Hertz, Heinrich Rudolf

Heinrich Rudolf Hertz
tysk  Heinrich Rudolf Hertz
Födelsedatum 22 februari 1857( 22-02-1857 ) [1] [2] [3] […]
Födelseort
Dödsdatum 1 januari 1894( 1894-01-01 ) [1] [2] [3] […] (36 år)
En plats för döden
Land
Vetenskaplig sfär fysik , elektroteknik
Arbetsplats Universitetet i Kiel Universitetet
i Karlsruhe
Universitetet i Bonn
Alma mater
vetenskaplig rådgivare Helmholtz
Utmärkelser och priser Matteucci-medalj (1888)
Rumfoord-medalj (1890)
Orden för den heliga skatten Befälhavare av Kronoorden (Preussen)
Autograf
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Heinrich Rudolf Hertz ( tyska:  Heinrich Rudolf Hertz ; 22 februari 1857 , Hamburg  - 1 januari 1894 , Bonn ) var en tysk fysiker . Han tog examen från universitetet i Berlin , där hans lärare var Hermann von Helmholtz och Gustav Kirchhoff . Från 1885 till 1889 var han professor i fysik vid universitetet i Karlsruhe . Sedan 1889 har han varit professor i fysik vid universitetet i Bonn .

Den huvudsakliga bedriften är den experimentella bekräftelsen av den elektromagnetiska teorin om ljus av James Maxwell . Hertz bevisade förekomsten av elektromagnetiska vågor . Han studerade i detalj reflektion , interferens , diffraktion och polarisering av elektromagnetiska vågor , visade att deras utbredningshastighet sammanfaller med ljusets hastighet, och att ljus är ett slags elektromagnetiska vågor. Han byggde elektrodynamiken hos rörliga kroppar utifrån hypotesen att etern medförs av rörliga kroppar. Men hans teori om elektrodynamik bekräftades inte av experiment och gav senare plats för den elektroniska teorin om Hendrik Lorentz . Resultaten från Hertz utgjorde grunden för skapandet av radio.

1886-1887 observerade och beskrev Hertz först den externa fotoelektriska effekten . Hertz utvecklade teorin om resonanskretsen, studerade egenskaperna hos katodstrålar och undersökte effekten av ultravioletta strålar på en elektrisk urladdning. I ett antal verk om mekanik gav han teorin om inverkan av elastiska bollar och beräknade slagtiden. I boken "Principles of Mechanics" (1894) gav han härledning av allmänna satser för mekanik och dess matematiska apparat, baserad på en enda princip ( Hertz princip ).

Sedan 1933 har mätenheten för frekvens kallats Hertz, hertz , som ingår i International System of Units (SI) .

Tidiga år

Heinrich Rudolf Hertz föddes den 22 februari 1857 i Hamburg. Hans far, advokat och 1887-1904 senator Gustav Ferdinand Hertz (1827-1914), föddes under namnet David Gustav Hertz i en mycket förmögen judisk familj, han var en välmående affärsman och medlem av stadsfullmäktige i Hamburg 1860-1862 [ 6] ; hans mor (farmor till Heinrich Rudolph) - Betty Augusta Oppenheim (1802-1872) [7] [8]  - var dotter till en storbankir Solomon Oppenheim (1772-1828) från Köln [9] , grundaren av nuvarande banken Sal. Oppenheim [10] [11] [12] . Både farfar och far till Heinrich Hertz adopterade lutherdomen [13] .

Heinrich Hertz mor, född Anna Elisabeth Pfefferkorn (1835–1910), var dotter till Johannes Pfefferkorn (1793–1850), en arméläkare från Frankfurt am Main , och Susanne Hadreuther (1797–1872). Henry hade tre yngre bröder och en syster.

Medan han studerade på gymnasiet vid universitetet i Hamburg, visade Heinrich Hertz en fallenhet för vetenskaper, såväl som för språk, efter att ha studerat arabiska och sanskrit . Han studerade naturvetenskap och teknik i Dresden, München och Berlin där han var elev till Kirchhoff och Helmholtz . År 1880 tog Hertz sin doktorsexamen från universitetet i Berlin och stannade på postdoktorala studier under Helmholtz. 1883 tog han positionen som lektor i teoretisk fysik vid universitetet i Kiel och 1885 blev Hertz professor vid universitetet i Karlsruhe, där han gjorde sin vetenskapliga upptäckt om förekomsten av elektromagnetiska vågor. Hertz arbete spelade en stor roll i utvecklingen av vetenskap och teknik, och bidrog till framväxten av trådlös telegraf, radiokommunikation, radar och TV.

