсюдженню електричної сили. Ще в 1879 році Берлінська академія наук поставила завдання: «Показати експериментальне наявність якого-небудь зв’язку між електродинамічних силами і діелектричної поляризації діелектриків» . Попередні підрахунки Герца показали, що очікуваний ефект буде дуже малий навіть при найсприятливіших умовах. Тому, мабуть, він і відмовився від цієї роботи восени 1879 року. Однак він не переставав думати про можливі шляхи її вирішення і прийшов до висновку, що для цього потрібні високочастотні електричні коливання.

Герц ретельно вивчив все, що було відомо до цього часу про електротехнічних коливаннях і в теоретичному, і в експериментальному планах. Знайшовши у фізичному кабінеті технічної школи пару індукційних котушок, і проводячи з ними лекційні демонстрації, Герц виявив, що з їх допомогою можна було отримати швидкі електричні коливання з періодом 10-8с. В результаті експериментів Герц створив не тільки високочастотний генератор (джерело високочастотних коливань), але і резонатор — приймач цих коливань.

Генератор Герца складався з індукційної котушки і приєднаних до неї проводів, утворюють розрядний проміжок, резонатор — з дроту прямокутної форми і двох кульок на його кінцях, що утворюють також розрядний проміжок. В результаті проведених дослідів Герц виявив, що якщо в генераторі будуть відбуватися високочастотні коливання (в його розрядному проміжку проскакувала іскра), то в розрядному проміжку резонатора, віддаленому від генератора навіть на 3 метри, теж будуть проскакувати маленькі іскри. Таким чином, іскра у другій ланцюга виникала без всякого безпосереднього контакту з першої ланцюгом. Який же механізм її передачі? Або це електрична індукція, згідно теорії Максвелла? У 1887 році Герц поки нічого ще не говорить про електричних хвилях, хоча вже й помітив, що явище генератора на приймач особливо сильно у випадку резонансу (частота колебанийгенератора збігається з власною частотою резонатора).

Провівши численні досліди при різних взаємних положеннях генератора і приймача, Герц приходить до висновку про існування електромагнітних хвиль, що розповсюджуються з кінцевою швидкістю. Буде вона вести себе, як світло? І Герц проводить ретельну перевірку цього припущення. Після вивчення законів відбивання і заломлення, після встановлення поляризації і вимірювання швидкості електромагнітних хвиль він довів їх цілковиту аналогічність зі світловими. Все це було викладено в роботі «Про променях електричної сили» , що вийшла в грудні 1888 року. Цей рік вважається роком відкриття електромагнітних хвиль і експериментального підтвердження теорії Максвелла. В 1889 році, виступаючи на з’їзді німецьких природознавців, Герц говорив: “ Всі ці досліди дуже прості в принципі, тим не менш вони тягнуть за собою найважливіші дослідження. Вони руйнують будь-яку теорію, яка вважає, що електричні сили перестрибують простір миттєво. Вони означають блискучу перемогу теорії Максвелла. Наскільки малоймовірним здавалося раніше її погляд на сутність світу, настільки важко тепер не розділити цей погляд» .

Напружена робота Герца не пройшла безкарно для його і без того слабке здоров’я. Спочатку відмовили очі, потім захворіли вуха, зуби і ніс. Незабаром почалося загальне зараження крові, від якого і помер знаменитий вже у свої 37 років учений Генріх Герц.

Герц завершив величезний працю, розпочату Фарадеєм. Якщо Максвелл утворив подання Фарадея Математичні образи, то Герц перетворив ці образи в видимі і чутні електромагнітні хвилі, які стали йому вічним пам’ятником. Ми пам’ятаємо Р. Герца, коли слухаємо радіо, дивимось телевізор. І не випадково першими словами, які передають російським фізиком А. С. Поповим по першій бездротового зв’язку були: «Генріх Герц» .