Hertz, Heinrich Rudolf

Heinrich Rudolf Hertz
német  Heinrich Rudolf Hertz
Születési dátum 1857. február 22.( 1857-02-22 ) [1] [2] [3] […]
Születési hely
Halál dátuma 1894. január 1.( 1894-01-01 ) [1] [2] [3] […] (36 évesen)
A halál helye
Ország
Tudományos szféra fizika , elektrotechnika
Munkavégzés helye Kieli Egyetem
Karlsruhe
Egyetem Bonni Egyetem
alma Mater
tudományos tanácsadója Helmholtz
Díjak és díjak Matteucci-érem (1888)
Rumfoord-érem (1890)
A Szent Kincs Rendje A Korona Lovagrend parancsnoka (Poroszország)
Autogram
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Heinrich Rudolf Hertz ( németül:  Heinrich Rudolf Hertz ; 1857. február 22. , Hamburg  – 1894. január 1. , Bonn ) német fizikus . A berlini egyetemen végzett, ahol Hermann von Helmholtz és Gustav Kirchhoff voltak a tanárai . 1885 és 1889 között a karlsruhei egyetem fizikaprofesszora volt . 1889 óta a bonni egyetem fizikaprofesszora .

A fő eredmény a fény elektromágneses elméletének kísérleti megerősítése James Maxwelltől . Hertz bebizonyította az elektromágneses hullámok létezését . Részletesen tanulmányozta az elektromágneses hullámok visszaverődését , interferenciáját , diffrakcióját és polarizációját , bebizonyította, hogy terjedési sebességük egybeesik a fénysebességgel, és hogy a fény egyfajta elektromágneses hullám. A mozgó testek elektrodinamikáját arra a hipotézisre alapozva építette fel, hogy az étert a mozgó testek magukkal ragadják. Elektrodinamikai elméletét azonban nem erősítették meg kísérletek, és később átadta helyét Hendrik Lorentz elektronikai elméletének . A Hertz által elért eredmények képezték a rádió megalkotásának alapját.

1886-1887-ben Hertz figyelte meg és írta le először a külső fotoelektromos hatást . Hertz kidolgozta a rezonáns áramkör elméletét, tanulmányozta a katódsugarak tulajdonságait, és vizsgálta az ultraibolya sugarak hatását az elektromos kisülésre. Számos mechanikai művében megadta a rugalmas golyók ütközésének elméletét és kiszámította az ütközési időt. A "Principles of Mechanics" (1894) című könyvében a mechanika általános tételeinek és matematikai apparátusának egyetlen elven ( Hertz -elv) alapuló levezetését adta .

1933 óta a frekvencia mértékegységét Hertznek, hertznek hívják , amely szerepel a Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) .

Korai évek

Heinrich Rudolf Hertz 1857. február 22-én született Hamburgban. Édesapja, ügyvéd és 1887-1904 Gustav Ferdinand Hertz (1827-1914) szenátor, David Gustav Hertz néven született egy igen gazdag zsidó családban, virágzó üzletember volt, a városi tanács tagja. Hamburg 1860-1862-ben [6] ; édesanyja (Heinrich Rudolph nagyanyja) - Betty Augusta Oppenheim (1802-1872) [7] [8] - a kölni Solomon Oppenheim (1772-1828)  nagy bankár lánya volt [9] , aki alapítója a jelenlegi bank Sal. Oppenheim [10] [11] [12] . Heinrich Hertz nagyapja és apja is felvette a lutheranizmust [13] .

Heinrich Hertz édesanyja, Anna Elisabeth Pfefferkorn (1835–1910), Johannes Pfefferkorn (1793–1850), Frankfurt am Mainból származó katonaorvos és Susanne Hadreuther (1797–1872) lánya volt. Henrynek három öccse és egy nővére volt.

Amíg a Hamburgi Egyetem gimnáziumában tanult, Heinrich Hertz alkalmasságot mutatott a tudományok és a nyelvek iránt, miután arabul és szanszkritul tanult . Drezdában, Münchenben és Berlinben tanult tudományt és technológiát, ahol Kirchhoff és Helmholtz tanítványa volt . 1880-ban Hertz a Berlini Egyetemen szerzett Ph.D. fokozatot , és Helmholtz irányítása alatt folytatta a posztdoktori tanulmányait. 1883-ban elfoglalta az elméleti fizika oktatói posztját a Kieli Egyetemen , majd 1885-ben Hertz a karlsruhei egyetem rendes professzora lett, ahol tudományos felfedezést tett az elektromágneses hullámok létezéséről. Hertz munkája óriási szerepet játszott a tudomány és a technológia fejlődésében, hozzájárulva a vezeték nélküli távíró, rádiókommunikáció, radar és televízió megjelenéséhez.

