Životopis Heinricha Hertze

Studenti fyziky na celém světě jsou obeznámeni s prací německého fyzika Heinricha Hertze, který prokázal, že elektromagnetické vlny rozhodně existují. Jeho práce v elektrodynamice vydláždila cestu pro mnoho moderních použití světla (také známý jako elektromagnetické vlny). Frekvenční jednotka, kterou fyzici používají, je na jeho počest pojmenována Hertz.

Rychlá fakta Heinrich Hertz

Heinrich Hertz se narodil v německém Hamburku v roce 1857. Jeho rodiči byli Gustav Ferdinand Hertz (právník) a Anna Elisabeth Pfefferkorn. Přestože se jeho otec narodil jako židovský, převedl se na křesťanství a děti byly vychovány jako křesťané. Toto nezabránilo nacistům zneuctit Hertze po jeho smrti, kvůli „maličkosti“ židovství, ale jeho pověst byla obnovena po druhé světové válce.

Mladý Hertz byl vzděláván na Gelehrtenschule des Johanneums v Hamburku, kde projevil hluboký zájem o vědecké předměty. On pokračoval studovat inženýrství ve Frankfurtu pod takovými vědci jako Gustav Kirchhoff a Hermann Helmholtz. Kirchhoff se specializoval na studium radiace, spektroskopie a teorie elektrických obvodů. Helmholtz byl fyzik, který vyvinul teorie o vidění, vnímání zvuku a světla a pole elektrodynamiky a termodynamiky. Není tedy divu, že mladý Hertz se začal zajímat o některé stejné teorie a nakonec vykonal svou životní práci v oblasti kontaktní mechaniky a elektromagnetismu.

Po získání Ph. D. v 1880, Hertz nastoupil sérii profesorů, kde vyučoval fyziku a teoretickou mechaniku. V roce 1886 se oženil s Elisabeth Doll a měli dvě dcery.

Hertzova disertační práce se zaměřila na James Clerk Maxwell teorie elektromagnetismu. Maxwell pracoval v matematické fyzice až do své smrti v roce 1879 a formuloval to, co je dnes známé jako Maxwellovy rovnice. Popisují prostřednictvím matematiky funkce elektřiny a magnetismu. Předpověděl také existenci elektromagnetických vln.

Hertzova práce se zaměřila na důkaz, který mu trvalo několik let. Postavil jednoduchou dipólovou anténu s jiskrovou mezerou mezi prvky a dokázal s ní produkovat rádiové vlny. V letech 1879 až 1889 provedl řadu experimentů, které využívaly elektrické a magnetické pole k vytváření vln, které bylo možné měřit. Zjistil, že rychlost vln byla stejná jako rychlost světla, a studoval charakteristiky polí, které generoval, měřil jejich velikost, polarizaci a odrazy. Jeho práce nakonec ukázala, že světlo a další vlny, které měřil, byly všechny formy elektromagnetického záření, které bylo možné definovat Maxwellovými rovnicemi. Svou prací dokázal, že elektromagnetické vlny se mohou a mohou pohybovat vzduchem.

Kromě toho se Hertz zaměřil na koncept s názvem fotoelektrický efekt, ke kterému dochází, když předmět s elektrickým nábojem ztratí tento náboj velmi rychle, když je vystaven světlu, v jeho případě ultrafialovému záření. Pozoroval a popsal účinek, ale nikdy nevysvětlil, proč se to stalo. To bylo ponecháno na Albert Einsteinovi, který publikoval svou vlastní práci o efektu. Navrhl, že světlo (elektromagnetické záření) sestává z energie nesené elektromagnetickými vlnami v malých paketech zvaných quanta. Hertzova studia a Einsteinova pozdější práce se nakonec stala základem pro důležité odvětví fyziky zvané kvantová mechanika. Hertz a jeho student Phillip Lenard také pracovali s katodovými paprsky, které jsou produkovány uvnitř vakuových trubic pomocí elektrod.

Je zajímavé, že Heinrich Hertz nemyslel na své experimenty elektromagnetická radiace, zejména rádiové vlny, měly jakoukoli praktickou hodnotu. Jeho pozornost byla zaměřena pouze na teoretické experimenty. Dokázal tedy, že elektromagnetické vlny se šíří vzduchem (a vesmírem). Jeho práce vedla ostatní k dalšímu experimentování s dalšími aspekty rádiových vln a elektromagnetického šíření. Nakonec narazili na koncept využití rádiových vln k odesílání signálů a zpráv a další vynálezci je použili k vytvoření telegrafie, rozhlasového vysílání a nakonec televize. Bez Hertzovy práce by však dnešní využívání rádia, televize, satelitního vysílání a celulární technologie neexistovalo. Ani by ne věda radioastronomie, který se velmi spoléhá na jeho práci.

Hertzovy vědecké úspěchy se neomezovaly pouze na elektromagnetismus. Také provedl velký výzkum na téma kontaktní mechaniky, což je studium předmětů pevné látky, které se vzájemně dotýkají. Velké otázky v této oblasti studia se týkají stresů, které na sebe objekty vytvářejí, a jakou roli hraje tření při interakcích mezi jejich povrchy. Jedná se o důležitý obor studia v strojírenství. Kontaktní mechanika ovlivňuje konstrukci a konstrukci takových předmětů, jako jsou spalovací motory, těsnění, kovovýroba a také předměty, které mají elektrický kontakt.

Hertzova práce v kontaktní mechanice začala v roce 1882, když publikoval článek s názvem „O kontaktu elastických těles“, kde vlastně pracoval s vlastnostmi naskládaných čoček. Chtěl pochopit, jak budou ovlivněny jejich optické vlastnosti. Pojem „hertzovský stres“ je pro něj pojmenován a popisuje špičková napětí, kterým objekty procházejí, když se vzájemně dotýkají, zejména v zakřivených objektech.

Heinrich Hertz pracoval na svém výzkumu a přednášel až do své smrti 1. ledna 1894. Jeho zdraví začalo selhat několik let před jeho smrtí a existoval nějaký důkaz, že měl rakovinu. Jeho poslední roky byly zahájeny s učením, dalším výzkumem a několika operacemi pro jeho stav. Jeho závěrečná publikace, kniha s názvem „Die Prinzipien der Mechanik“ (Principy mechaniky), byla zaslána do tiskárny několik týdnů před jeho smrtí.

Hertz byl vyznamenán nejen použitím svého jména pro základní období vlnové délky, ale jeho jméno se objevuje na pamětní medaili a kráteru na Měsíci. V roce 1928 byl založen institut nazvaný Heinrich-Hertzův institut pro výzkum oscilace, známý dnes jako Fraunhoferův institut pro telekomunikace, Heinrich Hertzův institut, HHI. Vědecká tradice pokračovala s různými členy jeho rodiny, včetně jeho dcery Mathilde, která se stala slavným biologem. Synovec, Gustav Ludwig Hertz, získal Nobelovu cenu a další členové rodiny významně přispěli vědeckými poznatky v medicíně a fyzice.

• "Heinrich Hertz a elektromagnetické záření." AAAS - největší světová vědecká společnost na světě, www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation. www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation.
• Mikroskopický primer Molecular Expressions: Specialized Microscopy Techniques - Fluorescence Digital Image Gallery - Epiteliální buňky normálních afrických zelených opic (Vero), micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/hertz.html.
• http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html“Heinrich Rudolf Hertz. “ Cardan Biography, www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html.