Генрих Герц – выдающийся немецкий ученый-физик, профессор университета Карлсруэ, член нескольких научных Академий. Своими исследованиями по электромагнитному излучению и другим явлениям в области физики он внес огромный вклад.
Определенно, каждый человек сталкивается с наследием немецкого ученого Генриха Герца в повседневной жизни. Именно он глубоко изучил динамику и электромагнитные волны, что впоследствии привело к созданию устройств, таких как телевизоры и радиоприемники. Его имя было использовано для обозначения единицы измерения частоты, которая входит в Международную систему единиц с 1933 года.
Детство и юность
Ученый появился на свет в Гамбурге 22 февраля 1857 года. Его отец, юрист по образованию, достиг значительных высот, став городским сенатором. Его супруга была наследницей богатого банкира, основавшего одно из крупнейших финансовых учреждений страны.
Будущий ученый был самым старшим ребенком в семье. За ним появились еще четверо детей — трое сыновей и одна дочь.
В своем детстве Генрих много болел, поэтому не мог активно играть со сверстниками. Вместо этого мальчик проводил время за книгами и изучением языков, что сделало его память удивительно сильной. Даже в подростковом возрасте Генрих свободно владел арабским и санскритом, которые выучил самостоятельно.
Родители надеялись, что их сын станет успешным юристом, продолжая дело отца. Они поступил в Гамбургское реальное училище, чтобы изучать юридическую науку, но его интересы были перенаправлены на физику, которая появилась в учебной программе.
Отцу и матери стоит отдать должное за то, что они не навязывали свою волю сыну. Увидев его искреннюю страсть к научным исследованиям, они перевели его в местную гимназию. Также парень посещал школу ремесел, где изучал столярное дело, конструирование и создание различных приборов.
Закончив среднюю школу в 1875 году, Генрих решил отправиться в Дрезден, чтобы поступить в технический университет. На первом курсе он увлеченно изучал материал, но вскоре понял, что инженером ему быть не суждено. Тогда он забрал документы и отправился в Мюнхен, где был принят сразу на второй курс в престижный университет Герца.
Став студентом Мюнхенского университета, Генрих начал активно заниматься исследованиями. Окончив университет, он понял, что ему нужно еще больше знаний. Поэтому он пошел учиться в Берлинский университет. В то же время он работал ассистентом в лаборатории Германа Гельмгольца.
Преподаватель был великим физиком в эту эпоху. Он высоко оценил способности своего нового ученика и начал уделять особое внимание его развитию. Между учеными, молодым и более опытным, завязалась теплая дружба, которая впоследствии переросла в научное партнерство.
При поддержке своего наставника Генриха, Герц защитил докторскую степень, став кандидатом наук и опытным исследователем в области электродинамики. Именно здесь лежит корень его величия.
В XIX веке магнитные и электрические поля были недостаточно изучены. По мнению того времени, причиной возникновения и исчезновения электрического тока были простые флюиды с необходимой инерцией.
У Герца были серьезные сомнения по этому поводу. Он провел множество опытов, чтобы обнаружить эту самую инерцию. Многие из них были безуспешными, но некоторые увенчались успехом, за который в 1879 году молодой ученый был удостоен премии Берлинского университета. Этот приз послужил дополнительным стимулом для физика продолжать свои исследования.
После проведения серии экспериментов, 32-летний ученый использовал их результаты при написании докторской диссертации, защита которой состоялась в феврале 1880 года. Генрих получил степень доктора наук и диплом Берлинского университета с отличием.
В течение некоторого времени Герц продолжал свою работу в университете, занимаясь теоретическими исследованиями. Со временем молодой ученый все яснее осознавал, что его больше привлекают практические эксперименты.
В конце 1870-х молодой ученый с физическим образованием был назначен на должность преподавателя в университете города Киль. Через шесть лет его повысили до звания профессора физики и предложили работу в научном центре Карлсруэ. В этом учебном заведении ученому предоставили собственную лабораторию, где он смог заниматься полноценными экспериментами. Основной целью профессора было глубокое изучение быстрых электрических колебаний, которыми он увлекался еще на начальном этапе своей карьеры.
Во время пребывания в Карлсруэ, Генрих создал свою семью, женившись на Елизавете Долль. Даже после свадьбы он продолжал свои научные исследования, изучая явление инерции. В своей работе Герц опирался на концепции Максвелла, который считал, что скорость радиоволн должна быть равной скорости света. Он посвятил около трех лет экспериментам в этой области, что привело к получению доказательств существования электромагнитного излучения.