Meteorológia

Hertz mindig is mély érdeklődést mutatott a meteorológia iránt, valószínűleg Wilhelm von Bezolddal való kapcsolatai eredményeképpen szerezte meg (1878 nyarán Hertz laboratóriumi professzora volt a müncheni politechnikumban). Hertz azonban nem sokat járult hozzá a mezőnyhöz, kivéve néhány korai papírt, mint Helmholtz asszisztense Berlinben. Ez magában foglalja a folyadékok párologtatásának tanulmányozását, egy újfajta nedvességmérő kifejlesztését, valamint grafikus eszközök kifejlesztését az adiabatikus változásoknak kitett nedves levegő tulajdonságainak meghatározására .

Az érintkező interakció mechanikája

1881 és 1882 között a Hertz két tanulmányt publikált a később kontaktmechanika néven ismertté vált művekről . Bár Hertz leginkább az elektrodinamikához való hozzájárulásáról ismert, ez a két tanulmány sem maradt észrevétlen. Fontos gondolatok forrásává váltak, és a legtöbb cikk, amely a kontaktus alapvető természetét tárgyalja, hivatkozik rájuk. Joseph Boussinesq számos fontos kritikát fogalmazott meg Hertz munkásságával kapcsolatban, miközben elismerte azok nagy jelentőségét.

Ezekben a munkákban Hertz két érintkező tengelyszimmetrikus objektum terhelés alatti viselkedését veszi figyelembe. A kapott eredmények a rugalmasság klasszikus elméletén és a kontinuummechanikán alapulnak . Elméletének legjelentősebb hiányossága az volt, hogy figyelmen kívül hagyták a két szilárd test bármilyen természetű adhézióját , ami akkor válik fontossá, amikor ezek a testek rugalmasan kezdenek viselkedni. Akkoriban teljesen természetes volt ennek mellőzése, hiszen akkor még nem voltak kísérleti módszerek a vizsgálatára.

Elméletének alátámasztására Hertz megvizsgálta Newton elliptikus gyűrűinek viselkedését , amelyek akkor keletkeznek, amikor üveggömböt helyeznek egy lencsére. Úgy vélte, hogy a gömb által a lencsére gyakorolt ​​nyomás hatására Newton gyűrűi megváltoznak . Újra Newton gyűrűit használta, amikor kísérletekben tesztelte elméletét, hogy kiszámítsa azt az eltolódást, amelyet egy lencsében lévő gömb okoz.

Elektromágneses hullámok tanulmányozása

1885 és 1889 között Hertz fizikaprofesszorként dolgozott a karlsruhei Műszaki Egyetemen . Ezekben az években végezte híres kísérleteit, amelyek bebizonyították az elektromágneses hullámok valóságát. A Hertz által használt készülék ma már többnek tűnik, mint egyszerű, de az általa elért eredmények annál figyelemreméltóbbak. Szikrakisülés volt az elektromágneses sugárzás forrásaként . A terjedő elektromágneses hullámok szikrakisülést okoztak a bizonyos távolságra elhelyezett "vevőkben" - a rezonanciára hangolt áramkörökben. A Hertznek nemcsak a hullámokat sikerült észlelnie, beleértve az állókat is, hanem tanulmányoznia is azok terjedési sebességét, visszaverődését, fénytörését, sőt polarizációját is. Mindez nagyon emlékeztetett az optikára, azzal a különbséggel, hogy a hullámhosszak majdnem egymilliószor nagyobbak voltak (kb. 3 méter) [14] .

A Hertz szikraadójának szíve egy Ruhmkorf tekercs [15] és egy irányított antenna – egy szimmetrikus vibrátor . A vibrátor két rézrúdból állt, amelyek végére sárgaréz golyókat szereltek, és egy-egy nagy cinkgömbből vagy négyzet alakú lemezből, amelyek kondenzátor szerepét töltötték be. A labdák között rés volt – szikraköz. Egy Ruhmkorff tekercs szekunder tekercsének végeit rézrudakra erősítették. A golyók közötti kisülés során elektromágneses hullámokat bocsátottak ki a környező térbe. A gömbök vagy lemezek rudak mentén történő mozgatásával szabályozták az áramkör induktivitását és kapacitását, amelyek meghatározzák a hullámhosszt.

