Heinrich Hertz

Heinrich Rudolf Hertz

Født

22. februar 1857
Hamburg, Tyskland

Død

1. januar 1894

Bonn, Tyskland

Bosted

Tyskland

Nasjonalitet

tysk

Felt

Fysiker Og Elektronisk Ingeniør

Institusjoner

Universitetet I Kiel
Universitetet I Bonn

Alma mater

universitetet i munchen
universitetet i berlin

Akademisk Rådgiver

Hermann Von Helmholtz

Kjent For

Elektromagnetisk Stråling

Heinrich Rudolf Hertz (22. Februar 1857 – 1. januar (1894) var en tysk fysiker som var den første til å demonstrere eksistensen av elektromagnetisk stråling bølger ved å bygge et apparat for å produsere og oppdage dem. Hans oppdagelse var et viktig skritt på veien til bruk av radiobølger i kommunikasjon og kringkasting og bruk av alle de mange usynlige oktaver av det elektromagnetiske spektret til menneskehetens tjeneste.

Som en pioner som åpnet vinduet mot den usynlige, men veldig virkelige verden av elektromagnetisme, Hadde Hertz ikke grunnlag for å forestille seg de mange bruksområder som disse elektromagnetiske bølgene kunne settes på. Den oppgaven ville falle til andre som drar nytte av hans oppdagelse.

Biografi

Tidlige år

Heinrich Rudolf Hertz ble født I Hamburg, Tyskland, 22. februar 1857, den eldste av De fem barna Til Gustav Ferdinand Hertz og Anna Elisabeth Pfefferkorn. Hertz farfar konverterte fra Jødedommen Til Lutheranisme og giftet seg Inn I En Luthersk familie. Hans far var en advokat som tilhørte Hamburg senat, hans mor var datter av en lege. Faren Og moren Til Hertz var Lutherske.

I sin ungdom viste Hertz en avansert evne til matematikk, og tok ekstra geometri leksjoner på søndager. Han rangerte oftere enn ikke først i sin klasse. Han hadde også en sterk tilhørighet for språk, raskt lære Latin, gresk, arabisk, Og Sanskrit. Samtidig viste han et anlegg for det praktiske i tegning, skulptur og håndverk. For å kombinere disse interessene forfulgte han først en karriere innen ingeniørbygging.

Universitet trening

I 1875, Hertz tilbrakte et år i en konstruksjon avdeling I Frankfort. Han gikk på polytechnic I Dresden, og var spesielt glad i de matematiske forelesninger gitt der, men også tok en stor interesse for historie og filosofi. Etter bare et semester i Dresden, han sluttet seg til militæret og tilbrakte ett år på aktiv tjeneste. I 1877 begynte han på polytechnic I Munchen, og endret sin hovedfag til fysikk. I løpet av denne tiden, oppmuntret av sine lærere, studerte han de opprinnelige verkene til berømte fysikere Som Isaac Newton, Gottfried Leibniz, Joseph Lagrange og Pierre-Simon Laplace.

Hertz var misfornøyd med nivået på fysikk utdanning I Munchen, så han flyttet Til Berlin. Der studerte Han I laboratoriet Av Hermann von Helmholtz og vant en pris for undersøkelse av treghet i elektriske strømmer. Hertz var i stand til å vise at treghet av en strøm var liten eller ikke-eksisterende; dette resultatet dovetailed med teoretisk forskning Helmholtz gjorde på elektromagnetisk teori. I løpet av denne perioden deltok Han På Forelesninger Av Gustav Kirchhoff på mekanikk. Selv om Han skulle bli kjent for sine elektriske undersøkelser, Hertz arbeider på mekanikk var også betydelig.

i 1879 vurderte Han, men slått ned, Et forslag Fra Helmholtz å bestemme eksistensen av en elektrisk strøm i et dielektrisk, isolasjonsmaterialet mellom to ledere som brukes til å lagre elektrisk ladning. James Clerk Maxwell hadde spådd eksistensen av slike strømmer. Men Hertz overbeviste Helmholtz om at studien ville ta lengre tid enn det var verdt.

Hertz fikk Sin Doktorgrad i 1880, og fortsatte å arbeide I Helmholtz laboratorium til 1883. Som assistent Til Helmholtz I Berlin sendte Hertz memoarer om fordampning av væsker, en ny type hygrometer og et grafisk middel for å bestemme egenskapene til fuktig luft.

han publiserte også artikler om det som skulle bli kjent som feltet kontaktmekanikk. Hertz analyserte de mekaniske deformasjonene av to kolliderende elastiske kuler, og fra dette kom til en ny definisjon av hardhet han håpet ville være til nytte for mineralogister.

