Životopis Heinricha Hertza

Študenti fyziky z celého sveta sú oboznámení s prácou nemeckého fyzika Heinricha Hertza, ktorý preukázal, že elektromagnetické vlny určite existujú. Jeho práca v elektrodynamike vydláždila cestu pre mnoho moderných použití svetla (známeho tiež ako elektromagnetické vlny). Frekvenčná jednotka, ktorú fyzici používajú, je na jeho počesť pomenovaná Hertz.

Rýchle fakty Heinrich Hertz

Heinrich Hertz sa narodil v nemeckom Hamburgu v roku 1857. Jeho rodičmi boli Gustav Ferdinand Hertz (právnička) a Anna Elisabeth Pfefferkorn. Hoci sa jeho otec narodil ako židovský, obrátil sa na kresťanstvo a deti boli vychované ako kresťania. To nezabránilo nacistom zneuctiť Hertza po jeho smrti v dôsledku „maličkosti“ židovstva, ale jeho povesť bola obnovená po druhej svetovej vojne.

Mladý Hertz študoval na Gelehrtenschule des Johanneums v Hamburgu, kde prejavil hlboký záujem o vedecké predmety. Ďalej študoval inžinierstvo vo Frankfurte pod takými vedcami ako Gustav Kirchhoff a Hermann Helmholtz. Kirchhoff sa špecializoval na štúdium teórie žiarenia, spektroskopie a elektrických obvodov. Helmholtz bol fyzik, ktorý rozvíjal teórie o videní, vnímaní zvuku a svetla a oblasti elektrodynamiky a termodynamiky. Nie je teda divu, že mladý Hertz sa začal zaujímať o niektoré z tých istých teórií a nakoniec vykonal svoju celoživotnú prácu v oblasti kontaktnej mechaniky a elektromagnetizmu.

Po získaní titulu Ph. D. v roku 1880 Hertz nastúpil do série profesorov, kde vyučoval fyziku a teoretickú mechaniku. V roku 1886 sa oženil s Elisabeth Doll a mali dve dcéry.

Hertzova dizertačná práca sa zamerala na James Clerk Maxwell teórie elektromagnetizmu. Maxwell pracoval v matematickej fyzike až do svojej smrti v roku 1879 a sformuloval to, čo sa dnes nazýva Maxwellove rovnice. Opisujú prostredníctvom matematiky funkcie elektriny a magnetizmu. Predpovedal tiež existenciu elektromagnetických vĺn.

Hertzova práca sa sústredila na tento dôkaz, ktorý mu trvalo niekoľko rokov. Postavil jednoduchú dipólovú anténu s iskrovou medzerou medzi prvkami a podarilo sa jej vyrobiť rádiové vlny. V rokoch 1879 až 1889 robil sériu experimentov, pri ktorých sa využívali elektrické a magnetické polia na vytváranie vĺn, ktoré bolo možné merať. Zistil, že rýchlosť vĺn bola rovnaká ako rýchlosť svetla, a študoval charakteristiky polí, ktoré generoval, zmeral ich veľkosť, polarizáciu a odrazy. Jeho práca nakoniec ukázala, že svetlo a ďalšie vlny, ktoré meral, boli všetky formy elektromagnetického žiarenia, ktoré bolo možné definovať pomocou Maxwellových rovníc. Svojou prácou dokázal, že elektromagnetické vlny sa môžu a môžu pohybovať vzduchom.

Okrem toho sa Hertz sústredil na koncepciu s názvom fotoelektrický efekt, ku ktorému dôjde, keď objekt s elektrickým nábojom stratí tento náboj veľmi rýchlo, keď je vystavený svetlu, v jeho prípade ultrafialovému žiareniu. Pozoroval a opísal účinok, ale nikdy nevysvetlil, prečo sa to stalo. To bolo ponechané na Albert Einstein, ktorý publikoval svoju vlastnú prácu o účinku. Navrhol, že svetlo (elektromagnetické žiarenie) pozostáva z energie prenášanej elektromagnetickými vlnami v malých paketoch nazývaných quanta. Hertzove štúdie a Einsteinova neskoršia práca sa nakoniec stali základom dôležitého odvetvia fyziky zvaného kvantová mechanika. Hertz a jeho študent Phillip Lenard tiež pracovali s katódovými lúčmi, ktoré sa vyrábajú vo vákuových trubiciach elektródami.

Je zaujímavé, že Heinrich Hertz nemyslel na svoje experimenty elektromagnetická radiácia, najmä rádiové vlny, mali akúkoľvek praktickú hodnotu. Jeho pozornosť bola zameraná výlučne na teoretické experimenty. Dokázal tak, že elektromagnetické vlny sa šíria vzduchom (a priestorom). Jeho práca viedla ostatných k ďalšiemu experimentovaniu s inými aspektmi rádiových vĺn a elektromagnetického šírenia. Nakoniec narazili na koncepciu používania rádiových vĺn na vysielanie signálov a správ a ďalší vynálezcovia ich používali na vytváranie telegrafií, rozhlasového vysielania a prípadne televízie. Bez Hertzovej práce by však súčasné využitie rádia, televízie, satelitného vysielania a celulárnej technológie neexistovalo. Ani by veda o rádiovej astronómii, ktorý sa veľmi spolieha na jeho prácu.

Hertzove vedecké úspechy sa neobmedzovali iba na elektromagnetizmus. Urobil tiež veľa výskumov na tému kontaktnej mechaniky, ktorá je štúdiom predmetov pevnej látky, ktoré sa navzájom dotýkajú. Veľké otázky v tejto oblasti štúdie súvisia so stresmi, ktoré na sebe vytvárajú objekty, a akú úlohu zohráva trenie pri interakciách medzi ich povrchmi. Toto je dôležitý študijný odbor v roku 2007 mechanické inžinierstvo. Kontaktná mechanika ovplyvňuje konštrukciu a konštrukciu takých predmetov, ako sú spaľovacie motory, tesnenia, kovoobrábacie práce a tiež objekty, ktoré sú navzájom elektricky v kontakte.

Hertzova práca v kontaktnej mechanike sa začala v roku 1882, keď publikoval dokument s názvom „O kontakte elastických tuhých látok“, kde vlastne pracoval s vlastnosťami stohovaných šošoviek. Chcel pochopiť, ako budú ovplyvnené ich optické vlastnosti. Pojem „hertzovský stres“ je pre neho pomenovaný a opisuje hlavné napätia, ktorým objekty podliehajú pri kontakte, najmä v zakrivených objektoch.

Heinrich Hertz pracoval na svojom výskume a prednášal až do svojej smrti 1. januára 1894. Jeho zdravie začalo zlyhávať niekoľko rokov pred jeho smrťou a existovali nejaké dôkazy, že mal rakovinu. Jeho posledné roky sa zaoberali učením, ďalším výskumom a niekoľkými operáciami pre jeho stav. Jeho posledná publikácia, kniha s názvom „Die Prinzipien der Mechanik“ (Zásady mechaniky), bola zaslaná do tlačiarne niekoľko týždňov pred jeho smrťou.

Hertz bol ocenený nielen použitím svojho mena pre základné obdobie vlnovej dĺžky, ale jeho meno sa nachádza na pamätnej medaili a kráter na Mesiaci. Inštitút nazývaný Heinrich-Hertzov inštitút pre výskum oscilácie bol založený v roku 1928, dnes známy ako Fraunhoferov inštitút pre telekomunikácie, Heinrich Hertzov inštitút, HHI. Vedecká tradícia pokračovala s rôznymi členmi jeho rodiny, vrátane jeho dcéry Mathilde, ktorá sa stala slávnym biológom. Synovec Gustav Ludwig Hertz získal Nobelovu cenu a ďalší členovia rodiny významne prispeli k lekárskej a fyzickej stránke.

• "Heinrich Hertz a elektromagnetické žiarenie." AAAS - najväčšia všeobecná vedecká spoločnosť na svete, www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation. www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation.
• Mikroskopický základ molekulárnej expresie: Špecializované mikroskopické techniky - Fluorescenčná digitálna galéria obrázkov - Epiteliálne bunky normálnych afrických zelených opíc (Vero), micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/hertz.html.
• http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html“Heinrich Rudolf Hertz. “ Cardan Biography, www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html.