Az elektromágneses hullámok észlelésére Hertz feltalálta a legegyszerűbb vevőt (rezonátort) - egy nyitott vezetékes nyitott gyűrűt (vagy téglalap alakú keretet), sárgaréz golyókkal a végein és állítható szikraközzel. Hertz felfedezte, hogy ha kisülés lép fel az adóban, akkor a rezonátor kisülési résében is szikra ugrik, ami akár 3 m-re van az adótól. Így a szikra a rezonátorban anélkül keletkezett, hogy közvetlen érintkezésbe került volna az adóval. Az adó és a vevő különböző helyzeteiben végzett kísérletek során Hertz megerősítette a véges sebességgel terjedő elektromágneses hullámok létezését. Miután tanulmányozta a reflexiót, a fénytörést és a polarizációt, valamint megmérte az elektromágneses hullámok sebességét, bebizonyította teljes analógiájukat a fényhullámokkal. Mindezt az 1888 decemberében kiadott "Az elektromos erő sugarairól" című mű tartalmazza. Ezt az évet az elektromágneses hullámok felfedezésének és Maxwell elméletének kísérleti megerősítésének évének tekintik [16] .

Kísérletei során Hertz a következő következtetésekre jutott:

  1. A Maxwell-hullámok "szinkron" (érvényes Maxwell elmélete, amely szerint a rádióhullámok terjedési sebessége megegyezik a fény sebességével);
  2. Lehetőség van az elektromos és mágneses mezők energiájának átvitelére vezetékek nélkül.

1887-ben, a kísérletek befejeztével megjelent Hertz első cikke, "A nagyon gyors elektromos rezgésekről", 1888-ban pedig egy még alapvetőbb munka, "A levegő elektrodinamikai hullámairól és tükröződésükről" címmel.

Hertz úgy vélte, hogy felfedezései semmivel sem gyakorlatiasabbak, mint Maxwellé: „Teljesen haszontalan. Ez csak egy kísérlet, amely bebizonyítja, hogy Maestro Maxwellnek igaza volt. Csak vannak titokzatos elektromágneses hullámaink, amelyeket a szemünkkel nem látunk, de ott vannak." – És mi lesz ezután? – kérdezte tőle az egyik diák. Hertz megvonta a vállát, szerény ember volt, igényesség és ambíciók nélkül: "Azt hiszem, semmi."

De még elméleti szinten is Hertz eredményeit a tudósok azonnal megjegyezték, mint egy új "elektromos korszak" kezdetét.

A külső fotoelektromos hatás felfedezése

Hogy jobban lássa a szikrát kísérleteiben, Hertz egy elsötétített dobozba helyezte a vevőegységet. Ugyanakkor észrevette, hogy a dobozban a vevőben lévő szikra hossza kisebb lesz. Aztán Hertz ebben az irányban kezdett kísérletezni, különösen a szikrahossz függését vizsgálta abban az esetben, ha az adó és a vevő között különböző anyagokból készült képernyőt helyeznek el. Hertz megállapította, hogy az elektromágneses hullámok bizonyos típusú anyagokon áthaladtak, mások pedig visszaverték őket, ami a radar jövőbeli kifejlesztéséhez vezetett. Ráadásul a Hertz észrevette, hogy a feltöltött kondenzátor gyorsabban veszít töltéséből, ha a lemezeit ultraibolya sugárzással világítják meg. A kapott eredmények egy új jelenség, a fotoelektromos effektus felfedezése volt a fizikában . Ennek a jelenségnek az elméleti indoklását később Albert Einstein adta meg , aki 1921-ben Nobel-díjat kapott érte.

Halál

1892-ben Hertznél fertőzést diagnosztizáltak (egy súlyos migrén után ). Többször megműtötték, hogy meggyógyítsa a betegséget, de hiába. 1894 -ben halt meg Wegener -féle granulomatózisban. 36 éves Bonnban. Hamburgban, az ohlsdorfi temetőben temették el .

Özvegye, Elisabeth Hertz (szül. Elisabeth Doll) soha nem ment újra férjhez. Hertznek két lánya maradt, Joanna és Matilda. Mindhárman Angliába emigráltak az 1930-as években, Hitler hatalomra kerülése után. Az 1960-as években Charles Suskind interjút készített Matildával, amelyet aztán megjelent egy könyvben Heinrich Hertzről. Suskind könyve szerint Hertz lányai nem voltak házasok, így nem voltak leszármazottai. Mathilde Carmen Hertz (1891-1975), aki mindössze három éves volt, amikor édesapja meghalt, jól ismert pszichológus lett.

Bár Hertz evangélikus volt, és alig tartotta magát zsidónak, arcképét a nácik eltávolították a hamburgi városháza díszhelyéről, mert "részleges zsidó származású".

