Heinrich Hertzin elämäkerta

Fysiikan opiskelijat ympäri maailmaa tuntevat saksalaisen fyysikon Heinrich Hertzin työn, joka todisti, että sähkömagneettiset aallot ovat ehdottomasti olemassa. Hänen työnsä sähköodynamiikassa valmisti tietä monille nykyaikaisille valonkäytöille (tunnetaan myös nimellä sähkömagneettiset aallot). Taajuusyksikkö, jota fyysikot käyttävät, on nimetty Hertsiksi hänen kunniakseen.

Nopeat tosiasiat Heinrich Hertz

Heinrich Hertz syntyi Hampurissa, Saksassa, vuonna 1857. Hänen vanhempansa olivat Gustav Ferdinand Hertz (lakimies) ja Anna Elisabeth Pfefferkorn. Vaikka hänen isänsä syntyi juutalaisena, hän kääntyi kristinuskoon ja lapset kasvatettiin kristittyinä. Tämä ei estänyt natseja halveksimasta Hertzia hänen kuolemansa jälkeen juutalaisuuden "pilan" vuoksi, mutta hänen maineensa palautettiin toisen maailmansodan jälkeen.

Nuori Hertz sai koulutuksensa Gelehrtenschule des Johanneumsissa Hampurissa, missä hän osoitti syvää kiinnostusta tieteellisiin aiheisiin. Hän jatkoi opiskeluun tekniikkaa Frankfurtissa sellaisten tutkijoiden johdolla, kuten Gustav Kirchhoff ja Hermann Helmholtz. Kirchhoff on erikoistunut säteilyn, spektroskopian ja sähköpiirien teorioiden tutkimukseen. Helmholtz oli fyysikko, joka kehitti teorioita näköstä, äänen ja valon havainnosta sekä sähköodynamiikan ja termodynamiikan kentistä. Silloin on pieni ihme, että nuori Hertz kiinnostui joihinkin samoista teorioista ja teki lopulta elämäntönsä kontaktimekaniikan ja sähkömagneettisuuden aloilla.

Ansaittuaan tohtorin tutkinnon vuonna 1880 Hertz aloitti professuurisarjan, jossa hän opetti fysiikkaa ja teoreettista mekaniikkaa. Hän naimisissa Elisabeth Doll vuonna 1886 ja heillä oli kaksi tytärtä.

Hertzin väitöskirja keskittyi James Clerk Maxwell's sähkömagneettisuuden teoriat. Maxwell työskenteli matemaattisessa fysiikassa kuolemaansa asti 1879 ja muotoili niin kutsutun Maxwellin yhtälöt. Ne kuvaavat matematiikan avulla sähkön ja magneettisuuden funktiot. Hän ennusti myös sähkömagneettisten aaltojen olemassaoloa.

Hertzin työ keskittyi siihen todisteeseen, jonka saavuttaminen kesti häneltä useita vuosia. Hän rakensi yksinkertaisen dipoliantennin, jolla oli kipinäväli elementtien välillä, ja hän onnistui tuottamaan radioaaltoja sen kanssa. Vuosina 1879 - 1889 hän teki sarjan kokeita, joissa käytettiin sähkö- ja magneettikenttiä mitattavien aaltojen tuottamiseksi. Hän totesi, että aaltojen nopeus oli sama kuin valon nopeus, ja tutki syntyneiden kenttien ominaisuuksia mittaamalla niiden suuruuden, polarisaation ja heijastukset. Viime kädessä hänen työnsä osoitti, että hänen mittamansa valo ja muut aallot olivat kaikki sähkömagneettisen säteilyn muoto, joka voitiin määritellä Maxwellin yhtälöillä. Hän osoitti työllään, että sähkömagneettiset aallot voivat ja voivat liikkua ilman läpi.

Lisäksi Hertz keskittyi konseptiin nimeltä valosähköinen ilmiö, joka tapahtuu, kun sähkövarauksella oleva esine menettää tämän varauksen nopeasti, kun se altistetaan valolle, hänen tapauksessaan ultravioletti säteilylle. Hän havaitsi ja kuvaili vaikutusta, mutta ei koskaan selittänyt miksi se tapahtui. Se jätettiin Albert Einsteinille, joka julkaisi oman teoksensa vaikutuksesta. Hän ehdotti, että valo (sähkömagneettinen säteily) koostuu sähkömagneettisten aaltojen kuljettamasta energiasta pienissä paketeissa, joita kutsutaan kvantteiksi. Hertzin tutkimuksista ja Einsteinin myöhemmästä työstä tuli lopulta perusta tärkeälle fysiikan haaralle, nimeltään kvanttimekaniikka. Hertz ja hänen oppilaansa Phillip Lenard työskentelivät myös katodisäteillä, joita elektrodit tuottavat tyhjiöputkien sisällä.