Meteorologi

Hertz hade alltid ett djupt intresse för meteorologi , troligen till följd av hans kontakter med Wilhelm von Bezold (han var Hertz laboratoriekursprofessor vid Münchens polytekniska högskola sommaren 1878). Hertz gjorde dock inte mycket av ett bidrag till fältet, förutom några tidiga tidningar som Helmholtz assistent i Berlin. Detta inkluderar studiet av avdunstning av vätskor, utvecklingen av en ny typ av hygrometer och utvecklingen av grafiska medel för att bestämma egenskaperna hos fuktig luft som utsätts för adiabatiska förändringar.

Mekanik för kontaktinteraktion

1881-1882 publicerade Hertz två artiklar om vad som senare blev känt som kontaktmekanik . Även om Hertz är mest känd för sina bidrag till elektrodynamiken, gick dessa två artiklar inte heller obemärkt förbi. De har blivit en källa till viktiga idéer, och de flesta artiklar som diskuterar kontaktens grundläggande karaktär hänvisar till dem. Joseph Boussinesq framförde flera viktiga kritiker av Hertz arbete, samtidigt som han insåg deras stora betydelse.

I dessa arbeten överväger Hertz beteendet under belastning av två axisymmetriska föremål i kontakt. De erhållna resultaten är baserade på den klassiska teorin om elasticitet och kontinuummekanik . Den mest betydande bristen i hans teori var försummelsen av vidhäftning av något slag mellan två fasta kroppar, vilket blir viktigt när dessa kroppar börjar bete sig elastiskt. På den tiden var det ganska naturligt att försumma det, eftersom det inte fanns några experimentella metoder för att studera det.

För att underbygga sin teori undersökte Hertz beteendet hos Newtons elliptiska ringar , som bildas när en glaskula placeras på en lins. Han trodde att trycket som utövas av sfären på linsen skulle få Newtons ringar att förändras . Han använde Newtons ringar igen när han testade sin teori i experiment för att beräkna förskjutningen som en sfär i en lins orsakar.

Studie av elektromagnetiska vågor

Från 1885 till 1889 arbetade Hertz som professor i fysik vid det tekniska universitetet i Karlsruhe . Under dessa år genomförde han sina berömda experiment som bevisade verkligheten av elektromagnetiska vågor. Apparaten som används av Hertz kan nu verka mer än enkel, men de resultat han fick är desto mer anmärkningsvärda. Han hade en gnistanladdning som källor till elektromagnetisk strålning . De elektromagnetiska vågorna som fortplantade sig orsakade en gnisturladdning mellan kulorna i "mottagare" belägna på något avstånd - kretsar inställda på resonans. Hertz lyckades inte bara detektera vågor, inklusive stående, utan också att studera deras fortplantningshastighet, reflektion, brytning och till och med polarisering. Allt detta påminde mycket om optik, med den enda skillnaden att våglängderna var nästan en miljon gånger längre (cirka 3 meter) [14] .

I hjärtat av Hertz gnistsändare finns en Ruhmkorf-spole [15] och en riktad antenn - en symmetrisk vibrator . Vibratorn bestod av två kopparstänger med mässingskulor monterade på ändarna och en stor zinkkula eller fyrkantig platta vardera, som spelade rollen som en kondensator. Mellan bollarna var det en lucka - en gnistgap. Ändarna av sekundärlindningen av en Ruhmkorff-spole fästes vid kopparstänger. Under urladdningen mellan kulorna sändes elektromagnetiska vågor ut i det omgivande utrymmet. Genom att flytta sfärerna eller plattorna längs stängerna reglerades kretsens induktans och kapacitans, som bestämmer våglängden.

