Heinrich Hertz

Heinrich Rudolf Hertz

Narodil

22. února 1857
Hamburk, Německo

Zemřel

1. ledna 1894

Bonn, Německo

Bydliště

Německo

státní příslušnost

němčina

Pole

Fyzik a Inženýr elektroniky

Instituce

University of Kiel
University of Karlsruhe
University of Bonn

Alma mater

Univerzitě v Mnichově,
Univerzitě v Berlíně

Akademický poradce

Hermann von Helmholtz

Známý pro

Elektromagnetické záření

Heinrich Rudolf Hertz (22. února 1857 – 1. ledna 1894) byl německý fyzik, který byl první uspokojivě prokázat existenci elektromagnetické záření vlny tím, že staví zařízení pro jejich výrobu a detekci. Jeho objev byl klíčovým krokem na cestě k využití rádiových vln v komunikaci a vysílání a využití všech mnoha neviditelných oktáv elektromagnetického spektra ve službě lidstvu.

Jako průkopník otevření okna na neviditelné, ale velmi skutečném světě elektromagnetismu, Hertz neměl žádný základ pro dokonce si představoval, velké množství využití, na které se tyto elektromagnetické vlny by mohly být. Tento úkol by připadl ostatním, kteří by z jeho objevu měli prospěch.

Životopis

prvních letech

Heinrich Rudolf Hertz se narodil v Hamburku, Německo, 22. února 1857, nejstarší z pěti dětí Gustav Ferdinand Hertz a Anna Elisabeth Pfefferkorn. Hertzův otcovský dědeček konvertoval od judaismu k luteránství a oženil se s luteránskou rodinou. Jeho otec byl právník, který patřil do hamburského Senátu, jeho matka byla dcerou lékaře. Hertzův otec i matka byli luteráni.

v mládí Hertz ukázal pokročilé schopnosti pro matematiku a v neděli absolvoval další hodiny geometrie. Častěji se umístil na prvním místě ve své třídě. Měl také silnou afinitu k jazykům, rychle se učil latinu, řecký, arabština, a sanskrt. Ve stejnou dobu, ukázal zařízení pro praktické kreslení, sochařství, a řemesla. Aby tyto zájmy spojil, nejprve se věnoval kariéře ve strojírenství.

Univerzitní výcvik

v roce 1875 strávil Hertz rok ve stavebním oddělení ve Frankfortu. On pak navštěvoval polytechniku v Drážďanech, a byl obzvláště rád matematických přednášek zde, ale také se velký zájem o historii a filozofii. Po pouhém semestru v Drážďanech vstoupil do armády a strávil jeden rok v aktivní službě. V roce 1877 se zapsal na polytechniku v Mnichově a změnil svůj obor na fyziku. Během této doby, povzbuzený jeho učitele, studoval původní díla slavných fyziků, jako Isaac Newton, Gottfried Leibniz, Joseph Lagrange, a Pierre-Simon Laplace.

Hertz byl nespokojen s úrovní fyzikálního vzdělání v Mnichově, a tak se přestěhoval do Berlína. Tam studoval v laboratoři Hermanna von Helmholtze a získal cenu za vyšetřování setrvačnosti v elektrických proudech. Hertz byl schopen prokázat, že setrvačnost proudu byla malá nebo neexistující; tento výsledek se spojí s teoretického výzkumu Helmholtz dělal na elektromagnetické teorie. Během tohoto období navštěvoval přednášky Gustava Kirchhoffa o Mechanice. Ačkoli se proslavil svými elektrickými výzkumy, Hertzovy práce na mechanice byly také podstatné.

V roce 1879, on zvažoval, ale odmítl, návrh Helmholtz k určení existence elektrického proudu v dielektrické, izolační materiál mezi dva vodiče slouží k ukládání elektrického náboje. James Clerk Maxwell předpověděl existenci takových proudů. Ale Hertz přesvědčil Helmholtze, že studie bude trvat déle, než to stálo za to.

Hertz získal Ph.D. v roce 1880 a pokračoval v práci v helmholtzově laboratoři až do roku 1883. Jako asistent Helmholtz v Berlíně, Hertz předložené monografie na odpařování kapalin, nový druh vlhkoměr a grafické prostředky k určení vlastností vlhkého vzduchu.

publikoval také články o tom, co se mělo stát známým jako pole kontaktní mechaniky. Hertz analyzoval mechanické deformace dvě kolize elastické oblasti, a z tohoto dorazil na novou definici tvrdosti doufal, že by mohla být užitečná pro mineralogy.

