Heinrich Hertz

Heinrich Rudolf Hertz

geboren

22 februari 1857
Hamburg, Duitsland

overleden

1 januari 1894

Bonn, Duitsland

woonplaats

Duitsland

nationaliteit

duits

Veld

Natuurkundige en Elektronische Technicus

Instellingen

Universiteit van Kiel
Universiteit van Karlsruhe
Universiteit van Bonn

Alma mater

Universiteit van München
Universiteit van Berlijn

Academic advisor

Hermann von Helmholtz

Bekend

Elektromagnetische straling

Heinrich Rudolf Hertz (22 februari 1857 – januari 1, 1894) was een duits natuurkundige die de eerste was om juist te wijzen op het bestaan van elektromagnetische straling golven door het bouwen van een apparaat om ze te produceren en te detecteren. Zijn ontdekking was een belangrijke stap op het pad naar het gebruik van radiogolven in communicatie en omroep en het gebruik van alle vele onzichtbare octaven van het elektromagnetische spectrum aan de Dienst van de mensheid.Als pionier die het venster opende op de onzichtbare, maar zeer reële wereld van het elektromagnetisme, had Hertz geen enkele basis om zich de vele toepassingen voor te stellen die deze elektromagnetische golven zouden kunnen gebruiken. Die taak zou komen te liggen bij anderen die profiteren van zijn ontdekking.Heinrich Rudolf Hertz werd op 22 februari 1857 in Hamburg geboren als oudste van de vijf kinderen van Gustav Ferdinand Hertz en Anna Elisabeth Pfefferkorn. Hertz ‘ grootvader van vaderskant veranderde van het Jodendom in het Lutheranisme en trouwde in een Lutherse familie. Zijn vader was een advocaat die behoorde tot de Senaat van Hamburg, zijn moeder was de dochter van een arts. Zowel Hertz ‘ vader als moeder waren Lutheraan.In zijn jeugd toonde Hertz een gevorderde aanleg voor wiskunde en nam hij op zondag extra meetkundeles. Hij stond vaker wel dan niet op de eerste plaats in zijn klas. Hij had ook een sterke affiniteit voor talen en leerde snel Latijn, Grieks, Arabisch en Sanskriet. Tegelijkertijd toonde hij een mogelijkheid voor het praktische in tekenen, beeldhouwen en handwerk. Om deze interesses te combineren, streefde hij in eerste instantie een carrière in de technische Bouw.

Universitaire opleiding

in 1875 bracht Hertz een jaar door op een bouwafdeling in Frankfort. Hij ging vervolgens naar de polytechnic in Dresden, en was vooral dol op de wiskundige lezingen die daar werden gegeven, maar had ook een grote interesse in geschiedenis en filosofie. Na slechts een semester in Dresden, ging hij in het leger en bracht een jaar in actieve dienst. In 1877 schreef hij zich in aan de polytechnic in München, waar hij zijn hoofdvak natuurkunde ging studeren. Gedurende deze tijd bestudeerde hij, aangemoedigd door zijn leraren, de originele werken van beroemde natuurkundigen zoals Isaac Newton, Gottfried Leibniz, Joseph Lagrange en Pierre-Simon Laplace.Hertz was niet tevreden over het niveau van het natuurkundeonderwijs in München, dus verhuisde hij naar Berlijn. Daar studeerde hij in het laboratorium van Hermann von Helmholtz en won een prijs voor het onderzoek naar de traagheid van elektrische stromen. Hertz kon aantonen dat de traagheid van een stroom klein of niet-bestaand was; dit resultaat sloot aan bij theoretisch onderzoek dat Helmholtz deed op het gebied van elektromagnetische theorie. In deze periode volgde hij lezingen van Gustav Kirchhoff over mechanica. Hoewel hij beroemd zou worden om zijn elektrische onderzoeken, waren Hertz ‘ werk over mechanica ook substantieel.In 1879 overwoog hij, maar wees dit af, een voorstel van Helmholtz om het bestaan van een elektrische stroom in een diëlektricum te bepalen, het isolatiemateriaal tussen twee geleiders dat wordt gebruikt om elektrische lading op te slaan. James Clerk Maxwell had het bestaan van dergelijke stromingen voorspeld. Maar Hertz overtuigde Helmholtz ervan dat het onderzoek langer zou duren dan het waard was.Hertz behaalde zijn Ph.D. in 1880 en bleef werken in Helmholtz ‘ laboratorium tot 1883. Als assistent van Helmholtz in Berlijn diende Hertz memoires in over de verdamping van vloeistoffen, een nieuw soort hygrometer en een grafisch middel om de eigenschappen van vochtige lucht te bepalen.

