Генрих герц открытия кратко
Обновлено: 06.07.2024
Генрих Рудольф Герц (1857-1894) — немецкий физик, один из основоположников электродинамики. Экспериментально доказал (1886-89) существование электромагнитных волн (используя вибратор Герца) и установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Придал уравнениям Джеймса Максвелла симметричную форму. Открыл внешний фотоэффект (1887). Построил механику, свободную от понятия силы.
Колебания Герца при выборе пути
Генрих Герц родился 22 февраля 1857 года в Гамбурге, в семье юриста, позже ставшего сенатором города Гамбурга. Мальчик родился слабеньким, так что были даже, к счастью, не оправдавшиеся, опасения за его жизнь. Он рос послушным, прилежным и любознательным, у него была прекрасная память, что, в частности, позволяло ему с легкостью изучать иностранные языки (включая даже арабский). Любимыми авторами Генриха были Гомер и А.Данте. И еще одно: по многочисленным его письмам к родителям видно, какая духовная близость соединяла его с ними.
По всему можно было понять, что мальчик тянется к науке. Но ему казалось, что она требует от человека каких-то исключительных данных, и он сомневался, что обладает достаточными для научной работы способностями. Поэтому, получив аттестат зрелости, Герц, которого привлекала и техника, решил выбрать путь инженера. Поехав вначале в Дрезден, а затем в Мюнхен, он поступил там в политехникум, окончив который даже принял участие в постройке моста.
В Берлине произошла встреча Генриха Герца с замечательным ученым и человеком, выдающимся естествоиспытателем того времени, ученым Германом Гельмгольцем.
Вскоре, в том же 1882 он неожиданно, как может показаться, переключился на решение задач из области теории упругости. В их числе — о прогибе нагружаемой различным образом упругой плиты (эта задача, возможно, заинтересовала Герца, когда он наблюдал ледоход). Технические условия работы в Киле были значительно хуже, чем в Берлине, но здесь ему была предложена должность приват-доцента.
Через три года, в начале 1885, Генрих Герц стал профессором Высшей технической школы в Карлсруэ. Через полгода после переезда туда он женился на Елизавете Долль, и, возможно, это было одной из важных причин окончания периода депрессии.
Теория Максвелла и эксперименты Герца.
В этих словах — стержень того, что отличает концепцию близкодействия, т. е. взаимодействия через посредство поля, от господствовавших ранее (в духе традиции, заложенной законом всемирного тяготения Ньютона) представлений о дальнодействии — мгновенном непосредственными действии на расстоянии.
Максвелл писал, что он лишь придал идеям Фарадея математическую форму. В действительности, конечно, вклад Максвелла был значительно весомее, но оценено это было не сразу. И одним из важных пунктов был вопрос об электромагнитных волнах.
Максвеллу принадлежит гениальная догадка, что свет также имеет электромагнитную природу, что это — частный случай электромагнитных волн. И в 1886-88 Генрих Герц осуществил свои эксперименты, доказавшие реальность электромагнитных волн.
Прусское правительство награждает его орденом Короны, Берлинская, Мюнхенская, Венская, Римская, Геттингенская и другие академии избирают его своим членом-корреспондентом. В его честь названа единица частоты - Герц.
Генрих Герц подтвердил выводы максвелловской теории о том, что скорость распространения электромагнитных волн в воздухе равна скорости света, установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Герц изучал также распространение магнитных волн в проводнике и указал способ измерения скорости их распространения.
Память о Генрихе Герце осталась не только как о великом экспериментаторе, но и как о глубоком теоретике. В развитие теории Максвелла Герц придал уравнениям электродинамики симметричную форму, которая показывает взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями. Работы Герца по электродинамике сыграли огромную роль в развитии науки и техники. Его труды обусловили возникновение беспроволочного телеграфа, радио и телевидения.
Последние годы жизни Герца
Генрих Герц скончался 1 января 1894 года в Бонне, прожив всего 37 лет. Его кончина от общего заражения крови была тяжелым ударом не только для его родителей, жены и двух дочерей, но и для всех его коллег и учеников и для всей физики.