v roce 1883 přijal Hertz místo lektora teoretické fyziky na univerzitě v Kielu. V roce 1885 se stal řádným profesorem na univerzitě v Karlsruhe, kde objevil elektromagnetické vlny. 31. července téhož roku se oženil s Elizabeth Doll, dcerou Maxe Dolla, lektora geometrie.

fotoelektrický efekt

v roce 1886 Hertz zahájil řadu experimentů, aby objasnil některé teoretické předpovědi Maxwellovy elektromagnetické teorie. V této době objevil užitečnost jiskřiště, a uvědomil si, že jeho pravidelné účinky by mu umožnil zkoumat otázky nezodpovězena, když se obrátil dolů Helmholtz výzkumný nápad. Při provádění těchto experimentů si všiml, co bylo zpočátku nežádoucím vedlejším účinkem: že jiskřiště se uvolnilo snadněji, když byla aktivována další jiskřiště. Hertz vysledovat tento vliv přítomnosti ultrafialového světla vlny generované z druhého jiskřiště, které, když dorazili první, podporoval proud, čímž výtok jednodušší. Po vyřešení tohoto problému se Hertz vrátil k původnímu účelu svého výzkumu. Tento jev byl později nazýván fotoelektrickým efektem a stal se tématem slavného dokumentu Alberta Einsteina, který mu získal Nobelovu cenu.

Elektromagnetické vlny

Hertz chtěl ukázat, že rychlost elektromagnetické vlny bylo konečné ve vzduchu a ve vakuu, čímž se závěrem, že vzduch a dielektrické izolátory jednat stejným způsobem. On nejprve si všiml, že získal mnohem větší reakci na jeho druhé jiskřiště, než by bylo povoleno běžné zákony šíření síly, které obecně předpovídají zmenšil akce se vzdáleností. Z toho si uvědomil, že produkuje elektromagnetické vlny, které si zachovávají svou sílu působení na delší vzdálenosti. Nejenže dokázal tyto vlny produkovat a detekovat, ale také určil jejich vlastnosti, jako je odraz a lom. Jeho výsledky, které publikoval v roce 1887, byly vědeckou komunitou rychle přijaty. Když uveřejněný jiní, jako například fyzici Oliver Lodge a George Fitzgerald, kteří pracují ve stejném oboru, jeho výsledky brzy zahájena all-out úsilí o využití jevů pro účely komunikace, což má za následek vynález rádia na konci příštího desetiletí. Jeden z hertzových studentů, Philipp Lenard, pokračoval v Hertzových elektrických výzkumech katodových paprsků.

po své práci na elektromagnetických vlnách se Hertz obrátil k jednomu ze svých původních oblastí zájmu, mechanice. Napsal důležitou práci, principy mechaniky prezentované v nové podobě, která se pokusila odstranit nejednoznačnost a zmatek v různých prezentacích až do té doby.

v roce 1892 byla diagnostikována infekce (po záchvatu těžkých migrén) a Hertz podstoupil některé operace k nápravě nemoci. Zemřel na otravu krve ve věku 36 let v německém Bonnu.

Jeho synovec Gustav Ludwig Hertz byl nositel Nobelovy Ceny, a gustavův syn Carl Hellmuth Hertz vynalezl lékařské ultrasonografie.

Objevy

V roce 1887 Hertz pozorování fotoelektrického jevu a z výroby a příjem elektromagnetických vln, které publikoval v časopise Annalen der Physik. Jeho přijímač byl cívky s napětím rozdíl udržována přes jiskřiště, které by problém jiskra v přítomnosti elektromagnetických vln (které byly vyrobeny vysílač zapalovací cívky). Umístil přístroj s přijímací jiskrovou mezerou do zatemněné krabice, aby lépe viděl jiskru a místo toho pozoroval, že maximální délka jiskry byla menší, když byla v krabici. Vložení skleněného panelu mezi zdroj vln a přijímací jiskřiště také způsobilo oslabení jiskry.

Když intervenující skleněný panel byl odstraněn, zapalovací délka zvýší, ale pokud místo toho, sklo křemenné panelu byly umístěny v cestě vlny, Hertz pozorován žádný pokles jiskra délku. Věděl už, že jiskra je doprovázena produkcí ultrafialové světlo, Hertz dospěl k závěru, že toto záření je zodpovědný za zvýšení vodivosti druhého jiskřiště, a předložila paměti na toto téma. Tento účinek dále nezkoumal, protože to nebylo hlavní zaměření jeho výzkumu, ani se nepokusil vysvětlit, jak byl pozorovaný jev způsoben. Jeho experimenty však vyvolaly mezi vědci obrovský zájem.