hij publiceerde ook artikelen over wat bekend zou worden als het gebied van contactmechanica. Hertz analyseerde de mechanische vervormingen van twee botsende elastische bollen, en hieruit kwam hij tot een nieuwe definitie van hardheid waarvan hij hoopte dat die nuttig zou zijn voor mineralogen.In 1883 aanvaardde Hertz een post als docent theoretische natuurkunde aan de Universiteit van Kiel. In 1885 werd hij hoogleraar aan de Universiteit van Karlsruhe, waar hij elektromagnetische golven ontdekte. Op 31 juli van hetzelfde jaar trouwde hij met Elizabeth Doll, de dochter van Max Doll, een docent meetkunde.In 1886 begon Hertz aan een reeks experimenten om enkele van de theoretische voorspellingen van Maxwell ‘ s elektromagnetische theorie te verduidelijken. Op dit moment ontdekte hij het nut van een vonkgat, en realiseerde zich dat de regelmatige effecten hem in staat zouden stellen om de vragen te onderzoeken die nog onbeantwoord waren toen hij Helmholtz ‘ onderzoeksidee afwees. Bij het uitvoeren van deze experimenten merkte hij wat in eerste instantie een ongewenst neveneffect was: dat een vonkspleet gemakkelijker werd afgevoerd wanneer een andere vonkspleet werd geactiveerd. Hertz traceerde dit effect op de aanwezigheid van ultraviolet lichtgolven gegenereerd uit de tweede vonk kloof, die, toen ze de eerste bereikt, bevorderd stroom, waardoor de ontlading gemakkelijker. Na het oplossen van dit probleem keerde Hertz terug naar het oorspronkelijke doel van zijn onderzoek. Dit fenomeen werd later het foto-elektrisch effect genoemd en werd het onderwerp van een beroemd artikel van Albert Einstein dat hem een Nobelprijs opleverde.

elektromagnetische golven

Hertz wilde aantonen dat de snelheid van elektromagnetische golven eindig was in lucht en in een vacuüm, en concludeerde dat lucht en diëlektrische isolatoren op dezelfde manier werken. Hij merkte eerst op dat hij een veel grotere reactie kreeg bij zijn tweede vonkgat dan zou worden toegestaan door de normale wetten van de voortplanting van kracht, die over het algemeen een verminderde werking met afstand voorspellen. Hieruit realiseerde hij zich dat hij elektromagnetische golven produceerde, die hun kracht van handelen over langere afstanden behielden. Hij was niet alleen in staat om deze golven te produceren en te detecteren, maar hij bepaalde ook hun eigenschappen, zoals reflectie en breking. Zijn resultaten, die hij in 1887 publiceerde, werden snel geaccepteerd door de wetenschappelijke gemeenschap. Wanneer bekend gemaakt door anderen, zoals natuurkundigen Oliver Lodge en George Fitzgerald, die op hetzelfde gebied werkten, lanceerde zijn resultaten al snel een all-out inspanning om de fenomenen te gebruiken voor communicatiedoeleinden, wat resulteerde in de uitvinding van radio aan het einde van het volgende decennium. Een van Hertz ‘studenten, Philipp Lenard, zette Hertz’ elektrische onderzoek naar kathodestralen voort.

