Генрих герц роль в развитии физики. Получение докторской степени

В 1896 году учёный Попов, изобретатель радио, осуществил передачу и прием первой в мире радиограммы. Текст её состоял из двух слов "Генрих Герц". Это было чествование немецкого физика, который внес огромный вклад в науку, экспериментально доказав существование электромагнитных волн. В истории науки не так много открытий, с которыми мы соприкасаемся ежедневно. Но без Генриха Герца современный мир выглядел бы совсем по-другому, потому что всё, предназначенное для коммуникации, основано на его изобретениях.

Генрих Рудольф Герц родился 22 февраля 1857 года в семье почтенного адвоката. Мальчик рос слабым и болезненным, но благополучно пережил трудные для него первые годы жизни, и вырос веселым и здоровым, к радости родителей. Все вокруг пророчили ему потрясающую карьеру, если бы он выбрал идти по стопам отца. Генрих так и собирался сделать - поступил в Гамбургское реальное училище и собирался изучать юриспруденцию. Но его интересы изменилось, когда в училище начался курс физики. Родители не мешали сыну самостоятельно принять выбор и разрешили перейти из училища в гимназию, после которой он мог поступить в университет.

В 1875 Герц уехал в Дрезден поступил в высшее техническое училище. Сначала профессия инженера ему понравилась, однако позже он написал матери, что быть посредственным ученым для него предпочтительнее, чем быть посредственным инженером. Поэтому он ушел из училища и отправился в Мюнхен, где его сразу приняли на второй курс университета. Годы, проведенные в Мюнхене показали Генриху, что университетских знаний недостаточно, необходим был учёный, согласный стать его научным руководителем. Поэтому после окончания университета Герц отправился в Берлин и устроился ассистентом в лабораторию крупнейшего немецкого физика того времени Германа Гельмгольца.

Маститый учёный обратил внимание на талантливого юношу, у них установились хорошие отношения, которые вылились в крепкую дружбу и тесное научное сотрудничество. Под руководством Гельмгольца Герц на отлично защитил докторскую диссертацию по теме "Об индукции во вращающемся шаре". В какой-то момент Генрих начал сомневаться, что его опубликованные теоретические работы имеют ценность для него, как для учёного. Его все больше и больше привлекали эксперименты.

По протекции своего учителя, Герц получил место доцента в Киле, а через шесть лет стал профессором физики в Высшей технической школе в Карлсруэ. Там у Герца была оборудована научная лаборатория для экспериментов, которая давала ему полную творческую свободу и возможность заниматься теми вещами, к которым он чувствовал интерес.

Генрих Герц осознавал, что больше всего на свете его интересовали быстрые электрические колебания, над изучением которых он трудился еще в студенческие годы. Именно в Карлсруэ начался самый плодотворный научный период Герца, который, к сожалению, продлился недолго.

После своего доклада 13 декабря 1888 года в Берлинском университете Герц стал популярным и авторитетным учёным, а электромагнитные волны стали повсеместно называться "лучами Герца". В 1932 году в СССР, а затем в 1933 году на заседании Международной электротехнической комиссии была принята единица частоты "герц", вошедшая затем в международную систему СИ.

В 1892 году у Герца диагностировали инфекцию, его несколько раз прооперировали, но спасти так и не смогли, он умер в возрасте 36 лет в Бонне. Его похоронили на кладбище Ольсдорф. Его жена Элизабет Герц так и осталась вдовой. У супругов Герц было две дочери - Джоанна и Матильда. После прихода Гитлера к власти все трое эмигрировали в Англию. Несмотря на то, что Герц был протестантом и не считал евреем, его портрет нацисты сняли с почетного места на в городской ратуше Гамбурга, поскольку он "частично еврейского происхождения".

"Вечерняя Москва" вспомнила открытия Герца, без которых современный мир был бы совершенно другим.

