Heinrich

Heinrich Rudolf

født

22. februar 1857
Hamborg, Tyskland

død

1. januar 1894

Bonn, Tyskland

bopæl

Tyskland

nationalitet

tysk

felt

fysiker og elektronisk ingeniør

institutioner

universitetet i Kiel
universitetet i Karlsruhe
universitetet i Bonn

Alma mater

University of Munich
University of Berlin

akademisk rådgiver

Hermann von Helmholts

kendt for

elektromagnetisk stråling

Heinrich Rudolf Herts (februar 22. januar 1857 – 1. januar 1894) var en tysk fysiker, der var den første til tilfredsstillende at demonstrere eksistensen af elektromagnetiske strålingsbølger ved at opbygge et apparat til at producere og detektere dem. Hans opdagelse var et vigtigt skridt på vejen til brugen af radiobølger i kommunikation og udsendelse og brugen af alle de mange usynlige oktaver i det elektromagnetiske spektrum til menneskehedens tjeneste.

som en pioner, der åbner vinduet på den usynlige, men meget virkelige verden af elektromagnetisme, havde Herts ikke noget grundlag for selv at forestille sig de mange anvendelser, som disse elektromagnetiske bølger kunne sættes på. Denne opgave ville falde til andre, der nyder godt af hans opdagelse.

biografi

tidlige år

Heinrich Rudolf Herts blev født i Hamborg, Tyskland, den 22.februar 1857, den ældste af de fem børn af Gustav Ferdinand Herts og Anna Elisabeth Pfefferkorn. Hendes farfar konverterede fra jødedommen til lutheranismen og giftede sig ind i en luthersk familie. Hans far var en advokat, der tilhørte Hamborgs senat, hans mor var datter af en læge. Både Herts far og mor var lutherske.

i sin ungdom, Herts viste en avanceret evne til matematik, og tog ekstra geometri lektioner om søndagen. Han rangerede oftere end ikke først i sin klasse. Han havde også en stærk affinitet for sprog, hurtigt at lære Latin, græsk, arabisk og Sanskrit. Samtidig viste han en facilitet til det praktiske i tegning, skulptur og kunsthåndværk. For at kombinere disse interesser forfulgte han først en karriere inden for ingeniørbyggeri.

universitetsuddannelse

i 1875 tilbragte hun et år i en byggeafdeling i Frankfort. Han deltog derefter polytechnic i Dresden, og var især glad for de matematiske foredrag givet der, men tog også en stor interesse i historie og filosofi. Efter kun et semester i Dresden sluttede han sig til militæret og tilbragte et år på aktiv tjeneste. I 1877 tilmeldte han sig polytechnic i Munchen og ændrede sin hovedfag til fysik. I løbet af denne tid, opmuntret af sine lærere, studerede han de originale værker af berømte fysikere som Isaac Nyton, Gottfried Leibnis, Joseph Lagrange og Pierre-Simon Laplace.

Herts var utilfreds med niveauet for fysikuddannelse i Munchen, så han flyttede til Berlin. Der studerede han i Hermann von Helmholts laboratorium og vandt en pris for undersøgelsen af inerti i elektriske strømme. Herts var i stand til at vise, at en strøms inerti var lille eller ikke-eksisterende; dette resultat var i overensstemmelse med teoretisk forskning, som Helmholts gjorde om elektromagnetisk teori. I denne periode deltog han i foredrag af Gustav Kirchhoff om mekanik. Selvom han ville blive berømt for sine elektriske undersøgelser, var Hertss værker om mekanik også betydelige.

i 1879 overvejede han, men afviste, et forslag fra Helmholts om at bestemme eksistensen af en elektrisk strøm i et dielektrisk, isoleringsmaterialet mellem to ledere, der blev brugt til at opbevare elektrisk ladning. James Clerk havde forudsagt eksistensen af sådanne strømme. Men Herts overbeviste Helmholts om, at undersøgelsen ville tage længere tid, end det var værd.

