Генрих рудольф герц реферат

Обновлено: 08.07.2024

Г енрих Рудольф Герц (1857-1894) родился 22 февраля в Гамбурге, в семье адвоката, ставшего позднее сенатором. Учился Герц прекрасно и был непревзойденным по сообразительности учеником. Он любил все предметы, любил писать стихи и работать на токарном станке. К сожалению, всю жизнь Герцу мешало слабое здоровье.

В 1875 г. после окончания гимназии Герц поступает в Дрезденское, а затем Мюнхенское высшее техническое училище. Дело шло хорошо до тех пор, пока изучались предметы общего характера. Но как только началась специализация, Герц изменил свое решение. Он не желает быть узким специалистом, он рвется к научной работе и поступает в Берлинский университет. Герцу повезло: его непосредственным наставником оказался Гельмгольц. Хотя знаменитый физик был приверженцем теории дальнодействия, но как истинный ученый он безоговорочно признавал, что идеи Фарадея - Максвелла о близкодействии и физическом поле дают прекрасное согласие с экспериментом.

Герц принимается за решение поставленной задачи, рассчитанное на 9 месяцев. Он сам изготовляет приборы и отлаживает их. При работе над первой проблемой сразу же выявились заложенные в Герце черты исследователя: упорство, редкое трудолюбие и искусство экспериментатора. Задача была решена за три месяца. Результат, как и ожидалось, был отрицательным. (Сейчас нам ясно, что электрический ток, представляющий собой направленное движение электрических зарядов (электронов, ионов), обладает кинетической энергией. Для того чтобы Герц мог обнаружить это, надо было повысить точность его эксперимента в тысячи раз.) Полученный результат совпадал с точкой зрения Гельмгольца, хотя и ошибочной, но в способностях молодого Герца он не ошибся. “Я увидел, что имел дело с учеником совершенно необычного дарования”, - отмечал он познее. Работа Герца была удостоена премии.

Вернувшись после летних каникул 1879 г., Герц добился разрешения работать над другой темой: “Об индукции во вращающихся телах”, взятой в качестве докторской диссертации. Это была теоретическая работа. Он предполагал завершить ее за 2-3 месяца, защитить и получить поскорее звание доктора, хотя университет еще не был закончен. Работая с большим подъемом и воодушевлением, Герц быстро закончил исследование. Защита прошла успешно, и ему присудили степень доктора с “отличием”- явление исключительно редкое, тем более для студента.

С 1883 по 1885 г. Герц заведовал кафедрой теоретической физики в провинциальном городке Киле, где совсем не было физической лаборатории. Герц решил заниматься здесь теоретическими вопросами. Он корректирует систему уравнения электродинамики одного из ярких представителей дальнодействия Неймана. В результате этой работы Герц написал свою систему уравнений, из которой легко получались уравнения Максвелла. Герц разочарован, ведь он пытался доказать универсальность электродинамических теорий представителей дальнодействия, а не теории Максвелла. “Данный вывод нельзя считать точным доказательством максвелловской системы как единственно возможной”, - делает он для себя, по существу, успокаивающий вывод.

В 1885 г. Герц принимает приглашение технической школы в Карлсруэ, где будут проведены его знаменитые опыты по распространению электрической силы. Еще в 1879 г. Берлинская академия наук поставила задачу: ”Показать экспериментально наличие какой-нибудь связи между электродинамическими силами и диэлектрической поляризацией диэлектриков”. Предварительные подсчеты Герца показали, что ожидаемый эффект будет очень мал даже при самых благоприятных условиях. Поэтому, видимо, он и отказался от этой работы осенью 1879 г. Однако он не переставал думать о возможных путях ее решения и пришел к выводу, что для этого нужны высокочастотные электрические колебания.

Герц тщательно изучил все, что было известно к этому времени об электрических колебаниях и в теоретическом, и в экспериментальном планах. Найдя в физическом кабинете технической школы пару индукционных катушек и проводя с ними лекционные демонстрации, Герц обнаружил, что с их помощью можно было получить быстрые электрические колебания с периодом 10 в минус восьмой степени. В результате экспериментов Герц создал не только высокочастотный генератор (источник высокочастотных колебаний), но и резонатор - приемник этих колебаний.

Генератор Герца состоял из индукционной катушки и присоедененных к ней проводов, образующих разрядный прмежуток, резонатор – из провода прямоугольной формы и двух шариков на его концах, образующих также разрядный промежуток. В результате проведенных опытов Герц обнаружил, что если в генераторе будут происходить высокочастотные колебания (в его разрядном промежутке проскакивает искра), то в разрядном промежутке резонатора, удаленном от генератора даже на 3 м, тоже будут проскакивать маленькие искры. Таким образом, искра во второй цепи возникла без всякого непосредственного контакта с первой цепью. Каков же механизм ее передачи? Или это электрическая индукция, согласно теории Гельмгольца, или электромагнитная волна, согласно теории Максвелла? В 1887 г. Герц пока ничего еще не говорит об электромагнитных волнах, хотя он уже заметил, что влияние генератора на приемник особенно сильно в случае резонанса (частота колебаний генератора совпадает с собственной частотой резонатора).