Mielenkiintoista on, että Heinrich Hertz ei ajatellut kokeilujaan elektromagneettinen säteily, erityisesti radioaalloilla, oli käytännöllistä arvoa. Hänen huomionsa keskittyi yksinomaan teoreettisiin kokeisiin. Joten hän todisti, että sähkömagneettiset aallot etenivät ilman (ja avaruuden) kautta. Hänen työnsä johti muita kokeilemaan entisestään muita radioaaltojen ja sähkömagneettisen leviämisen näkökohtia. Lopulta he kompastuivat käsitteestä käyttää radioaaltoja signaalien ja viestien lähettämiseen, ja muut keksijät käyttivät niitä luomaan sähkeitä, radiolähetyksiä ja lopulta televisiota. Ilman Hertzin työtä radiota, televisiota, satelliittilähetyksiä ja matkapuhelinteknologiaa ei kuitenkaan nykyään käytetä. Ei myöskään radioastronomian tiede, joka luottaa suuresti hänen työhönsä.

Hertzin tieteelliset saavutukset eivät rajoittuneet sähkömagneettisuuteen. Hän teki myös paljon tutkimusta kontaktimekaniikasta, joka on toisiinsa koskettavien kiinteiden aineiden kohteiden tutkimus. Tämän tutkimusalueen suurilla kysymyksillä on oltava jännitykset, joita esineet tuottavat toisilleen, ja mikä rooli kitkalla on niiden pintojen välisissä vuorovaikutuksissa. Tämä on tärkeä tutkimusala vuonna 2004 mekaaninen suunnittelu. Kosketinmekaniikka vaikuttaa suunnitteluun ja rakentamiseen sellaisissa kohteissa kuin polttomoottorit, tiivisteet, metalliteollisuus ja myös esineet, joilla on sähköinen kosketus toisiinsa.

Hertzin työ kontaktimekaniikassa alkoi vuonna 1882, kun hän julkaisi paperin nimeltä "Joustavien kiinteiden aineiden kosketuksesta", jossa hän todella työskenteli pinottujen linssien ominaisuuksien kanssa. Hän halusi ymmärtää, miten niiden optisiin ominaisuuksiin vaikuttaa. Käsite "Hertzian stressi" on nimetty hänelle ja kuvailee tarkkuusjännityksiä, jotka esineet joutuvat kosketukseen keskenään, etenkin kaarevissa kohteissa.

Heinrich Hertz työskenteli tutkimuksessaan ja luennoi kuolemaansa 1. tammikuuta 1894. Hänen terveytensä alkoi epäonnistua useita vuosia ennen kuolemaansa, ja oli olemassa todisteita siitä, että hänellä oli syöpä. Hänen viimeiset vuotta vietettiin opetuksella, lisätutkimuksilla ja useilla toimenpiteillä hänen tilalleen. Hänen viimeinen julkaisu, kirja nimeltä "Die Prinzipien der Mechanik" (mekaniikan periaatteet), lähetettiin tulostimelle muutama viikko ennen kuolemaansa.

Hertziä kunnioitettiin paitsi nimensä käytöllä aallonpituuden perusjaksolla, mutta hänen nimensä esiintyy muistomitalissa ja kraatterissa Kuussa. Vuonna 1928 perustettiin Heinrich-Hertz-oskillaatiotutkimusinstituutti, joka tunnetaan nykyään Fraunhofer Telecommunications Institute -yksikönä, Heinrich Hertz Institute, HHI. Tieteellinen perinne jatkui hänen perheensä eri jäsenten kanssa, mukaan lukien hänen tyttärensä Mathilde, josta tuli kuuluisa biologi. Veljenpoika, Gustav Ludwig Hertz, voitti Nobel-palkinnon, ja muut perheenjäsenet antoivat merkittävän tieteellisen panoksen lääketieteessä ja fysiikassa.

• "Heinrich Hertz ja sähkömagneettinen säteily." AAAS - Maailman suurin yleinen tieteellinen yhdistys, www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic -radiation. www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation.
• Molekyyliekspressioiden mikroskopiapohjamaali: Erikoistuneet mikroskopiatekniikat - Fluoresenssi-digitaalinen kuvagalleria - Normaalit afrikkalaiset vihreät apinan munuaisen epiteelisolut (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-elämäkerta, www -history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html.