För att upptäcka elektromagnetiska vågor uppfann Hertz den enklaste mottagaren (resonatorn) - en öppen tråd med öppen ring (eller rektangulär ram) med mässingskulor i ändarna och ett justerbart gnistgap. Hertz upptäckte att om en urladdning inträffar i sändaren, så hoppar också en gnista i urladdningsgapet i resonatorn, som är till och med 3 m från sändaren. Således uppstod gnistan i resonatorn utan någon direkt kontakt med sändaren. Efter att ha utfört experiment vid olika ömsesidiga positioner för sändaren och mottagaren, bekräftade Hertz förekomsten av elektromagnetiska vågor som fortplantar sig med en begränsad hastighet. Efter att ha studerat reflektion, brytning och polarisation och mätt hastigheten hos elektromagnetiska vågor, bevisade han deras fullständiga analogi med ljusvågor. Allt detta framställdes i verket "On the Rays of Electric Force", som publicerades i december 1888. Detta år anses vara året för upptäckten av elektromagnetiska vågor och experimentell bekräftelse av Maxwells teori [16] .

Genom sina experiment kom Hertz till följande slutsatser:

  1. Maxwells vågor är "synkrona" (giltigheten av Maxwells teori att utbredningshastigheten för radiovågor är lika med ljusets hastighet);
  2. Det är möjligt att överföra energin från elektriska och magnetiska fält utan ledningar.

År 1887, efter avslutade experiment, publicerades Hertz första artikel, "Om mycket snabba elektriska svängningar", och 1888 publicerades ett ännu mer grundläggande verk, "Om elektrodynamiska vågor i luften och deras reflektion".

Hertz trodde att hans upptäckter inte var mer praktiska än Maxwells: "Det är absolut värdelöst. Detta är bara ett experiment som bevisar att Maestro Maxwell hade rätt. Vi har bara mystiska elektromagnetiska vågor som vi inte kan se med våra ögon, men de finns där." "Och vad händer härnäst?" frågade en av eleverna honom. Hertz ryckte på axlarna, han var en blygsam man, utan anspråk och ambitioner: "Jag antar - ingenting."

Men även på den teoretiska nivån noterades Hertz prestationer omedelbart av forskare som början på en ny "elektrisk era".

Upptäckten av den externa fotoelektriska effekten

För att bättre se gnistan i sina experiment placerade Hertz mottagaren i en mörk låda. Samtidigt märkte han att i lådan blir längden på gnistan i mottagaren mindre. Sedan började Hertz experimentera i denna riktning, i synnerhet undersökte han beroendet av gnistlängden i fallet när en skärm av olika material placeras mellan sändaren och mottagaren. Hertz fann att elektromagnetiska vågor färdades genom vissa typer av material och reflekterades av andra, vilket ledde till utvecklingen av radar i framtiden. Dessutom märkte Hertz att en laddad kondensator förlorar sin laddning snabbare när dess plattor är upplysta med ultraviolett strålning. Resultaten som erhölls var upptäckten av ett nytt fenomen inom fysiken som kallas den fotoelektriska effekten . Den teoretiska motiveringen för detta fenomen gavs senare av Albert Einstein , som fick Nobelpriset för det 1921.

Död

1892 diagnostiserades Hertz med en infektion (efter en svår migrän ). Han opererades flera gånger för att bota sjukdomen, men utan resultat. Han dog 1894 i Wegeners granulomatosis. 36 år gammal i Bonn. Han begravdes i Hamburg på Ohlsdorf-kyrkogården .

Hans änka Elisabeth Hertz (född Elisabeth Doll) gifte sig aldrig om. Hertz lämnade två döttrar, Joanna och Matilda. Alla tre emigrerade till England på 1930-talet, efter att Hitler kommit till makten. På 1960-talet intervjuade Charles Suskind Matilda, som han sedan publicerade i en bok om Heinrich Hertz. Enligt Suskinds bok var Hertz döttrar inte gifta, så han hade inga ättlingar. Mathilde Carmen Hertz (1891-1975), som bara var tre år gammal när hennes far dog, blev en välkänd psykolog.

Även om Hertz var lutheran och knappast ansåg sig vara judisk, togs hans porträtt bort av nazisterna från dess hedersplats i Hamburgs stadshus eftersom han var av "delvis judiskt ursprung".

Proceedings

Legacy

G. Hertz brorson - Gustav Ludwig Hertz (1887-1975) - blev en berömd fysiker och Nobelpristagare , och den senares son - Karl Helmut Hertz (1920-1990) - skaparen av medicinsk sonografi .