Генрих Рудольф Герц — выдающийся немецкий физик-универсал, экспериментальные и теоретические работы которого способствовали пониманию тайн природных явлений. Герц смог первым продемонстрировать существование электромагнитных волн, теоретически предсказанных английским учёным Джеймсом Максвеллом (1831—1879 гг.).
Его исследования способствовали появлению радио, телеграфа, телевидения, радиолокации. Открытие им фотоэффекта заложило основу для производства фотоэлементов, работающих в разных областях спектра. Фундаментальные научные результаты были получены Герцем в метеорологии и механике контактного взаимодействия.
Детство и юность
Генрих Герц появился на свет в г. Гамбурге 22 февраля 1857 г. в состоятельной еврейской семье.
Отец Генриха — Густав Фердинанд Герц (1827—1914 гг.) был весьма успешным адвокатом и членом (сенатором) администрации г. Гамбурга (1860—1862 гг.). При рождении он был назван Давидом, но после того как он и отец (дед Генриха) перешлю в лютеранскую веру, имя Давид заменили на Густава. Его мать (бабушка Генриха) — Бетти Августа Оппенгейм (1802—1872 гг.), была дочерью владельца банка Соломона Оппенгейма (1772—1828 гг.) из г. Кёльна. Банк Sal.Oppenheim, основанный прадедом Генриха, существует до сих пор.
Мать Генриха — Анна Элизабет Пфефферкорн (1835—1910 гг.) родилась в семье военного медика Йоханнеса Пфеферкорна (1793—1850 гг.) и Сюзанны Гадройтер (1797—1872 гг.) из г. Франкфурт-на-Майне.
Кроме Генриха, который был старшим ребёнком (первенцем), в семье появились на свет ещё девочка и три мальчика.
Семья Герц с сыновьями (второй справа — Генрих)
Незаурядные способности мальчика обнаружились в раннем детстве. Любовь к чтению и прекрасная память позволили ему выучить, например, такие сложные языки, как арабский и санскрит.
Поначалу его определили в Гамбургское реальное училище. Больше всего Генриха заинтересовали научные дисциплины. Родители видели своего сына в будущем юристом или финансистом. Но убедившись в искреннем стремлении сына к науке и технике, они перевели его в гимназию, окончание которой давало право поступления в университет.
Генрих Герц в детстве
Кроме школьных занятий Генрих с удовольствием посещал столярный и слесарный кружки. Приобретённые практические навыки впоследствии пригодились ему в постановке экспериментов и создании приборов.
После окончания гимназии в 1875 г. Генрих поступает в Дрезденское высшее техническое училище. Однако довольно скоро он понял, что профессия инженера не поможет ему стать настоящим учёным, разгадывающим тайны природных явлений. Юный Герц принимает судьбоносное решение и покидает училище, чтобы продолжить обучение в университете. Родители не стали препятствовать планам своего сына.
Генрих Герц в молодости
Основные этапы биографии
Генриху Герцу судьбой было отпущено всего 36 лет, но за столь короткий срок он успел сделать открытия, плодами которых человечество пользуется до сих пор:
Семья, личная жизнь
Во время работы в г. Карлсруэ Генрих познакомился и женился на Элизабет Долль (1864—1941 гг.), дочери местного учителя геометрии.
С женой Элизабет
Элизабет родила двух дочерей Матильду и Джоанну (Иоганну). В середине тридцатых годов прошлого века, когда в Германии нацисты стали преследовать евреев, мать с дочерями переехала в Англию. Младшая дочь Матильда (1891—1975 гг.) получила медицинское образование и стала преуспевающим психологом. У великого физика не осталось прямых наследников, так как его дочери остались незамужними.
Дочери — Джоанна и Матильда
Интересно, что племянник великого учёного Густав Людвиг Герц (1887—1975 гг.) тоже стал знаменитым физиком. За результаты экспериментов по соударению электронов с атомами он был удостоен (совместно с Дж.Франком) Нобелевской премии в 1925 г.