Эксперименты с электромагнитными волнами

Электромагнитная теория английского физика Джеймса Максвелла 25 не находила признания в научном мире. Герцу потребовалось всего 2 года, чтобы подтвердить ее экспериментально. В своих опытах учёный смог воспроизвести с электромагнитными волнами все явления, типичные для любых волн: образование "тени" позади хорошо отражающих предметов (в данном случае - металлических), преломление в большой призме (сделанной из асфальта), образование стоячей волны в результате наложения падающей на металлический лист волны и волны, отраженной этим листом. Он не только доказал подобие электромагнитных и световых волн, но и сумел измерить их длину.

Вибратор и резонатор Герца

Английский физик Максвелл теоретически доказал, что испускать электромагнитные волны могут колеблющиеся заряженные частицы, а энергия образующейся при этом волны тем больше, чем больше частота колебаний. Заставить заряженные частицы колебаться было несложно - надо соединить конденсатор и катушку индуктивности, чтобы получить колебательный контур. Но как увеличить частоту колебания зарядов, чтобы энергия излучаемых волн стала выше?

Герц нашел решение - он раздвинул пластины конденсатора и уменьшил площадь пластин. В результате этих манипуляций он получил открытый колебательный контур или провод. Чтобы дополнительно увеличить частоту колебаний электронов внутри провода, Герц уменьшим число витков катушки.

Но теперь требовалось заставить электроны колебаться внутри получившегося отрезка проволоки. Генрих разрезал провод пополам, а концы присоединил к источнику высокого напряжения, чтобы между кусками провода возникали электрические искры.

Таким образом Герц изготовил вибратор (излучатель) и резонатор (приёмник) электромагнитных волн. Вибратор Герца выглядит как два медных прутика с насаженными на ближайших концах латунными шариками. Между ними зазор - искровой промежуток. К стержням подводился ток высокого напряжения, и в определенный момент между шариками возникала электрическая искра, делающая сопротивление его воздушного промежутка настолько маленьким, что в вибраторе возникали высокочастотные электромагнитные колебания. Поскольку вибратор представляет собой открытый колебательный контур, происходит излучение электромагнитных волн.

Чтобы улавливать излучаемые волны, Герц придумал резонатор - проволочное незамкнутое кольцо, с такими же как у "передатчика" латунными шариками на концах и регулируемым расстоянием между ними. Приборы учёного удивляют простотой и кажущейся эффективностью. Изменяя размеры и положение резонатора, Герц настраивал его на частоту колебаний вибратора. Маленькие искры в резонаторе проскакивали в тот самый момент, когда появлялись разряды между шариками вибратора. Искры были очень слабые, поэтому наблюдать за ними приходилось в темноте.

В 1888 году, после серии трудоемких опытов Герц экспериментально доказал существование предсказанных Максвеллом электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве.
Герц был первым человеком, который сознательно управлял электромагнитными волнами, но он не ставил перед собой задачи наладить беспроводную радиосвязь. Однако эксперименты Генриха, которые он подробно описал в своих научных статьях, заинтересовали физиков всего мира. многие ученые начали искать пути усовершенствования приемника и резонатора электромагнитных волн. Резонатор Герца был прибором не очень чувствительным, и мог улавливать испускаемые вибратором электромагнитные волны только в пределах комнаты. Но в итоге открытие учёного привело к изобретению радиотелеграфа, а потом и радио.

Фотоэффект

Чтобы лучше видеть искру во время эксперимента, Герц поместил приёмник в затемнённую коробку. При этом он заметил, что длина искры становится меньше. Тогда Герц провел серию экспериментов 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, учёный заметил, что заряженный конденсатор теряет свой заряд гораздо быстрее при освещении его пластин ультрафиолетовым излучением. Новое открытие в физике было названо фотоэффектом, а теоретическое обоснование этому явлению дал Альберт Эйнштейн, получивший за это Нобелевскую премию в 1921 году.

Наставник Генриха Герца в свое время назвал ученика «любимцем богов». И это, в принципе, понятно. Ведь из трудов Герца возникли почти все направления современной физики. Он был одним из основоположников электродинамики. Но он не только занимался наукой. Он сочинял стихи, был отличным токарем… Увы, всю жизнь ему мешало слабое здоровье. Биография Генриха Герца будет поведана читателю в статье.

В семействе еврейских финансистов

Один из основоположников электродинамики появился на свет в конце зимы 1857-го в Гамбурге. Генрих Рудольф Герц рос и воспитывался в еврейском семействе. Все его предки в основном были финансистами и банкирами. Также они вовремя приняли лютеранство.

Прадед гениального физика в свое время вообще смог основать один из известных банков, который до сих пор функционирует.

Папа Герца работал адвокатом, а спустя время он стал сенатором. Мама же росла в семье армейского доктора.

Кроме маленького Генриха, у него были еще братья. Заметим, все они работали в финансовой сфере, как и глава семейства.

Прекрасный токарь

При рождении Генрих оказался очень слабым ребенком. И родители очень опасались за него, за его жизнь.

Генрих Рудольф Герц был прилежным, послушным и любознательным мальчиком. Также он обладал феноменальной памятью. Он великолепно учился, и в классе считался непревзойдённым по сообразительности учеником.

Юный Генрих Герц также с большим интересом изучал арабский язык и физику. Он любил читать, и больше всего предпочитал произведения Данте и Гомера. Собственно, он и сам пытался писать стихи.

После уроков, по воскресеньям, он начал посещать т. н. школу искусств и ремесел. Его преподаватели давали ему азы черчения и токарного дела. Один из наставников признался в свое время, что из Герца вышел бы прекрасный специалист в этом плане. Кстати, эти навыки более чем пригодились ему, когда он начал конструировать свои экспериментальные установки. Между прочим, его первые физические приборы были сделаны, когда он еще учился в школе.

Родители Генриха, конечно же, надеялись, что он пойдет по стопам отца. Они справедливо считали, что юриспруденция давала неплохой доход, да и всегда была в чести. Да и сам юноша готовился стать юристом.

Судьбоносное решение

Когда он получил аттестат зрелости, стал учиться в Дрездене и в Мюнхене. Его продолжала сильно привлекать техника. Генрих решил стать инженером. В этих учебных учреждениях он смог принять участие в постройке одного из немецких мостов.

В этот период немецкий физик оценивал свои способности скептически и сперва полагал, что занятия наукой - не его удел. Но потом он осознал, что и инженерная карьера его также не прельщает.

Когда началась специализация, Герц понял, что страсть к науке все-таки берет свое. Он не хотел стать узким специалистом и рвался к научной работе. Родители приняли это нелегкое решение сына и поддержали его. Весной 1978-го молодой Герц отправился в столицу Германии, где стал студентом физического отделения университета.

Первое признание

В университете его наставником был крупнейший физик той эпохи Фердинанд Гельмгольц. Он не мог не обратить внимания на этого толкового юношу. Он предложил ему решить довольно сложную задачу в области электродинамики. При этом он не сомневался, что талантливый студент не только будет заинтересован этим вопросом, но и с успехом разрешит его.

В те времена электродинамика, по сути, была пока еще непонятной для всех. Ученые пользовались весьма сомнительными теориями в этом плане. И никто еще не сформировал отчетливое представление о физической природе магнитного и электрического полей.

Гельмгольц дал своему студенту девять месяцев на разрешение задачи. Герц всегда предпочитал заниматься наукой в лабораториях, и поэтому взялся за решение поставленной задачи.

У молодого ученого проявились качества характера исследователя. Он был чересчур трудолюбив, упорен. Кроме того, он обладал искусством экспериментатора. Он сам начал изготавливать и отлаживать приборы.

В результате задача Гельмгольца была решена всего лишь за три месяца, а не за девять, как ранее предполагалось. Наставник не ошибся в способностях Генриха. Его ученик обладал совершенно необычным дарованием.

За работу Герцу вручили премию.

Докторская диссертация

После студенческих каникул, летом 1879-го, Герц предпринял попытки провести новые серии экспериментов. По сути, они были продолжением предыдущих. На тот момент он начал заниматься индукцией во вращающихся телах. Эту тему он взял в качестве диссертации на соискание звания доктора наук.

Генрих считал, что он смог завершить свою работу за пару месяцев, после чего защитит и сам проект. Напомним, ученый еще был студентом берлинского университета.

Талантливый физик трудился с воодушевлением и закончил исследования. Превосходное владение экспериментальным аппаратом Герцу все-таки удалось продемонстрировать. Работа на токарном станке в этом плане, несомненно, помогла.

Одним словом, он защитил диссертацию более чем успешно и стал доктором. Заметим, для тех времен это было редким явлением. Тем более - для студента.

Начало карьеры дипломированного специалиста

В 1880-м Герц получил университетский диплом. Первое время он, как профессиональный специалист, помогал своему наставнику и был ассистентом.

А чуть позже немецкий физик перебрался в Калсруэ, где стал профессором Высшей технической школы. Спустя шесть месяцев он решил жениться. Его супругой стала Элизабет Долль. Говорят, женитьба стала одной из важнейших причин окончания периода депрессии, которой, как выясняется, он страдал. Отныне его ничего не держало, и он с головой ушел в науку.

Известные приборы Герца

В Карлсруэ в распоряжении профессора Герца была физическая лаборатория с оборудованием. Теперь он уже мог перейти от голой теории к полноценной практике. Именно здесь ему удалось провести гениальные опыты, связанные с распространением электрической силы, которые были предложены физиком из Великобритании Максвеллом. Лишь немногие понимали, что грядет новая эра в науке - эпоха электричества и магнетизма.

В конце 80-х XIX столетия ученому удалось осуществить свои эксперименты. Они смогли доказать факт реальности электромагнитных волн.

В одном из лабораторных шкафов он увидел две индукционных катушки, и с завидной активностью начал экспериментировать с ними.

Конечно, для тех лет аппаратура, которой он пользовался, казалась чересчур элементарной. Но зато полученные им результаты оказались впечатляющими.

В ходе экспериментов ему удалось создать не только высокочастотный генератор, но и приёмник данных колебаний (резонатор).

Одним словом, он придумал и сконструировал свой известный всем излучатель электромагнитных волн - вибратор Герца или радиопередатчик Герца. На этом ученый не остановился. Также был создан и соответствующий радиоприёмник Герца.

Слава ученого

По завершении экспериментов он поделился результатами в своей работе под названием «О лучах электрической силы». Этот опус вышел в конце 1888-го.

Ученые были вынуждены согласиться, что факт существования электромагнитных волн теперь неопровержим. Таким образом, 1888-й стал годом открытия электромагнитных волн. И, соответственно, Герц подтвердил экспериментальным путем, что теория Максвелла абсолютно была верна.

Герц был настоящим триумфатором. В 1889-м европейские страны начали вручать ему награды. В академиях наук разных государств его избрали своим членом-корреспондентом. На родине его наградили престижным орденом.

Воплощение идей Герца

Но все-таки самым лучшим доказательством достоверности максвелловской теории были вовсе не эксперименты, а практика и реализация научных идей.

Так, практически через десятилетие после экспериментов Герца, электромагнитные волны начали применяться на практике.

Хотя сам ученый ровным счетом не видел значимости открытых им радиоволн. Он даже решил написать письмо членам палаты коммерции Дрездена. Он предложил прекратить заниматься исследованием этих волн. Он считал, что это занятие, по его словам, является абсолютно бесполезным.

Однако если Герц не видел смысла в использовании волн, то русский ученый Александр Попов более чем оценил открытие немецкого профессора. Ему удалось применить его для радиосвязи. По большому счету, он стал основателем современной радиофизики. И первые слова, которые были переданы по первой беспроволочной связи, были «Генрих Герц». Это произошло весной 1896-го, когда самого Герца уже не было на свете.

Последние годы жизни великого ученого

После триумфа Герцу предложили переехать в Бонн. Там он возглавил бы кафедру физики университета. Он принял предложение и стал там жить.

Однажды, экспериментируя, он был свидетелем, как появлялись искры в его экспериментальном аппарате. Эти результаты стали открытием совершенно нового явления. Его назвали «фотоэффект».

Между прочим, позднее последователь Герца, гениальный Альберт Эйнштейн смог теоретически обосновать данное явление. За это ему дали Нобелевскую премию. Это произошло в далеком 1921-м.

Кончина Генриха Рудольфа Герца

Напряжённая работа ученого не прошла безнаказанно для него. И в 1892-м, после длительной мигрени, ему поставили страшный диагноз. У него выявили заражение крови. Он ослеп, потом заболели зубы, уши, нос. Врачи пытались спасти гениального экспериментатора. Он пережил ряд операций, но все было тщетно. В первый день 1894-го его не стало. Оставшийся неоконченный труд дописал и издал наставник Герца - Герман Гельмгольц.

Наследники

Элизабет Герц, супруга гения, больше не вышла замуж.

Дочери изобретателя, Матильда и Джоанна, также не узнали прелести семейной жизни. Наследников у Герца не осталось.

Когда в стране к власти пришел Гитлер, дочери и мать эмигрировали на берега Туманного Альбиона.

Племянник Герца пошел по стопам своего знаменитого дяди. Он тоже занимался физикой и даже стал Нобелевским лауреатом. Он смог создать медицинский сонограф. Из этого прибора вышли все современные аппараты УЗИ.

Жизнь после смерти

Чтобы увековечить память о гениальном физике, была введена новая единица частоты. Она называется «Герц».

В 1987-м была учреждена соответствующая медаль. Каждый год ею награждают учеников - теоретиков и экспериментаторов.

Один из лунных кратеров и телерадиокоммуникационная башня в Германии названы именем Генриха Герца…

— знаменитый немецкий физик, смелый экспериментатор, один из основоположников электродинамики, глубокий и талантливый теоретик. Родился Герц 22 февраля 1857 года в Гамбурге. Его отец был преуспевающим юристом, позже станет сенатором Гамбурга. На протяжении всей жизни между Герцем и родителями существовала огромная духовная близость. Прекрасная память, любознательность, мгновенная сообразительность позволяли Генриху с легкостью изучать все предметы, писать стихи, изучать слесарное и столярное дело. Кстати, изучение токарного дела поможет ему в дальнейшем самому создавать экспериментальные установки. После реального училища он переходит в гимназию, которую успешно заканчивает в 1875 году. Дальнейшее его обучение проходит в Дрезденском, а затем в Мюнхенском политехникуме.

После окончания политехникума Герц меняет свое решение быть инженером, он ощущает тягу к научной работе и весной 1878 года поступает в Берлинский университет. Здесь его наставником оказался знаменитый ученый того времени Герман Гельмгольц. В качестве конкурсной задачи Гельмгольц предложил своему одаренному студенту тему из области электродинамики. Вместо положенных 9 месяцев Герц блестяще справился с заданием за 3 месяца, проявив упорство, трудолюбие и черты смелого талантливого экспериментатора. Работа была отмечена премией.

Осенью 1879 года Герц начинает работать над докторской диссертацией на тему: «Об индукции во вращающихся телах». Невероятно, но будущему ученому понадобилось чуть больше двух месяцев, чтобы завершить работу. 5 февраля 1880 года 23-летний Герц, еще будучи студентом, «с отличием» защитил диссертацию и получил степень доктора. Работа эта была теоретической. В 1883 году он получает должность приват-доцента в Киле. Технические условия здесь значительно хуже столичных, отсутствует физическая лаборатория. И Герц продолжает заниматься теоретическими вопросами, изучением электричества, электрических колебаний. В своей работе 1884 года он приходит к выводу, что электродинамика Максвелла имеет преимущества по сравнению с обычной, но не доказано, что она единственно возможная.