rádiové vlny

v roce 1887 Hertz experimentoval s rádiovými vlnami ve své laboratoři. Hertz použil jako radiátor jiskřiště poháněné cívkou Ruhmkorff a jeden metr drátu. Na koncích byly přítomny kovové koule pro úpravu elektrických vlastností obvodu. Jeho přijímač nebyl o nic víc než zakřivený drát s jiskrovou mezerou.

experimentováním dokázal, že elektromagnetické vlny mohou cestovat po určité vzdálenosti vzduchem. Předpověděli to James Clerk Maxwell a Michael Faraday. S jeho konfigurací přístroje by elektrické a magnetické pole vyzařovalo z drátů jako vlny. Hertz umístil oscilátor asi 12 metrů od zinkové reflexní desky, aby vytvořil stojaté vlny, podobně jako je hudební nota produkována zvukovými vlnami, které se ozývají v trubici nastavené délky. Každá vlna byla dlouhá asi čtyři metry. Pomocí detektoru prstenů zaznamenal, jak se velikost a směr vln lišily. Hertz však nedokázal přesvědčivě změřit rychlost vln. Nejprve si myslel, že rychlost je nekonečná; další série měření ukázala velký rozpor mezi rychlostí vln v drátu a vzduchem. Později vyšetřovatelé vyřešili tyto rozdíly a ukázali, že vlny se pohybují rychlostí světla.

Odkaz

stejně Jako mnoho vědců své doby, Hertz nerozuměl široké možnosti využití jeho produkce a detekce elektromagnetického záření. Jeho původním účelem bylo demonstrovat určité principy obsažené v Maxwellově teorii. Neměl jiní, jako například Lodge a Fitzgerald, pracuje ve stejném oboru, jeho práce a jeho aplikace nemusí být dobře pochopeny.

o svém objevu řekl:

je To naprosto k ničemu … je to jen experiment, který dokazuje, Maestro Maxwell měl pravdu—máme jen tyto záhadné elektromagnetické vlny, které nemůžeme vidět pouhým okem. Ale jsou tam.

na otázku o důsledcích svých objevů Hertz odpověděl: „Myslím, že nic.“Jeho objevy by později byly lépe pochopeny ostatními a byly součástí nového „bezdrátového věku“.“

trvalo více praktických lidí, jako je Nikola Tesla a Guglielmo Marconi, aby pochopili praktickou výhodu používání vln k odesílání zpráv na velké vzdálenosti. Hertz nežil dost dlouho, aby viděl rozkvět nové technologie založené na jeho objevech.

Vyznamenání

• hertz (Hz) byla založena v Hertz čest v roce 1930 jako jednotka pro měření frekvence, měření počet opakování opakované události za jednotku času (také volal „cyklů za sekundu“).
• v roce 1969 (Východní Německo) byla odlita pamětní medaile Heinricha Hertze.
• medaile IEEE Heinricha Hertze, založená v roce 1987, je za vynikající úspěchy v hertzovských vlnách, které jsou každoročně předkládány jednotlivci za teoretické úspěchy.
• kráter, který leží na odvrácené straně Měsíce, těsně za východní končetinou, je pojmenován na jeho počest.

Poznámky

• Bodanis, Davide. 2005. Elektrický vesmír: jak elektřina zapnula moderní svět. New York: Three Rivers Press. ISBN 0307335984
• Bryant, John H.1988. Heinrich Hertz, Začátek Mikrovln: Objev Elektromagnetických Vln a Otevření Elektromagnetického Spektra Heinrich Hertz v Letech 1886-1892. Praha: Institut elektrotechnických a elektronických inženýrů. ISBN 0879427108
• Buchwald, Jed z. 1994. Tvorba vědeckých efektů: Heinrich Hertz a elektrické vlny. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 0226078876
• Dahl, P.F. 1997. Blesk katodových paprsků: historie elektronu J. J. Thomsona. Bristol: Ústav fyziky Pub. ISBN 0750304537
• Lützen, Jesper. 2005. Mechanistické obrazy v geometrické podobě: principy mechaniky Heinricha Hertze. New York: Oxford University Press. 50-62. ISBN 0198567375
• Susskind, Charles. 1995. Heinrich Hertz: Krátký Život. San Francisco: San Francisco Press. ISBN 0911302743

všechny odkazy načteny 13. prosince 2017.

• John D. Jenkins, “ objev rádiových vln-1888; Heinrich Rudolf Hertz (1847-1894).“sparkmuseum.com.
• “ Heinrich Rudolph Hertz (1857-1894).“Corrosion-doctors.org.
• Elektrické vlny: výzkumy na šíření elektrického akce s konečnou rychlostí přes prostor Heinrich Rudolf Hertz. Sbírka Historických Monografií Cornell University Library. {Přetištěno} Cornell University Library Digital Collections.