Den 18 december 1897 överförde Alexander Popov  och hans assistent Pyotr Rybkin ordet "Hertz" i den första offentliga demonstrationen av trådlösa telegrafienheter i Ryssland [17] .

År 1930 etablerade International Electrotechnical Commission, för att hedra Hertz, en ny måttenhet - hertz (Hz; Hz), som används som ett mått på antalet upprepade händelser per tidsenhet (det kallas också "antal av cykler per sekund"). Den antogs av XI :s allmänna konferens om vikter och mått 1960 som SI-frekvensenhet.

1969 utfärdades en minnesmedalj i Östtyskland för att hedra Heinrich Hertz. 1987 etablerade IEEE Heinrich Hertz-medaljen "för enastående prestationer i studiet av Hertziska vågor", som årligen tilldelas teoretiska och experimentella vetenskapsmän.

För att hedra Hertz, namngavs en krater , som ligger i öster om månens bortre sida. Stadens tv- och radiokommunikationstorn i Hamburg är uppkallad efter den berömda infödingen i staden.

Utmärkelser

1889 tilldelade det italienska vetenskapssamfundet i Neapel honom Matteuchi-medaljen, Paris vetenskapsakademi Lacaze-priset och den kejserliga akademin i Wien Baumgartner-priset. Ett år senare tilldelade Royal Society of London Hertz Rumfoord-medaljen och 1891 tilldelade Royal Academy i Turin Bresse-priset. Den preussiska regeringen tilldelar honom Kronoorden . Dessutom belönades Hertz med den japanska orden av den heliga skatten .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 MacTutor History of Mathematics Archive
  2. ↑ 1 2 Heinrich Hertz // Encyclopædia Britannica 
  3. ↑ 1 2 Heinrich Rudolf Hertz // Brockhaus Encyclopedia  (tyskt) / Hrsg.: Bibliographisches Institut & FA Brockhaus , Wissen Media Verlag
  4. ↑ 1 2 Hertz Heinrich Rudolf // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 volymer] / ed. A. M. Prokhorov - 3:e uppl. — M .: Soviet Encyclopedia , 1969.
  5. ↑ 1 2 www.accademiadellescienze.it  (italienska)
  6. ↑ Den äldre brodern till Heinrich David Hertz, fysikerns farfar, Wolf Hertz (1790-1859) var ordförande för det judiska samfundet i Hamburg 1825-1831 och 1841-1848.
  7. ↑ Betty Oppenheim
  8. ↑ Se familjen Oppenheim
  9. ↑ Betty Oppenheim var syster till de stora tyska bankirerna Simon Oppenheim (1803-1880) och Abraham Oppenheim (1804-1878).
  10. ↑ Hertz släktforskning Arkiverad 20 februari 2012.
  11. ↑ Stamtavla för familjen Oppenheim . Hämtad 6 november 2010. Arkiverad från originalet 12 augusti 2011.
  12. ↑ Jed Z. Buchwald. Skapandet av vetenskapliga effekter: Heinrich Hertz och elektriska vågor. - Chicago University Press, 1994. - S. 45-46. . Hämtad 2 oktober 2017. Arkiverad från originalet 5 april 2015.
  13. ↑ Biografi om Heinrich Rudolf Hertz (otillgänglig länk) . Hämtad 6 november 2010. Arkiverad från originalet 16 november 2010. 
  14. ↑ 50 år av Hertzian-vågor . — Directmedia, 2013-03-15. — 159 sid. — ISBN 9785445803096 . Arkiverad 31 december 2017 på Wayback Machine
  15. ↑ http://www.cqham.ru/wrx5.htm Arkivexemplar av 25 oktober 2007 på Wayback Machine Fig.5.1.
  16. ↑ Elektromagnetiska vågor. G. Hertz experiment. Uppfinningen av radio av A. Popov. Videolektion. Fysik 11 årskurs . Hämtad: 6 september 2022.
  17. ↑ Nikolsky L. N. som "uppfann" radioarkivkopia av 11 mars 2020 på Wayback Machine

Litteratur

Kompositioner Om honom

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Foto, video och ljud
Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk
Släktforskning och nekropol