Продолжил физическую династию сын Густава — Карл Гельмут Герц (1920—1990 гг.), внучатый племянник Генриха Рудольфа, разработавший теоретические основы ультразвуковой диагностики. Одно из самых известных применений его исследований — это аппаратура и методики для медицинского обследования различных органов тела с помощью ультразвука (УЗИ).
Карл Гельмут Герц
След в истории
Мало кому удавалось за столь короткий жизненный путь внести такой огромный вклад в познание законов природы, как это удалось Генриху Рудольфу Герцу. Экспериментальное обнаружение электромагнитных и волн привело к целому каскаду технических изобретений, таких как телеграф, радио, телевидение, радиолокация.
Генрих Герц (третий слева) с коллегами
В XX веке все области физики, в той или иной степени, получили развитие благодаря открытиям Генриха Герца. Благодарные современники в знак признательности его заслуг вручали престижные премии, а потомки увековечили память в названии фундаментальной физической единицы:
- В 1969 г. на территории ГДР (так называлась тогда Восточная Германия) был воздвигнут мемориал в честь Г. Герца.
- В 1987 г. IEEE — самая авторитетная международная организация в области электроники и электротехники учредила медаль, названную его именем. Эта награда вручается ежегодно за теоретические и экспериментальные исследования волновых процессов.
- Его именем также назван кратер на Луне.
- В честь него в Международной системе единиц (СИ) названа единица частоты Герц (Гц), равная одному колебанию в секунду.
Конечно, он заслуживал и Нобелевской премии, но её, согласно завещанию Альфреда Нобеля, стали вручать только с 1901 г. Посмертно эта награда не присуждается.
Генрих Рудольф Герц был физиком и инженером, родился в Гамбурге (Германская Конфедерация) 22 февраля 1857 года. Он умер очень молодым 1 января 1894 года, когда ему не исполнилось 37 лет. Несмотря на это, он внес выдающийся вклад в науку, включая те, которые привели Маркони к созданию радиостанции.
Некоторые другие вклады его исследований связаны с фотоэлектрическим эффектом. Важность его работы сделала его имя избранным для измерения частоты.
Таким образом, герц, или герц в большинстве языков, стал частью научного языка в знак признания вклада этого ученого.
- 1 Биография Генриха Герца
- 1.1 Детство и первые годы обучения
- 1.2 Университетская и ранняя работа
- 1.3 Смерть
- 2.1 Приз Берлинской академии наук
- 2.2 Демонстрация уравнений Максвелла
- 2.3 Практическое использование открытия Герца
- 2.4 Фотоэлектрический эффект
- 2.5 Дань
Биография Генриха Герца
Детство и первые годы обучения
Герц родился в Гамбурге в 1857 году, сын Густава Герца и Анны Елизаветы Пфефферком. Хотя отец был еврейского происхождения, все братья, рожденные в браке, были образованы в религии матери, лютеранства..
Семья имела хорошее финансовое положение, так как родитель был юристом и даже стал сенатором в городе.
Генрих начал выделяться очень рано в своих исследованиях. На самом деле, он поступил в престижную частную школу с шести лет, в которой он стал самым выдающимся учеником. Его навыки не только остались в теоретической части предмета, но и имели большой талант в практической части..
Точно так же у него была отличная возможность для изучения иностранных языков, получения уроков до арабского языка..
Университет и первая работа
В 1872 году, в возрасте 15 лет, он поступил в гимназию Йоханны и, кроме того, получил классы технического рисования. Три года спустя молодой Герц был готов подумать об университете. Чтобы сдать экзамены и получить высшее образование, он переезжает во Франкфурт.
Наконец, он начал инженерную карьеру, хотя он не оставил в стороне свою другую большую страсть: физику. Поэтому несколько лет спустя он переехал в Берлин, чтобы изучить этот предмет. Можно сказать, что именно объединение его знаний в обеих дисциплинах дало ему успех в его исследованиях..
Ему всего 23 года, в 1880 году он получил докторскую степень благодаря знаменитому тезису о вращении сфер в магнитном поле. Благодаря этому он продолжил в качестве студента и помощника Германа фон Гельмгольца, другого физика страны. Уже в 1883 году он начал работать в Кильском университете в качестве преподавателя.