I 1883 Aksepterte Hertz en stilling som foreleser i teoretisk fysikk ved Universitetet I Kiel. I 1885 ble han professor ved Universitetet I Karlsruhe hvor han oppdaget elektromagnetiske bølger. Den 31. juli samme år giftet Han Seg Med Elizabeth Doll, datter Av Max Doll, foreleser i geometri.

Fotoelektrisk effekt

I 1886 Begynte Hertz en rekke eksperimenter for å klargjøre noen av De teoretiske spådommene Til Maxwells elektromagnetiske teori. På dette tidspunktet oppdaget han bruken av et gnistgap, og innså at de vanlige effektene ville gjøre det mulig for Ham å undersøke spørsmålene som var ubesvarte da Han avslo Helmholtzs forskningsidee. Mens han foretok disse forsøkene, la han merke til hva som først var en uønsket bivirkning: At et gnistgap utladet lettere når et annet gnistgap ble aktivert. Hertz spores denne effekten til tilstedeværelsen av ultrafiolette lysbølger generert fra det andre gnistgapet, som da de nådde den første, fremmet strømmen, og dermed gjorde utslippet lettere. Etter å ha løst dette problemet, Returnerte Hertz til det opprinnelige formålet med sin forskning. Dette fenomenet ble senere kalt fotoelektrisk effekt, og ble tema For En berømt papir Av Albert Einstein som vant Ham En Nobelpris.

Elektromagnetiske bølger

Hertz ønsket å vise at hastigheten til elektromagnetiske bølger var begrenset i luft og i vakuum, og konkluderte dermed med at luft og dielektriske isolatorer virker på samme måte. Han la først merke til at han oppnådde en mye større reaksjon ved sitt andre gnistgap enn det som ville bli tillatt av de normale lovene om forplantning av kraft, som generelt forutsier en redusert handling med avstand. Fra dette innså han at han produserte elektromagnetiske bølger, som beholdt sin handlekraft over lengre avstander. Ikke bare var han i stand til å produsere og oppdage disse bølgene, men han bestemte også sine egenskaper, som refleksjon og brytning. Hans resultater, som han publiserte i 1887, ble raskt akseptert av det vitenskapelige samfunn. Når det ble publisert av andre, som fysikere Oliver Lodge og George Fitzgerald, som jobbet i samme felt, lanserte hans resultater snart en all-out innsats for å bruke fenomenene til kommunikasjonsformål, noe som resulterte i oppfinnelsen av radio på slutten av det neste tiåret. En Av Hertz studenter, Philipp Lenard, fortsatte Hertz elektriske undersøkelser i katodestråler.

Etter sitt arbeid med elektromagnetiske bølger vendte Hertz seg til et av sine opprinnelige interessefelt, mekanikk. Han skrev et viktig verk, The Principles Of Mechanics Present In A New Form, som forsøkte å fjerne tvetydighet og forvirring i de ulike presentasjonene frem til den tiden.

i 1892 ble en infeksjon diagnostisert (etter et anfall av alvorlig migrene) Og Hertz gjennomgikk noen operasjoner for å rette opp sykdommen. Han døde av blodforgiftning i En alder av 36 i Bonn, Tyskland.

hans nevø Gustav Ludwig Hertz var nobelprisvinner, Og Gustavs sønn Carl Hellmuth Hertz oppfant medisinsk ultralyd.

Funn

I 1887 Gjorde Hertz observasjoner av den fotoelektriske effekten og produksjon og mottak av elektromagnetiske bølger, som Han publiserte I tidsskriftet Annalen der Physik. Hans mottaker var en spole med en spenningsforskjell opprettholdt over et gnistgap, noe som ville gi en gnist i nærvær av elektromagnetiske bølger (som ble produsert av en transmitter gnistspole). Han plasserte apparatet med mottakende gnistgap i en mørk boks for å se gnisten bedre og observert i stedet, at maksimal gnistlengde var mindre når den var i esken. Å sette et glasspanel mellom kilden til bølgene og mottakergistgapet forårsaket også en svekkelse av gnisten.

Når det mellomliggende glasspanelet ble fjernet, ville gnistlengden øke; men hvis I stedet for glass ble et kvartspanel satt i bølgens bane, Observerte Hertz ingen reduksjon i gnistlengden. Å vite allerede at en gnist er ledsaget av produksjon av ultrafiolett lys, Konkluderte Hertz at denne strålingen var ansvarlig for økningen i ledningsevnen til det andre gnistgapet, og sendte inn et memoir om emnet. Han undersøkte ikke denne effekten videre, siden det ikke var hovedfokuset i hans forskning, og han gjorde heller ikke noe forsøk på å forklare hvordan det observerte fenomenet ble forårsaket. Hans eksperimenter skapte imidlertid en enorm interesse blant forskere.

radiobølger

I 1887 Eksperimenterte Hertz med radiobølger i sitt laboratorium. Hertz brukte Et Ruhmkorff coil-drevet gnistgap og ett meter ledningspar som radiator. Metallkuler var tilstede i enden for å justere kretsens elektriske egenskaper. Mottakeren hans var ikke mye mer enn en buet ledning med gnistgap.