na zijn werk over elektromagnetische golven richtte Hertz zich op een van zijn oorspronkelijke interessegebieden, mechanica. Hij schreef een belangrijk werk, de principes van de mechanica gepresenteerd in een nieuwe vorm, die probeerde ambiguïteit en verwarring in de verschillende presentaties tot dan toe te verwijderen.In 1892 werd een infectie gediagnosticeerd (na een aanval van ernstige migraine) en onderging Hertz enkele operaties om de ziekte te corrigeren. Hij overleed op 36-jarige leeftijd in Bonn, Duitsland.Zijn neef Gustav Ludwig Hertz was een Nobelprijswinnaar en Gustavs zoon Carl Hellmuth Hertz vond medische echografie uit.In 1887 maakte Hertz waarnemingen van het foto-elektrisch effect en van de productie en ontvangst van elektromagnetische golven, die hij publiceerde in het tijdschrift Annalen der Physik. Zijn ontvanger was een spoel met een spanningsverschil over een vonkspleet, die een vonk zou afgeven in de aanwezigheid van elektromagnetische golven (die werden geproduceerd door een transmitter vonkspoel). Hij plaatste het apparaat met de ontvangende vonkspleet in een verduisterde doos om de vonk beter te zien en merkte in plaats daarvan op dat de maximale vonklengte minder was wanneer in de doos. Het plaatsen van een glazen paneel tussen de bron van de golven en de ontvangende vonkspleet veroorzaakte ook een verzwakking van de vonk.

wanneer het tussenliggende glaspaneel werd verwijderd, zou de vonklengte toenemen; maar als in plaats van glas een kwartspaneel in de baan van de golven werd geplaatst, merkte Hertz geen afname van de vonklengte op. Al wetende dat een vonk gepaard gaat met de productie van ultraviolet licht, concludeerde Hertz dat deze straling verantwoordelijk was voor de toename van de geleidbaarheid van de tweede vonk kloof, en diende een memoires over het onderwerp. Hij heeft dit effect niet verder onderzocht, omdat het niet de belangrijkste focus van zijn onderzoek was, noch heeft hij enige poging gedaan om uit te leggen hoe het waargenomen fenomeen tot stand kwam. Zijn experimenten leverden echter een enorme belangstelling op onder wetenschappers.

radiogolven

in 1887 experimenteerde Hertz met radiogolven in zijn laboratorium. Hertz gebruikte een Ruhmkorff spoel aangedreven spark gap en een meter draad paar als een radiator. Aan de uiteinden waren metalen bollen aanwezig om de elektrische eigenschappen van het circuit aan te passen. Zijn ontvanger was niet veel meer dan een gebogen draad met een vonkgat.

door experimenten bewees hij dat elektromagnetische golven over enige afstand door de lucht kunnen reizen. Dit werd voorspeld door James Clerk Maxwell en Michael Faraday. Met zijn apparaatconfiguratie zouden de elektrische en magnetische velden als golven van de draden wegstralen. Hertz had de oscillator ongeveer 12 meter van een zinkreflecterende plaat geplaatst om staande golven te produceren, vergelijkbaar met de manier waarop een muzieknoot wordt geproduceerd door geluidsgolven die weerkaatsen in een buis van een vaste lengte. Elke golf was ongeveer vier meter lang. Met behulp van de ringdetector registreerde hij hoe de grootte en richting van de golven varieerden. Hertz slaagde er echter niet in om de snelheid van de golven definitief te meten. Aanvankelijk dacht hij dat de snelheid oneindig was; een andere reeks metingen toonde een grote discrepantie aan tussen de snelheid van golven in een draad en door de lucht. Latere onderzoekers losten deze verschillen op en toonden aan dat de golven bewegen met de snelheid van het licht.Net als veel van de wetenschappers van zijn tijd begreep Hertz de vele mogelijke toepassingen van zijn productie en detectie van elektromagnetische straling niet. Zijn oorspronkelijke doel was om bepaalde principes uit Maxwell ‘ s theorie te demonstreren. Als anderen, zoals Lodge en Fitzgerald, niet op hetzelfde terrein hadden gewerkt, was zijn werk en de toepassingen ervan misschien niet goed begrepen.

van zijn ontdekking, zei hij:

het heeft geen enkel nut … Dit is gewoon een experiment dat bewijst dat Maestro Maxwell gelijk had—we hebben alleen deze mysterieuze elektromagnetische golven die we niet met het blote oog kunnen zien. Maar ze zijn er.Op de vraag naar de vertakkingen van zijn ontdekkingen antwoordde Hertz: “niets, denk ik.”Zijn ontdekkingen zouden later meer volledig worden begrepen door anderen en deel uitmaken van het nieuwe “draadloze Tijdperk.”

het kostte meer praktische mensen zoals Nikola Tesla en Guglielmo Marconi om het praktische voordeel te begrijpen van het gebruik van de golven om berichten over lange afstanden te verzenden. Hertz leefde niet lang genoeg om de bloei van de nieuwe technologie op basis van zijn ontdekkingen te zien.