Herts fik sin ph.d. i 1880 og fortsatte med at arbejde i Helmholts laboratorium indtil 1883. Som assistent til Helmholts i Berlin, Herts indsendt erindringer om fordampning af væsker, en ny form for hygrometer, og et grafisk middel til bestemmelse af egenskaberne af fugtig luft.

han offentliggjorde også artikler om, hvad der skulle blive kendt som området for kontaktmekanik. Herts analyserede de mekaniske deformationer af to kolliderende elastiske kugler, og fra dette kom til en ny definition af hårdhed, som han håbede ville være til nogen nytte for mineraloger.

i 1883 accepterede Herts en stilling som lektor i teoretisk fysik ved Universitetet i Kiel. I 1885 blev han fuld professor ved Universitetet i Karlsruhe, hvor han opdagede elektromagnetiske bølger. Den 31. juli samme år giftede han sig med Elisabeth Doll, datter af maks Doll, en lektor i geometri.

fotoelektrisk effekt

i 1886 påbegyndte hun en række eksperimenter for at klarlægge nogle af de teoretiske forudsigelser af den elektromagnetiske teori. På dette tidspunkt opdagede han nytten af et gnistgab og indså, at dets regelmæssige virkninger ville gøre det muligt for ham at undersøge de spørgsmål, der var ubesvarede, da han afviste Helmholts forskningsidee. Mens han gennemførte disse eksperimenter, bemærkede han, hvad der i første omgang var en uønsket bivirkning: at et gnistgab blev lettere udledt, når et andet gnistgab blev aktiveret. Herts spores denne effekt til tilstedeværelsen af ultraviolette lysbølger genereret fra det andet gnistgab, som, da de nåede den første, fremmede strømstrømmen, hvilket gjorde udladningen lettere. Efter at have løst dette problem vendte Herts tilbage til det oprindelige formål med sin forskning. Dette fænomen blev senere kaldt den fotoelektriske effekt og blev emnet for et berømt papir af Albert Einstein, der vandt ham en Nobelpris.

elektromagnetiske bølger

Herts ønskede at vise, at hastigheden af elektromagnetiske bølger var begrænset i luft og i et vakuum og konkluderede således, at luft og dielektriske isolatorer virker på samme måde. Han bemærkede først, at han opnåede en meget større reaktion ved sit andet gnistgab, end det ville være tilladt af de normale love for udbredelse af kraft, som generelt forudsiger en formindsket handling med afstand. Fra dette indså han, at han producerede elektromagnetiske bølger, som bevarede deres handlekraft over længere afstande. Ikke alene var han i stand til at producere og opdage disse bølger, men han bestemte også deres egenskaber, såsom refleksion og brydning. Hans resultater, som han offentliggjorde i 1887, blev hurtigt accepteret af det videnskabelige samfund. Da han blev offentliggjort af andre, såsom fysikere Oliver Lodge og George Fitsgerald, der arbejdede inden for det samme felt, lancerede hans resultater snart en all-out indsats for at bruge fænomenerne til kommunikationsformål, hvilket resulterede i opfindelsen af radio i slutningen af det næste årti. En af Herts elever, Philipp Lenard, fortsatte Herts elektriske undersøgelser af katodestråler.

efter sit arbejde med elektromagnetiske bølger vendte Herts sig til et af sine oprindelige interesseområder, mekanik. Han skrev et vigtigt værk, principperne for Mekanik præsenteret i en ny Form, der forsøgte at fjerne tvetydighed og forvirring i de forskellige præsentationer indtil den tid.

i 1892 blev en infektion diagnosticeret (efter en alvorlig migræne), og Herts gennemgik nogle operationer for at rette op på sygdommen. Han døde af blodforgiftning i en alder af 36 år i Bonn, Tyskland.

hans nevø Gustav Ludvig var nobelpristager, og Gustavs søn Carl Hellmuth opfandt medicinsk ultralyd.

opdagelser

i 1887 lavede han observationer af den fotoelektriske effekt og af produktionen og modtagelsen af elektromagnetiske bølger, som han offentliggjorde i tidsskriftet Annalen der Physik. Hans modtager var en spole med en spændingsforskel opretholdt over et gnistgab, som ville udsende en gnist i nærvær af elektromagnetiske bølger (som blev produceret af en transmitter gnistspole). Han placerede apparatet med det modtagende gnistgab i en mørk kasse for at se gnisten bedre og observerede i stedet, at den maksimale gnistlængde var mindre, når den var i kassen. At sætte et glaspanel mellem kilden til bølgerne og det modtagende gnistgab forårsagede også en svækkelse af gnisten.

når det mellemliggende glaspanel blev fjernet, ville gnistlængden øges; men hvis der i stedet for glas blev sat et kvartspanel i bølgens sti, observerede Herts intet fald i gnistlængde. Da han allerede vidste, at en gnist ledsages af produktionen af ultraviolet lys, konkluderede han, at denne stråling var ansvarlig for stigningen i ledningsevnen i det andet gnistgab og sendte en erindringsbog om emnet. Han undersøgte ikke denne effekt yderligere, da det ikke var hovedfokus for hans forskning, og han gjorde heller ikke noget forsøg på at forklare, hvordan det observerede fænomen blev skabt. Hans eksperimenter skabte imidlertid en enorm interesse blandt forskere.