В 1885 году он стал профессором физики Высшей технической школы, расположенной в Карлсруэ. Вскоре он женится на Елизавете Долль. От этого брака у них будет две очаровательных дочки. Будучи еще студентом Герц с интересом изучал электричество, электрические колебания и теперь он понимает, что эти вопросы интересуют его больше всего. В 1887 году выходит его статья «О весьма быстрых электрических колебаниях», где он описывает экспериментальную установку, опыты и способ генерации колебаний. В процессе экспериментов Герц изобрел источник высокочастотных колебаний — генератор, а также приемник этих колебаний — резонатор. Он замечает, что в случае резонанса особенно велико влияние генератора на приемник. Благодаря многочисленным опытам Герц доказал существование электромагнитных волн. В своей работе «О лучах электрической силы», изданной в 1888 году, он доказал полную аналогию электромагнитных волн со световыми и описал это. Это был год открытия электромагнитных волн и блестящего подтверждения теории Максвелла экспериментальным путем.

Уравнениям электродинамики Герц придал симметричную форму, его работы по электродинамике способствовали возникновению радио, беспроволочного телеграфа, телевидения. В 1887 году ученый описал открытое им явление фотоэлектрического эффекта. В последние годы Герц возглавлял кафедру физики в Боннском университете. Он проводит опыты с газовым разрядом и пишет книгу «Принципы механики, изложенные в новой связи», где вывел общие теоремы механики исходя из единого принципа. Напряженная работа отрицательно сказалась на здоровье ученого, 1 января 1894 года великого ученого не стало. Это стало огромной невосполнимой утратой не только для родных и близких, но и для всего научного мира.

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.

Кроме общеобразовательной школы, юный Генрих по воскресеньям посещал и школу искусств и ремесел. Там изучалось черчение, а также столярное и слесарное дело. Когда Генрих Герц уже стал знаменитым ученым, его бывший преподаватель токарного дела, говорил: «Жаль, из него вышел бы прекрасный токарь». Все это впоследствии весьма пригодилось Герцу, когда он создавал свои экспериментальные установки. Первые попытки конструировать физические приборы относятся еще к его школьным годам.

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.

Но этот выбор оказался не окончательным. Тяга к науке становилась все сильнее и победила все колебания. В ноябре 1877 Генрих Герц писал родителям: «Раньше я часто говорил себе, что быть посредственным инженером для меня предпочтительней, чем посредственным ученым. Но теперь я думаю, что прав Шиллер, сказавший: «кто трусит жизнью рисковать, тому успеха в ней не знать», и что излишняя осторожность была бы с моей стороны безумием». Родители поняли и поддержали его решение, и весной 1878 Генрих приехал в Берлин и поступил там в университет.

В Берлине

В Берлине произошла встреча Генриха Герца с замечательным ученым и человеком, выдающимся естествоиспытателем того времени, ученым Германом Гельмгольцем.

Гельмгольц, под руководством которого Герц начал работать в практикуме, впоследствии вспоминал: «Уже из знакомства с его элементарными работами я убедился, что имею дело с человеком, одаренным действительно выдающимися способностями. В конце лета мне пришлось предложить студентам тему для научной работы. Я остановился на области электродинамики, так как я был уверен, что Герц заинтересуется этой темой, и работа его будет плодотворной. Действительность оправдала мое предположение». Позже Гельмгольц даже называл Герца «любимцем богов».

В то время еще не сформировалось ясное представление о физической природе электрического и магнитного полей. Имело распространение мнение, что существуют некие связанные с ними «флюиды», обладающие, подобно всем известным средам, массой, а, значит, и инерцией. Если в проводнике либо возникает, либо прекращается электрический ток, эта инерция должна была бы обнаружиться, и Герц имел целью исследовать это экспериментально.

Теперь, когда мы знаем, что электрический ток в проводниках обусловлен дрейфом электронов, становится понятным, что опыты Генриха Герца не могли обнаружить искомого эффекта инерции. Несмотря на то, что результаты опытов были, фактически, отрицательными, работа была оценена очень высоко и в 1879 отмечена призом университета. Вскоре началась новая серия экспериментов, которые можно считать продолжением предыдущих - но только теперь делалась попытка обнаружить «электрическую инерцию» во вращающихся проводящих шарах.