смерть
Когда в 1889 году он был на пике своей карьеры, у Герца начались серьезные проблемы со здоровьем. Правда состоит в том, что он продолжал работать до конца своих дней, но в конце концов гранулематоз, который он перенес, вызвал его смерть. Он скончался в Бонне, Германия, всего 36 лет.
Научный вклад
Приз Академии наук Берлина
Вопреки тому, что обычно происходит с другими учеными, которым присуждаются награды, когда у них уже есть достаточный опыт и известное имя в их сообществе, Герц был награжден в начале своей карьеры, и, фактически, эта награда была одной из водители этого.
Все началось, когда он еще был в Берлине, развивая свою работу с Гельмгольцем. Он рассказал ему о премии, к которой он мог стремиться, присуждаемой Берлинской академией наук. Идея состояла в том, чтобы на практике попытаться продемонстрировать с помощью эксперимента так называемые уравнения Максвелла..
Этот британский ученый разработал исследование, в котором он теоретически продемонстрировал существование "электромагнитных волн". Его теория существовала только как математический расчет, но многие исследователи в Европе пытались провести эксперимент, который подтвердил бы его.
В любом случае, кажется, что Генрих Герц сначала подумал, что демонстрацию теории сделать невозможно, поэтому какое-то время он даже не работал на нее..
Только когда голландец Лоренц начал пытаться выиграть награду, совпав с тем, что Герц сменил место работы и город в 1885 году, немец начинает свои расследования.
В университете Карлсруэ, где он работал профессором физики, он также находит лучшие технические средства, которые очень полезны для успеха.
Демонстрация уравнений Максвелла
После двух лет работы в Карлсруэ, Герц достигает своей цели экспериментально продемонстрировать обоснованность теорий Максвелла. Для этого ему понадобилось всего несколько материалов, в основном металлические провода, подключенные к колебательному контуру..
Он разместил нити, придавая им форму кольца, с очень небольшим расстоянием между ними. Таким образом, он превратил их в приемную станцию, способную принимать электромагнитные токи и вызывать крошечные искры.
Таким образом, это подтвердило не только существование волн, но и то, что они распространяются со скоростью света, разделяя многие характеристики этого.
Практическое использование открытия Герца
Работы Герца в этой области способствовали изобретению беспроводного телеграфа и радио. Так, итальянский физик Маркони использовал эксперименты с волнами для создания устройства, способного передавать импульсы..
В 1901 году ему удалось заставить один из этих импульсов пересечь Атлантический океан, открыв беспроводные передачи..
Чуть позже то же самое случилось бы с радио, для которого они также полагались на работу, проделанную Герцем.
Фотоэлектрический эффект
Несмотря на раннюю смерть, Герц также обнаружил так называемый фотоэлектрический эффект. Это открытие было сделано в 1887 году, когда два электрода были подключены к высокому напряжению..
Когда он наблюдал дугу между обоими электродами, он понял, что он достиг большего расстояния, если применять ультрафиолетовый свет, и меньше, если среда оставалась в темноте..
Это показало, что электроны с поверхности металла могут выходить при определенных условиях коротковолнового света.
Дань
Главная дань, которую наука отдала Герцу, - это использование его имени в качестве единицы измерения частоты. Помимо этого есть лунный кратер и астероид, крещенный с его фамилией.
Научный мир помнит много учёных, приблизивших нас к возможности передавать информацию и общаться через расстояния. Генрих Рудольф Герц (Heinrich Rudolf Hertz нем.) внёс большой вклад в изучение физики, который в дальнейшем использовали его последователи для своих изобретений.
![]()
Генрих Рудольф Герц. 1983 год
Главные этапы в жизни и науке
Детство и студенчество
Родился будущий учёный 22 февраля 1857 года в крупном немецком городе Гамбурге в богатой еврейской семье. Отец предприниматель и адвокат, в дальнейшем принял лютеранство. Его избрали членом городского совета и выдвинули в сенаторы. Банки, основанные прадедом Генриха Герца в 19 веке, существуют в Германии и сейчас. Мать выросла в семье армейского лекаря. У Генриха были три маленьких брата и сестра. Хорошим здоровьем он не отличался, но подрастая окреп.