radiobølger

i 1887 eksperimenterede han med radiobølger i sit laboratorium. Den brugte et ruhmkorff-spoledrevet gnistgab og et meter trådpar som radiator. Metalliske kugler var til stede i enderne for at justere kredsløbets elektriske egenskaber. Hans modtager var ikke meget mere end en buet ledning med et gnistgab.

gennem eksperimenter beviste han, at elektromagnetiske bølger kan rejse over en vis afstand gennem luften. Dette var forudsagt af James Clerk og Michael Faraday. Med sin apparatkonfiguration ville de elektriske og magnetiske felter udstråle væk fra ledningerne som bølger. 12 meter fra en refleksplade for at producere stående bølger, svarende til den måde, hvorpå en musikalsk note produceres af lydbølger, der genlyder i et rør med en indstillet længde. Hver bølge var omkring fire meter lang. Ved hjælp af ringdetektoren registrerede han, hvordan bølgernes størrelse og retning varierede. Det lykkedes dog ikke at måle bølgernes hastighed endegyldigt. Først troede han, at hastigheden var uendelig; en anden række målinger viste en stor uoverensstemmelse mellem bølgens hastighed i en ledning og gennem luft. Senere efterforskere løste disse forskelle og viste, at bølgerne bevæger sig med lysets hastighed.

Legacy

som mange af videnskabsmændene i sin tid forstod ikke de vidtrækkende potentielle anvendelser af hans produktion og påvisning af elektromagnetisk stråling. Hans oprindelige formål var at demonstrere visse principper indeholdt i hans teori. Havde ikke andre, som f.eks.

af hans opdagelse, sagde han:

det nytter ikke noget … Dette er bare et eksperiment, der beviser, at Maestro havde ret—vi har bare disse mystiske elektromagnetiske bølger, som vi ikke kan se med det blotte øje. Men de er der.

spurgt om konsekvenserne af hans opdagelser svarede Herts: “intet, tror jeg.”Hans opdagelser ville senere blive mere fuldt ud forstået af andre og være en del af den nye “trådløse tidsalder.”

det tog mere praktiske mennesker som Nikola Tesla og Guglielmo Marconi at forstå den praktiske fordel ved at bruge bølgerne til at sende beskeder over lange afstande. Herts levede ikke længe nok til at se blomstringen af den nye teknologi baseret på hans opdagelser.

æresbevisninger

• i 1930 blev det etableret som en måleenhed for Frekvens, En måling af det antal gange, en gentagen begivenhed finder sted pr.tidsenhed (også kaldet “cykler pr. sek”).
• i 1969 (Østtyskland) blev der kastet en Heinrich Herts mindemedalje.
• IEEE Heinrich Herts-Medaljen, der blev oprettet i 1987, er for fremragende præstationer i Hertsiske bølger, der årligt præsenteres for et individ til teoretiske præstationer.
• et krater, der ligger på den anden side af Månen, lige bag den østlige lem, er navngivet til hans ære.

noter

• Bodanis, David. 2005. Elektrisk univers: Hvordan elektricitet tændt den moderne verden. Three Rivers Press. ISBN 0307335984
• Bryant, John H. 1988. Heinrich Herts, begyndelsen på mikrobølger: opdagelse af elektromagnetiske bølger og åbning af det elektromagnetiske spektrum af Heinrich Herts i årene 1886-1892. København: Institut for elektriske og elektroniske ingeniører. ISBN 0879427108
• Buchvald, Jed med 1994. Oprettelsen af videnskabelige effekter: Heinrich Herts og elektriske bølger. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 0226078876
• Dahl, P. F. 1997. Flash af katodestrålerne: en historie om J. J. Thomsons elektron. Bristol: Institut for Fysik Pub. ISBN 0750304537
• L, Jesper. 2005. Mekanistiske billeder i geometrisk Form: Heinrich Herts principper for Mekanik. København: Københavns Universitet Press. 50-62. ISBN 0198567375
• Susskind, Charles. 1995. Heinrich Herts: Et Kort Liv. San Francisco: San Francisco Press. ISBN 0911302743

alle links hentet 13.December 2017.

• John D. Jenkins, “opdagelsen af radiobølger – 1888; Heinrich Rudolf Herts (1847-1894).”sparkmuseum.com.
• “Heinrich Rudolph Herts (1857 – 1894).”Corrosion-doctors.org.
• elektriske bølger: at være forsker i udbredelsen af elektrisk handling med endelig hastighed gennem rummet af Heinrich Rudolph Herts. Cornell University Library Historiske Monografier Samling. {Genoptrykt af} Cornell University Library digitale samlinger.