Проведя многочисленные опыты при различных взаимных положениях генератора и приемника, Герц приходит к выводу о существовании электромагнитных волн, распространяющихся с конечной скоростью. Будут ли они вести себя,как свет? И Герц проводит тщательную проверку этого предположения. После изучения законов отражения и приломления, после установления поляризации и измерения скорости электромагнитных волн он доказал их полную аналогию со световыми. Все это было изложено в работе “О лучах электрической силы”, вышедшей в декабре 1888 г. Этот год считался годом открытия электромагнитных волн и эксперементального подтверждения теории Максвелла. В 1889 г., выступая на съезде немецких естествоипытателей, Герц говорил: “Все эти опыты очень просты в принципе, тем не менее они влекут за собой важнейшие следствия. Они рушат всякую теорию, которая считает, что электрические силы перепрыгивают пространство мгновенно. Они означают блестящую победу теории Максвелла. Насколько маловероятным казалось ранее ее воззрение на сущность света, настолько трудно теперь не разделить это воззрение”.

Напряженная работа Герца не прошла безнаказанно для его и без того слабого здоровья. Сначала отказали глаза, затем заболели уши, зубы и нос. Вскоре началось общее заражение крови, от которого и скончался знаменитый уже в свои 37 лет ученый Генрих Герц.

Жизнеописание немецкого ученого, физика и исследователя Генриха Рудольфа Герца. Вклад ученого в исследование электромагнитных полей. Открытие внешнего фотоэффекта и работы Р. Герца в области электродинамики. Вклад ученого Р. Герца в развитие метрологии.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	08.12.2013
Размер файла	47,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Министерство Образования и Науки РФ

Новгородский Государственный Университет имени Ярослава Мудрого

Студент Группы 2621

Батаева Дарья Михайловна

Макейкина Рената Петровна

Великий Новгород 2013

Вклад учёного в науку

Список используемой литературы

Реферат посвящён Генриху Рудольфу Герцу, выдающемуся немецкому учёному, физику и исследователю.

Генрих Герц внес вклад в развитие физики, исследования электромагнитных полей, открыл внешний фотоэффект, любил метеорологию и получил множество научных наград, написал 2 сочинения по физике.

Биография учёного

В переводе с древнегерманского - "могущественный".

С детства очень сообразительный мальчик, обладает хорошей памятью, быстро все схватывает. Прекрасно учится. Любит технику.

Вклад в науку физика Генриха Герца

Экспериментальный аппарат Герца 1887 года.

Чтобы лучше видеть искру в своих опытах, Герц поместил приёмник в затемнённую коробку. При этом он заметил, что в коробке длина искры в приёмнике становится меньше. Тогда Герц стал экспериментировать в этом направлении, в частности, он исследовал зависимость длины искры в случае, когда между передатчиком и приёмником помещается экран из различных материалов. Герц нашёл, что электромагнитные волны проходили через одни виды материалов и отражались другими, что привело в будущем к появлению радаров. Кроме того, Герц заметил, что заряженный конденсатор теряет свой заряд быстрее при освещении его пластин ультрафиолетовым излучением. Полученные результаты явились открытием нового явления в физике, названного фотоэффектом, т.е. явление вырывания е под действием света. Теоретическое обоснование этого явления позже дал Альберт Эйнштейн, получивший за это Нобелевскую премию в 1921 году.

Заключение

Таким образом, Генрих Герц, немецкий физик, один из основоположников электродинамики.

Экспериментально доказал существование электромагнитных волн, Установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн, Придал уравнениям Максвелла симметричную форму, Открыл внешний фотоэффект, Построил механику, свободную от понятия силы, писал научные статьи и работы, был приверженцем теории дальнодействия. Дальнодействие (непосредственное действие тел на расстоянии) и короткодемйствие (близкодействие) -- две концепции классической физики, противоборствовавшие на заре её становления.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Создание Дж. Максвеллом теории электромагнитного поля явилось важнейшим событием в истории физики. Однако признание этой теории пришло далеко не сразу. Еще практически в течение двадцати лет физики обсуждали альтернативные подходы к описанию электромагнитных явлений. Решающую роль в подтверждении справедливости полевых представлений Фарадея – Максвелла сыграли опыты немецкого физика Г. Герца, в которых были получены и исследованы электромагнитные волны, существование которых предсказал Максвелл. Генрих Рудольф Герц (1857-1894) родился 22 февраля в Гамбурге, в семье адвоката, ставшего позднее сенатором. Учился Герц прекрасно и был непревзойденным по сообразительности учеником. Он любил все предметы, любил писать стихи и работать на токарном станке. К сожалению, всю жизнь Герцу мешало слабое здоровье.

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: