Практически каждый, имеющий отношение к электричеству и большинство тех, кто не имеет знают, что частота периодических колебаний измеряется в герцах – единицах, названных в честь немецкого физика Генриха Рудольфа Герца. Но действительно ли он имеет отношение к частоте и это ли его основной вклад в науку?
Биография
Прежде всего, познакомимся с ученым. Родился он 22 февраля 1857 года в Гамбурге. Его отец, довольно известный адвокат и сенатор, родился в состоятельной еврейской семье и был в дополнение процветающим коммерсантом. Мать Генриха – дочь армейского врача. У будущего физика была сестра и три младших брата.
Еще в гимназии Герц проявил способности к наукам и языкам. Он свободно владел арабским и санскритом. Позже прошел обучение механике в Мюнхене, Дрездене и Берлине, где был студентом знаменитого Густава Киргофа.
В 1880 году Герц получил степень доктора философии и остался на последокторское обучение под руководством Гельмгольца. Уже через три года он получил должность лектора теоретической физики в Кильском университете, а еще через два стал полным профессором физики. Именно в те годы Герц сделал важнейшее открытие о существовании электромагнитных волн.
Исследования и открытия
Генрих Герц работал во многих областях – к примеру, метеорологии и механике, но в них особого вклада в науку он не внес. Разве что разработал новый вид гигрометра и опубликовал две достаточно важные статьи по теме механики контактного взаимодействия. Но после 1886 года Герц провел опыты, принесшие ему мировую известность. По сути, он построил передатчик и радиоприемник, но совершенно для других целей. В качестве передатчика ученый использовал катушку Румкорфа с разрядником - антенной в виде вибратора с двумя шарами. При активации передатчика между шарами возникала искра.
Приемник, изобретенный самим ученым, служила проволочная петля с двумя шариками в зазоре.
Важно! Главное изобретение Герца – петля приемника была не произвольного размера, а настроена в резонанс с передатчиком. Причем настройка эта проводилась экспериментально по размеру искры в приемнике и расстоянию чувствительности.
Если активировать передатчик, то в зазоре петли-приемника возникала искра безо всякой электрической связи с передатчиком. Именно таким образом Герц открыл факт существования электромагнитных волн. Их создавала искра передатчика, а они в свою очередь, наводили в петле приемника электричество.
Проведя ряд экспериментов, меняя взаимное расположение и расстояние между приемником и передатчиком, Герц выяснил, что электромагнитные волны аналогичны световым. Они могут быть подвергнуты дифракции и интерференции, проходить сквозь одни вещества и отражаться от других. Физик даже смог доказать, что электромагнитные волны распространяются с конечной скоростью, равной скорости света. Все это было изложено в работе «О лучах электрической силы», вышедшей в декабре 1888 года.
На то время сам Герц не видел практического применения своему открытию: «Это абсолютно бесполезно. Это только эксперимент, который доказывает, что маэстро Максвелл был прав. Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть». На вопрос одного из студентов «И что же дальше?», ученый пожал плечами: «Ничего».
Важно! Странное утверждение, принимая во внимание вывод, сделанный самим ученым: «Можно передавать энергию электрического и магнитного поля без проводов».
Именно благодаря открытию и экспериментам Герца Александр Степанович Попов позже изобрел радио, используя практически такую же установку. А то, что электромагнитные волны могут отражаться, легло в основу фундаментальной работы «Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении», которая позволила создать радар.
Но почему единицу измерения частоты незатухающих колебаний назвали в честь Герца? Вероятно потому, что в 1887 году по завершении опытов вышла статья Герца «Об очень быстрых электрических колебаниях».
Фотоэффект
Для того, чтобы лучше видеть искру, ученый поместил приемник в затемненную коробку и обнаружил, что в темноте искра длинне. Кроме того, физик заметил, что конденсатор имеет намного больший саморазряд, если его пластины осветить ультрафиолетом. Таким образом Герц открыл внешний фотоэффект, в котором не только не увидел практической пользы, но и не смог его объяснить.
На заметку. Теоретическое обоснование явления фотоэффекта позже дал Альберт Эйнштейн, получивший за это Нобелевскую премию в 1921 году.
Вот, вроде и все о работах и вкладе в науку немецкого физика Генриха Рудольфа Герца. Остается только добавить, что ученый умер в возрасте 36 лет от гранулематоза Вегенера и, возможно, многие открытия так и не успел совершить.
Может быть, вы все это знали, а, может некоторые узнали из этой статьи что-то новое для себя.