Proceedings

Legacy

G. Hertz unokaöccse - Gustav Ludwig Hertz (1887-1975) - híres fizikus és Nobel-díjas lett , utóbbi fia pedig - Karl Helmut Hertz (1920-1990) - az orvosi szonográfia megalkotója .

1897. december 18-án Alekszandr Popov  és asszisztense , Pjotr ​​Rybkin továbbították a "Hertz" szót a vezeték nélküli távíró eszközök első nyilvános bemutatóján Oroszországban [17] .

1930-ban a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság a Hertz tiszteletére új mértékegységet hozott létre - a hertz-et (Hz; Hz), amelyet az időegységenkénti ismétlődő események számának mérésére használnak (ezt "számának is nevezik"). ciklus másodpercenként"). A XI. Általános Súly- és Mértékkonferencia 1960- ban fogadta el a frekvencia SI mértékegységeként.

1969-ben Kelet-Németországban emlékérmet adtak ki Heinrich Hertz tiszteletére. 1987-ben az IEEE alapította a Heinrich Hertz-érmet "a Hertzi-hullámok tanulmányozása terén elért kiemelkedő eredményekért", amelyet évente ítélnek oda elméleti és kísérleti tudósoknak.

Hertz tiszteletére egy krátert neveztek el , amely a Hold túlsó oldalának keleti részén található. A város hamburgi televízió- és rádiókommunikációs tornya a város híres szülöttjéről kapta a nevét.

Díjak

1889-ben a nápolyi Olasz Tudományos Társaság Matteuchi-éremmel, a Párizsi Tudományos Akadémia Lacaze-díjjal, a Bécsi Császári Akadémia pedig Baumgartner-díjjal tüntette ki. Egy évvel később a Londoni Királyi Társaság Rumfoord-éremmel , 1891-ben pedig a torinói Királyi Akadémia Bresse-díjjal tüntette ki Hertz-et. A porosz kormány a Koronarenddel tünteti ki . Ezen kívül Hertz megkapta a Japán Szent Kincs Rendjét .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 MacTutor Matematikatörténeti archívum
  2. ↑ 1 2 Heinrich Hertz // Encyclopædia Britannica 
  3. ↑ 1 2 Heinrich Rudolf Hertz // Brockhaus Encyclopedia  (német) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
  4. ↑ 1 2 Hertz Heinrich Rudolf // Nagy Szovjet Enciklopédia : [30 kötetben] / szerk. A. M. Prohorov – 3. kiadás. - M .: Szovjet Enciklopédia , 1969.
  5. ↑ 1 2 www.accademiadellescienze.it  (olasz)
  6. ↑ Heinrich David Hertz bátyja, a fizikus nagyapja, Wolf Hertz (1790-1859) 1825-1831 és 1841-1848 között a hamburgi zsidó közösség elnöke volt.
  7. ↑ Betty Oppenheim
  8. ↑ Lásd Oppenheim család
  9. ↑ Betty Oppenheim a nagy német bankárok, Simon Oppenheim (1803-1880) és Abraham Oppenheim (1804-1878) nővére volt.
  10. ↑ Hertz család genealógia Archiválva : 2012. február 20.
  11. ↑ Az Oppenheim család törzsfája . Letöltve: 2010. november 6. Az eredetiből archiválva : 2011. augusztus 12..
  12. ↑ Jed Z. Buchwald. Tudományos hatások létrehozása: Heinrich Hertz és elektromos hullámok. - Chicago University Press, 1994. - S. 45-46. . Letöltve: 2017. október 2. Az eredetiből archiválva : 2015. április 5..
  13. ↑ Heinrich Rudolf Hertz életrajza (elérhetetlen link) . Letöltve: 2010. november 6. Az eredetiből archiválva : 2010. november 16.. 
  14. ↑ A Hertzi-hullámok 50 éve . — Directmedia, 2013-03-15. — 159 p. — ISBN 9785445803096 . Archivált : 2017. december 31. a Wayback Machine -nál
  15. ↑ http://www.cqham.ru/wrx5.htm 2007. október 25-i archív másolat a Wayback Machine -n Fig.5.1.
  16. ↑ Elektromágneses hullámok. G. Hertz kísérletei. A rádió feltalálása A. Popovtól. Videó lecke. Fizika 11. évfolyam . Letöltve: 2022. szeptember 6.
  17. ↑ Nikolsky L. N. Ki találta fel a rádiót A Wayback Machine 2020. március 11-i archív példánya

Irodalom

Kompozíciók Róla

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Fotó, videó és hang
Tematikus oldalak
Szótárak és enciklopédiák
Genealógia és nekropolisz