С детства у мальчика проявилась способность к обучению, он много читал и знал несколько языков. Родители мечтали о юридической карьере старшего сына. Младшие братья, когда повзрослели пошли по стопам прадеда и стали финансистами.
Поступив в училище Генрих изучал юриспруденцию, но больше его увлекала физика. Следующим этапом была Университетская гимназия, успешно закончив которую, Генрих параллельно получил знания в школе ремёсел, умел читать чертежи, самостоятельно делать столярные конструкции.
Первая попытка была получить инженерное образование и, поступив в 1875 году в Дрезденский технический институт, Генрих проучился там два года. Потом он решительно отказался от этой идеи и перевёлся на второй курс Мюнхенского Политехникума, где углубился в изучение физики.
![]()
Генрих Рудольф Герц. 21 год
Плодотворное сотрудничество с преподавателем, крупнейшим физиком того времени — Г. Гельмгольцем, дало Герцу много знаний и опыта. В студенческие годы, под руководством своего наставника, он защитил диссертацию, написал научные труды. Вскоре их связь переродилась в дружбу.
Научные труды
Увидев в Герце интерес и призвание к физике, Г. Гельмгольц предложил ему осваивать сомнительную в то время научную область — электродинамику. Наблюдения, теории и факты в данном разделе были слабо изучены. Для пытливого ума молодого физика — это оказалось толчком к великим открытиям.
После написания многих теоретических трудов, Генрих Герц полностью перешёл к экспериментам и опытам. Он считал, что как учёный должен доказать на практике верность своих теорий. Будучи профессором Высшего учебного заведения, он имел свою лабораторию, где мог свободно заняться исследованиями той научной сферы, которая давно привлекала его — электричеством.
![]()
Герц сделал эту фотографию в своей лаборатории. На ней изображена катушка, которую он использовал (слева), и антенна – дипольный резонатор с искровым промежутком, который он использовал для обнаружения электромагнитного излучения
Увлечение метеорологией
Учёные 19 века ещё мало изучили физику и считали, что энергия вокруг — это действие флюидов. Существование магнитных и электрических полей подвергалось сомнению. Для молодого Герца была привлекательна практическая сторона изучения физических явлений. Он с большим энтузиазмом проводил глубокие исследования.
Небольшой вклад в изучение метеорологии сделал Генрих Герц, написав несколько ранних работ под руководством Г. Гельмгольца. Интерес к изучению данной области зародился летом 1878 года на лабораторных курсах у физика-метеоролога В. Бецольда в Мюнхене. Студент описал наблюдения за испарениями жидкостей и разработал новые инструменты для измерения влажности и свойств воздуха, для исследований адиабатических процессов.
Электромагнитные волны и электродинамика
Опираясь на работы Д. Максвелла, в которых было доказано влияние электромагнитных колебаний на частоту и скорость испускаемых волн, и теоретически подтверждалось, что скорость радиоволн совпадает со скоростью света, Генрих Герц на практике доказал существование электромагнитных волн.
![]()
В этом направлении было проведено бесчисленное количество опытов в 1886-89 годах. Несмотря на примитивные приборы для исследований, Г. Герцу удалось подтвердить факты и получить результаты, доказывающие способность преломления и отражения электромагнитных волн, определением их скорости.
Учёный собрал простейшие аппараты для проведения исследований, которые позже назвали его именем и применяют для опытов до сих пор: вибратор Герца — радиопередатчик, резонатор — искровой радиоприёмник. Опытным путём, с помощью сконструированных приборов, были подтверждены теории Д. Максвелла и доказана способность передавать магнитные и электрические волны на расстояние без проводов.
![]()
Искровой радиоприёмник Герца
На самом же деле, тогда он просто не понимал, что внёс неоценимый вклад в создание беспроводного телеграфа, радио и телевидения, то есть в развитие технического прогресса человечества.
Открытие фотоэффекта
Без наблюдений за природными явлениями, опытов и логических заключений Герца многих вещей, привычных для нас сегодня, просто бы не было. Изобретатели основывались на доказанной физической способности взаимодействия электрического заряда и ультрафиолетового излучения, позже названной — фотоэффектом.