У молодого физика было только самое необходимое оборудование в лаборатории, но несмотря на это, он добился впечатляющих результатов. Герц не только подтвердил существование электромагнитных волн, но и рассчитал их скорость, отражение и преломление.
Новая единица измерения частоты герц была открыта и названа в честь своего создателя. Ученый был приглашен в академии наук Италии, Германии и Австрии.
Величие работы Генриха Герца нельзя недооценить. Благодаря его открытиям люди смогли использовать телеграф, слушать радио и смотреть телевидение. В настоящее время наша жизнь невозможна без этих обычных вещей, хотя тогда это было настоящим открытием.
Эксперименты Герца заставили ученых пересмотреть свое понимание природы света. Для проведения экспериментов в этой области Генрих использовал открытый резонатор, с помощью которого было сделано множество интересных наблюдений. Оказалось, что под воздействием ультрафиолетового излучения преодоление искры между разрядниками упрощается в разы. Одновременно с немецким физиком это явление изучал русский ученый А. Г. Столетов, подтвердивший выводы своего коллеги.
Первооткрыватель фотоэффекта – Герц. Эту теорию позже подтвердил и объяснил Альберт Эйнштейн. Сегодня фотоэффект широко используется в различной технике. Например, для работы фотоэлементов, которые получают электрическую и солнечную энергию. В условиях, где нет доступа к стандартным источникам энергии, такой принцип работы особенно актуален, например, в космосе.
Фотоэлементы воспроизводят звук, записанный на пленку. Фотоэффект в сочетании с реле применяется для изготовления различных «видящих» приборов: сортировочных машин, устройств открывания/закрывания дверей, включения/отключения освещения.
Один из этапов научной карьеры ученого был посвящен изучению метеорологии. В этой области Герц сделал несколько интересных открытий, не углубляясь в нее так глубоко, как в электромагнитные волны. Свои исследования он проводил в Берлине при поддержке Гельмгольца.
Наибольшую известность ученый получил благодаря своим работам в области электродинамики. В начале 1880-х годов вышли две его статьи, посвященные механике контакта. Эти работы вызвали широкий резонанс в научном сообществе. Он представил свои выводы о механике континуума и теории эластичности, основанные на наблюдениях кольца Ньютона в линзах. Современные ученые пересмотрели эту теорию, но ее основные принципы остались неизменными.
Герце выступил создателем радиоприемника, который стал предвестником дипольной антенны. Для изготовления этого устройства он использовал однокатушечную индуктивность в сочетании с сферическим конденсатором, в котором была специально создана воздушная зона для искрового разряда. Для лучшей видимости искры Герц поставил радиоприемник в темный ящик.
Затем он обнаружил, что при затенении длина искры значительно уменьшается. Чтобы решить эту проблему, он убрал стеклянную перегородку между источником электромагнитного излучения и самим приемником. Таким образом удалось достичь оптимальной длины искры.
Сам Герц не успел полностью разъяснить своё открытие. С развитием науки ученым удалось ответить на вопросы, которые остались нерешенными для первооткрывателя. Это стало началом «эры беспроводной связи», которая подарила человечеству множество полезных устройств и приборов. Эксперименты физика с электромагнитным полем пролили свет на такие явления, как поляризация, отражение и преломление, а также позволили определить скорость электромагнитных волн.
В 1892 году Генрих Герц исследовал проникновение катодных лучей через алюминиевую фольгу. Позже «феномен луча» Филипп Ленард, подопечный Герца, более подробно изучил. Он также разработал теорию катодной трубки и углубленно изучил прохождение различных материалов рентгеновскими лучами.
В последние годы своей жизни Генрих посвятил себя созданию фундаментального труда под названием «Принципы механики, изложенные в новой связи». Эта книга объединила все его многолетние изыскания в области электромагнитных явлений. Позже эту работу опубликовал его друг и соратник ученого Герман Гельмгольц. Пожилой профессор сопроводил издание предисловием, в котором он называл Герца своим самым выдающимся учеником.
В начале 1890-х, после того как он перенес тяжелую мигрень, у профессора развилась острая инфекция. Герц перенес несколько операций, однако результат оказался неутешительным. Смерть наступила 1 января 1894 года, в заключении причиной указан диагноз гранулёматоза Вегенера. На тот момент талантливому физику было всего 36 лет.
В конце 60-х годов прошлого века в Восточной Германии открыли памятник великому ученому. В 1987 году был учрежден орден с названием «Heinrich Hertz IEEE» — престижная награда в сфере науки. В честь Генриха был назван кратер на Луне, который находится за восточным краем нашего спутника.