Honors

handtekening van Hertz

• de hertz (Hz) werd opgericht ter ere van Hertz in 1930 als een meeteenheid voor frequentie, een meting van het aantal keren dat een herhaalde gebeurtenis plaatsvindt per tijdseenheid (ook wel “cycli per sec”genoemd).In 1969 (Oost-Duitsland) werd een Heinrich Hertz memorial medal uitgereikt.
• de IEEE Heinrich Hertz Medal, opgericht in 1987, is voor uitstekende prestaties in Hertziaanse golven die jaarlijks aan een individu worden uitgereikt voor theoretische prestaties.
• een krater die aan de andere kant van de Maan ligt, net achter de oostelijke ledemaat, is naar hem vernoemd.

opmerkingen

1. J. F. Mulligan and H. G. Hertz, “On the energy balance of the Earth,” American Journal of Physics 65:36-45. Eugenii Katz, Heinrich Rudolf Hertz. Biografieën van beroemde Elektrochemisten en natuurkundigen droegen bij aan het begrip van elektriciteit, biosensoren & Bio-Elektronica. Geraadpleegd Op 24 Augustus 2007.

• Bodanis, David. 2005. Electric Universe: hoe elektriciteit de moderne wereld inschakelde. New York: Three Rivers Press. ISBN 0307335984
• Bryant, John H. 1988. Heinrich Hertz, The Beginning of Microwaves: Discovery of Electromagnetic Waves and Opening of the Electromagnetic Spectrum by Heinrich Hertz in the Years 1886-1892. New York: Instituut voor elektrische en elektronica ingenieurs. ISBN 0879427108
• Buchwald, Jed Z. 1994. Het creëren van wetenschappelijke Effecten: Heinrich Hertz en elektrische golven. Chicago: University Of Chicago Press. ISBN 0226078876
• Dahl, P. F. 1997. Flash of the Cathode Rays: A History of J. J. Thomson ‘ s Electron. Bristol: Institute of Physics Pub. ISBN 0750304537
• Lützen, Jesper. 2005. Mechanistische beelden in geometrische vorm: Heinrich Hertz ‘ principes van de mechanica. New York: Oxford University Press. 50-62. ISBN 0198567375
• Susskind, Charles. 1995. Heinrich Hertz: Een Kort Leven. San Francisco: San Francisco Press. ISBN 0911302743

alle links geraadpleegd op 13 December 2017.John D. Jenkins, ” The Discovery of Radio Waves-1888; Heinrich Rudolf Hertz (1847-1894).”sparkmuseum.com.

“Heinrich Rudolph Hertz (1857 – 1894).”Corrosion-doctors.org.

elektrische golven: being research on the propagation of electric action with finite velocity through space door Heinrich Rudolph Hertz. Cornell University Library Historische Monografieën Collectie. De bibliotheek van de Cornell Universiteit digitale collecties.

Credits

New World Encyclopedia schrijvers en redacteuren herschreven en voltooiden het Wikipedia-artikel in overeenstemming met de New World Encyclopedia standards. Dit artikel houdt zich aan de voorwaarden van de Creative Commons CC-by-sa 3.0 Licentie (CC-by-sa), die kunnen worden gebruikt en verspreid met de juiste naamsvermelding. Krediet is verschuldigd onder de voorwaarden van deze licentie die kan verwijzen naar zowel de New World Encyclopedia bijdragers en de onbaatzuchtige vrijwilligers bijdragers van de Wikimedia Foundation. Om dit artikel te citeren Klik hier voor een lijst van aanvaardbare citing formaten.De geschiedenis van eerdere bijdragen van Wikipedianen is hier toegankelijk voor onderzoekers:

• Heinrich Hertz geschiedenis

de geschiedenis van dit artikel sinds het werd geïmporteerd in de nieuwe wereld encyclopedie:

• History of “Heinrich Hertz”

Opmerking: sommige beperkingen kunnen van toepassing zijn op het gebruik van individuele afbeeldingen die afzonderlijk gelicentieerd zijn.