gjennom eksperimentering viste han at elektromagnetiske bølger kan reise over en viss avstand gjennom luften. Dette hadde Blitt spådd Av James Clerk Maxwell og Michael Faraday. Med sin apparatkonfigurasjon ville de elektriske og magnetiske feltene utstråle bort fra ledningene som bølger. Hertz hadde plassert oscillatoren ca 12 meter fra en sinkreflekterende plate for å produsere stående bølger, på samme måte som en musikalsk notat produseres av lydbølger som reverberating i et rør av en angitt lengde. Hver bølge var omtrent fire meter lang. Ved hjelp av ringdetektoren registrerte han hvordan bølgens størrelse og retning varierte. Hertz klarte imidlertid ikke å måle hastigheten på bølgene. Først trodde han at hastigheten var uendelig; en annen serie målinger viste et stort avvik mellom bølgens hastighet i en ledning og gjennom luft. Senere etterforskere løst disse forskjellene, og viste at bølgene beveger seg med lysets hastighet.

Legacy

Som mange av forskerne i sin tid forstod Hertz ikke de omfattende potensielle anvendelsene av sin produksjon og deteksjon av elektromagnetisk stråling. Hans opprinnelige formål var å demonstrere visse prinsipper som Finnes I Maxwells teori. Hadde ikke Andre, Som Lodge Og Fitzgerald, jobbet i samme felt, hans arbeid og dets programmer kan ikke ha vært godt forstått.

av hans oppdagelse, sa han:

det er til ingen nytte … dette er bare et eksperiment som viser At Maestro Maxwell hadde rett-vi har bare disse mystiske elektromagnetiske bølgene som vi ikke kan se med det blotte øye. Men de er der.

Spurt om konsekvensene av hans funn, Svarte Hertz, » Ingenting, antar jeg .»Hans funn vil senere bli mer fullstendig forstått av andre og være en del av den nye» trådløse tidsalderen.»

det tok mer praktiske mennesker Som Nikola Tesla Og Guglielmo Marconi å forstå den praktiske fordelen av å bruke bølgene til å sende meldinger over lange avstander. Hertz levde ikke lenge nok til å se blomstringen av den nye teknologien basert på hans funn.

Æresbevisninger

• hertz (Hz) ble etablert i Hertz ære i 1930 som en måleenhet for frekvens, en måling av antall ganger en gjentatt hendelse oppstår per tidsenhet(også kalt «sykluser per sekund»).
• I 1969 (Øst-Tyskland) ble Det avgitt En Heinrich Hertz minnemedalje.
• Ieee Heinrich Hertz Medal, etablert i 1987, er for fremragende prestasjoner I Hertzian waves presentert årlig til en person for teoretiske prestasjoner.
• et krater som ligger på den andre Siden Av Månen, like bak den østlige lem, er oppkalt etter Ham.

Notater

• Bodanis, David. 2005. Elektrisk Univers: Hvordan Elektrisitet Slatt pa Den Moderne Verden. New York: Three Rivers Press (Engelsk). ISBN 0307335984
• Bryant, John H. 1988. Heinrich Hertz, Begynnelsen Av Mikrobølger: Oppdagelse Av Elektromagnetiske Bølger og Åpning Av Det Elektromagnetiske Spektret Av Heinrich Hertz i Årene 1886-1892. New York: Institutt For Elektro-Og Elektronikkingeniører. ISBN 0879427108
• Buchwald, Jed Z. 1994. Opprettelsen Av Vitenskapelige Effekter: Heinrich Hertz Og Elektriske Bølger. University Of Chicago Press (engelsk). ISBN 0226078876
• Dahl, P. F. 1997. Flash Av Katodestrålene: En Historie Om Jj Thomsons Elektron. Bristol: Institutt For Fysikk Pub. ISBN 0750304537
• Lü, Jesper. 2005. Mekanistiske Bilder I Geometrisk Form: Heinrich Hertz Prinsipper For Mekanikk. Oxford University Press.S. 50-62. ISBN 0198567375
• Susskind, Charles. 1995. Heinrich Hertz: Et Kort Liv. San Francisco: San Francisco Press.S. ISBN 0911302743

Alle lenker besøkt 13. desember 2017.

• John D. Jenkins, » Oppdagelsen Av Radiobølger-1888; Heinrich Rudolf Hertz (1847-1894).»sparkmuseum.com.
• «Heinrich Rudolph Hertz (1857-1894).»Corrosion-doctors.org.
• Elektriske bølger: forskning på utbredelse av elektrisk handling med endelig hastighet gjennom rommet Av Heinrich Rudolph Hertz. Cornell University Library Historiske Monografier Samling. Publisert Av Cornell University Library Digital Collections.