Эта работа (удивительно, но она велась с такой интенсивностью, что на нее потребовалось всего около двух месяцев!) также получила высокую оценку, и 5 февраля 1889 года 23-летний Герц защитил на ее основе докторскую диссертацию («с отличием», как было особо отмечено). Диссертация была в значительной ее части теоретической - автор продемонстрировал блестящее владение математическим аппаратом. Генрих Герц был не только гениальным экспериментатором, но и теоретиком и математиком высочайшего класса. Поэтому не вызывает большого удивления его переключение на новую тематику - на теорию упругости. Если уж удивляться, то, пожалуй, только тому, что великолепное техническое оснащение лабораторий в Берлинском университете, которое вначале так восхитило Герца, почти не было использовано им. Возможно, сказалось переутомление и некоторая неудовлетворенность работой, которая была посвящена исследованию остаточной электрической поляризации в жидких диэлектриках, а также разрядов в газах. Для последнего Герц почти два месяца трудился над созданием электрической батареи из 1000 элементов, которая, проработав весьма недолго, вышла из строя.

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.

1873 год занимает в истории физики особое, исключительное место. В этом году появился гениальный «Трактат об электричестве и магнетизме» Максвелла. Тогда лишь немногие осознали, что наступила новая эра в науке об электричестве и магнетизме, а, наверное, и во всей физике.

Завершилось формирование современной классической электродинамики, начало которому положили труды Майкла Фарадея, о котором Максвелл говорил: «Фарадей своим мысленным оком видел силовые линии, пронизывающие все пространство. Там, где математики видели центры напряжения сил дальнодействия, Фарадей видел промежуточный агент. Где они не видели ничего, кроме расстояния, удовлетворяясь тем, что находили закон распределения сил, действующих на электрические флюиды, Фарадей искал сущность реальных явлений, протекающих в среде».

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.

Из теории Максвелла вытекало, что электромагнитное поле распространяется с конечной скоростью. Уже это само по себе приводило к выводу, что оно может «отрываться» от порождающих его источников - зарядов и токов, т. е. излучаться, разлетаться в виде волн. Замечательно, что еще в 1832 Фарадей передал в Лондонское Королевское общество запечатанное письмо, прочитанное лишь через 100 лет, в котором были следующие слова: «Я пришел к заключению, что на распространение магнитного взаимодействия требуется время, которое, очевидно, окажется весьма незначительным. Я полагаю также, что электрическая индукция распространяется таким же образом. Я полагаю, что распространение магнитных сил от магнитного полюса похоже на колебания на взволнованной водной поверхности...».

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.

Аппаратура, которой пользовался Герц, может показаться теперь более чем простой, но тем замечательнее полученные им результаты. Источниками электромагнитного излучения у него были искры в разрядниках. Электромагнитные волны от разрядников вызывали искровые разряды между шариками в «приемниках», расположенных в нескольких метрах контурах, настроенных в резонанс. Герцу удалось не только обнаружить волны, в том числе, и стоячие, но и исследовать скорость их распространения, отражение, преломление и даже поляризацию. Все это очень напоминало оптику, с тем только (весьма существенным!) отличием, что длины волн были почти в миллиард раз больше.

Опыты Герца сыграли существенную роль в становлении современной электродинамики. Но не зря говорят: «Нет ничего более практичного, чем хорошая теория!». Повторять сегодня, когда электромагнитные волны буквально пронизывают все, что работы Герца оказали на всю жизнь человечества колоссальное влияние, было бы излишне, но эти работы получали высокие оценки и его современников. В 1889 году Итальянское общество наук в Неаполе наградило его медалью имени Маттеучи, Парижская академия наук - премией Лаказа, а Венская императорская академия - премией Баумгартнера. Через год Лондонское королевское общество награждает Генриха Герца медалью Румфорда, а в 1861 Королевская академия в Турине - премией Бресса.