Открытие фотоэффекта лежит в основе действия фотоэлементов и нашло широкое применение. Например, в наши дни в условиях космоса невозможно работать без преобразования энергии солнечного света; в киноиндустрии происходит воспроизведение звука. С помощью фотоэлементов, соединённых с реле, созданы автоматические системы, способные улавливать движение — автоматически открывать двери, сортировать предметы, включать освещение и многие другое.
![]()
В 1886-87 гг. Генрих Герц впервые наблюдал и дал описание внешнего фотоэффекта
Уже в 20 веке, опираясь на опыты Г. Герца, крупный немецкий физик-теоретик Альберт Эйнштейн развил далее теорию излучения и стал лауреатом Нобелевской премии, за создание квантовой теории фотоэффекта.
Личная жизнь
Когда молодой физик занимался профессорской деятельностью в Технологическом институте Карлсруэ и делал великие изыскания, он устроил свою личную жизнь. Возлюбленной учёного стала дочь местного учителя геометрии, Элизабет Долль, которая была на семь лет моложе избранника. Спустя шесть месяцев знакомства молодые люди решили пожениться.
![]()
Генрих Герц и его жена Элизабет Долль
Это событие положительно повлияло на эмоциональное состояние Генриха, закончился период депрессии, который с некоторых пор одолевал его. В семье появились две дочери: старшая Иоганна и Матильда (1891 г. р.). Устроив свой семейный быт, Генрих с головой окунулся в науку.
Смерть и наследие ученого
Через год после рождения второй дочери у Г. Герца участились мигрени, заболевание осложнилось гранулематозом, добавилась инфекция крови. Болезнь быстро прогрессировала, присоединялись новые органы жизнедеятельности, он начал слепнуть. За жизнь известного учёного долго боролись медики. В Боннской больнице провели несколько операций, но безуспешно, и в первый день наступившего 1894 года он скончался. Через неполных два месяца Г. Герцу исполнилось бы тридцать семь лет.
Тело перевезли в Гамбург. Захоронение произвели на Ольсдорфском, самом крупном кладбище-парке города. Там и сейчас можно увидеть могилу со скромной гранитной плитой и надписью.
![]()
Гранитная плита на могиле Генриха Герца
Дочери выросли, но так и не обзавелись семьями, поэтому прямых потомков у Г. Герца не осталось. Младшая дочь Матильда изучала медицину и преуспела в психологии.
У великого изобретателя был племянник, который проявились способности к физике. Густав Л. Герц сделал успешную научную карьеру. Его удостоили Нобелевской премии. Сын Густава Герца пошёл по стопам отца, занимался разработками струйных и ультразвуковых технологий. Карл Х. Герц, участвовал в создании медицинского прибора — сонографа, прообраза современного ультразвукового аппарата.
![]()
Густав Людвиг Герц, племянник Генриха Герца
Память и награды Генриха Герца
После своих многочисленных научных работ, он становится авторитетным учёным и членом-корреспондентом ряда европейских Академий, где получает немало наград:
Оставшийся после смерти физика неоконченный труд, дописал и опубликовал его друг, Г. Гельмгольц. Открытия Г. Герца нашли практическое применение спустя годы. Сам учёный не придавал большого значения своим находкам.
Именем немецкого учёного в 1930 году названа единица измерения, которая позднее вошла в мировую измерительную систему для определения частоты — Hz, Гц — о чём в наши дни мы узнаём на школьных уроках физики.
В 1969 году в ГДР выпущена памятная медаль с изображением Г. Герца.
![]()
Памятная медаль Генриха Герца
В Германии именем Г. Герца названа теле-радио-коммуникационная башня, а на Луне — один из кратеров.
![]()
Heinrich-Hertz-Turm. Башня Генриха Герца. Гамбург, Германия
Недолгий, по меркам нашего времени, период жизни Генриха Герца был очень плодотворным. Его опыты и теории легли в основу развития многих направлений физики, использованы при создании радио, раций, радаров, телевидения и других изобретений, без которых мы не представляем современную жизнь.
Читайте также:
