Генрих Рудольф Герц был выдающимся немецким физиком, чьи исследования в области электродинамики оказали огромное влияние на развитие физики и техники в конце 19 века, а впоследствии положительно отразились и на нашей современной жизни. За свою довольно непродолжительную жизнь ученый сделал немало открытий: внес вклад в формирование уравнения Максвелла, установил тождественность основных свойств электромагнитных и сетевых волн, подтвердил связь электромагнетизма и оптики, доказал существование волн, найдя им применение. Его работы оставили огромный след в научной среде. Они стали отправной точкой для развития многих направлений физики. Генрих Герц — непревзойденный ученый, чьи открытия и исследования легли в основу многих современных технологий и научных концепций. Его работа продолжает вдохновлять исследователей по всему миру. Только взгляните на список самых важных открытий великого физика.
Инерция электричества
Свои студенческие годы юный ученый провел в Берлинском университете. Именно там он занялся глубоким изучением физики. Его профессором был известный исследователь Герман фон Гельмгольц. В 1878 году у коллег начались ожесточенные споры (конечно, они включали в себя исключительно научный интерес и оппоненты относились друг к другу с уважением): может ли электрический ток иметь массу? Был даже объявлен конкурс с вознаграждением для того, кто сможет ответить на этот вопрос.
Дело в том, что к тому моменту электрон еще не был обнаружен, из-за чего задача казалась нерешаемой. Как настоящий ученый, Герман Герц полностью отдался этому вызову и проводил множество интересных и хорошо продуманных экспериментов. Спустя целый год ярких дебатов Герц наконец-то смог найти ответ на поставленный вопрос. Своей серией экспериментов он доказал коллегам, что если электрический ток и имеет какую-то массу, то она должна быть очень маленькой. Несмотря на столь простые выводы, это было большое достижение, так как электрон был открыт лишь через 20 лет Джеймсом Томсоном.
Радиоволны
Радиоволны – это электромагнитные колебания, переносящие энергию в пространстве со скоростью света. Это открытие Герца, наверное, является одним из самых важных для нас, так как без него у нас бы вряд ли были бы такие изобретения, как радио, телевидение, новейшие медицинские приспособления.
Герц был совсем маленьким мальчиком, ему было всего семь лет, когда Джеймс Клерк Максвелл сформулировал свои знаменитые уравнения, лежащие в основе теории электромагнетизма. Но за следующие два десятка никто не смог достичь того, что сделал Герц, ― стать первым создателем электромагнитных волн.
Впервые Герц продемонстрировал своим ученикам электрические искры в 1886 году. Во время проведения лекции он внимательно наблюдал, что эти искры порождают регулярную вибрацию в электрических проводах. По мнению Герца, эта вибрация возникает в результате ускорения и замедления электрических зарядов. И если использовать точные слова Максвелла:
«Это приводит к излучению электромагнитных волн сквозь воздух».
Однажды, когда Генриха спросили о возможных применениях электромагнитных волн, он с широкой улыбкой ответил, что не видит никаких возможностей (тогда он еще не знал, что это будет главное открытие, на котором будет построена современная наука). В конце концов, это был всего лишь бытовой эксперимент, ставший подлинным подтверждением правоты великого Максвелла.
Электромагнитный спектр
Герц провел расчет скорости созданных им радиоволн и удивился, обнаружив, что эта скорость равна скорости света. Этот экспериментальный успех был значим, поскольку он подтвердил еще одно предсказание, данное Максвеллом. Кроме того, Герц продемонстрировал, что волны, излучаемые его осциллятором, могут отражаться, преломляться, поляризоваться и создавать интерференционные узоры, аналогичные свету.
В 1890-х годах Герц перешел к изучению ультрафиолета и рентгеновского излучения. Своими исследованиями он пришел к выводу, что ультрафиолет, радиоволны, рентгеновское излучение и свет являются частями общего семейства волн, которое сегодня называем электромагнитным спектром. Этот грандиозный вклад Герца в понимание электромагнитного излучения. Он открыл новые горизонты в физике и технике. Его исследования не только подтвердили теорию Максвелла, но и обогатили наше понимание природы электромагнитных волн и спектра в целом. Благодаря данному открытию физика расширились границы знания и открылись новые перспективы в развитии науки и технологий.
Фотоэлектрический эффект
В 1887 году Герц обнаружил интересное явление: когда электрически заряженный металл был облучен ультрафиолетовым светом, он потерял свой заряд быстрее, чем без облучения. Этот эффект был назван фотоэлектрическим, и он стал объектом дальнейших исследований в области физики. Герц, как физик-экспериментатор, заметил это явление, но не пытался дать объяснение его причинам. В это время молодой Альберт Эйнштейн жил в Мюнхене, далеко от научных изысканий своего будущего коллеги.
Однако в 1905 году уже великий физик Альберт Эйнштейн представил свою теорию фотоэлектрического эффекта, которая оказалась переломной в развитии физики. За это открытие он был удостоен Нобелевской премии в 1921 году. Его исследования фотоэлектрического эффекта стали одним из основополагающих элементов в структуре квантовой механики. Эта работа Эйнштейна сыграла ключевую роль в понимании свойств света и электромагнитного излучения на уровне квантовой физики. С течением времени квантовая механика стала одним из известнейших направлений науки, открыв новые горизонты и применения в технологиях. Вот так одним своим, как показалось, незначительным открытием, Генрих Герц дал возможность не менее блистательному физику сделать научный переворот.
Генрих Герц, не доживший и до сорока лет, оставил неизгладимый след в истории. За свою короткую, но насыщенную научную карьеру он продемонстрировал большой научный потенциал и внес значительный вклад в различные аспекты физики. Открытия Герца области электромагнетизма и электродинамики являются ключевыми в развитии науки конца 19 века. Его эксперименты по изучению электромагнитных волн не только подтвердили теорию Максвелла, но и легли в основу новых теорий, открывших новые горизонты в понимании природы.
Важно отметить, что Герц был не только талантливым ученым, но и отличным экспериментатором. Его наблюдения и работы часто выходили за рамки того, что было известно до него, открывая новые аспекты взаимодействия электромагнитных явлений.