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

В 1886-87 Генрих Герц впервые наблюдал и дал описание внешнего фотоэффекта. Ученый разрабатывал теорию резонаторного контура, изучал свойства катодных лучей, исследовал влияние ультрафиолетовых лучей на электрический разряд. Последние четыре года его жизни были посвящены эксперименту с газовым разрядом и работой над книгой «Принципы механики, изложенные в новой связи», в которой изложен оригинальный подход к этой науке. Здесь Герц дал вывод общих теорем механики и ее математического аппарата, исходя из единого принципа (принцип Герца или принцип наименьшей кривизны, один из вариационных принципов механики).

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.

Детство

Немецкий физик, ставший основоположником электродинамики, родился 22 февраля 1857 года в Гамбурге. Его семья была весьма процветающих евреев. Отец занимался коммерцией и являлся членом городского совета, а бабушка была из семьи состоятельных банкиров. Банк, который основал ее отец и по сегодняшний день действует. Мать Генриха Анна Элизабет Пфефферкорн родом из Франкфурта-на-Майне. В их семье, кроме Генриха было еще трое младших братьев и сестра.

С самого детства Генрих был болезненным и слабым ребенком. Поэтому подвижные и шустрые игры были не для него. Зато в его распоряжении было множество книг, он мог читать сколько угодно душе и также с удовольствием изучать иностранные языки. Так, еще в юном возрасте он выучил самостоятельно арабский язык и санскрит. Все это прекрасно тренировало память ребенка.

Путь к науке

Его родители считали, что сын должен пойти по стопам отца и стать юристом, для чего мальчика отдали в гимназию при Гамбургском университете. Техника и наука изучались молодым студентом в Берлине, Мюнхене и Дрездене. В возрасте 23 лет он получил степень доктора философии, изучая ее в Берлине. А еще спустя 5 лет Генрих получает звание профессора в Университете Карлсруэ. Именно там он сделал свое научное открытие об электромагнитных волнах. Еще будучи студентом он попал на работу в лабораторию к известному физику Герману Гельмгольцу, это был достаточно известный ученый того времени. Под его руководством и происходили многие занятия, благодаря нему была защищена диссертация и написаны многие труды. Их плодотворное сотрудничество вскоре переросло в тесную дружбу.

В те годы такая наука как физика была мало изучена. Ученые того времени считали в природе существуют только флюиды, а магнитное и электрические поля не были до конца изучены.
Но не только теоретическая часть науки была интересна молодому ученому. Эксперименты привлекали его все больше и больше, он проводил их в физическом институте, который находился при Берлинском университете.

Научные работы

Генрих Герц проводил многочисленные опыты, но положительные результаты были получены не сразу. Однако за проводимые исследования он был награжден особым призом от Берлинского университета. Награда стала мощным стимулом для дальнейшего изучения науки. Многие из полученных результатов составили основу будущей диссертации. Защитил он ее в 1880 году, она и стала основанием научной карьеры молодого ученого.

В распоряжении молодого человека была достаточно примитивная аппаратура, но и с ее помощью Генрих сделал множество открытий. Ему удалось подтвердить наличие электромагнитных волн. Определить их скорость распространения, отражения и преломления.

В его честь названа единица измерения герц. А его знаменитые открытия легли в основу таких изобретений как радио, телеграф, телевидение.

Благодаря его исследованиям ученые пересматривали существующую на то время теорию о природе света. Ученый сделал открытие фотоэффекта. Им были сделаны также открытия в метеорологии и механике контакта.

Личная жизнь и смерть

Супругой молодого ученого стала Елизавета Долль. В браке у них родились две девочки, Матильда и Джоанна. Матильда стала впоследствии психологом. Замуж обе дочери не вышли, поэтому прямых потомков у великого ученого не осталось. В 36 лет Генриха Герца не стало, произошло это 1 января 1894 года от инфекционной болезни в Бонне. Предшествовала этому сильная мигрень, после был диагностирован гранулематоз Вегенера в 1892 году. На протяжении двух лет Генриха пытались вылечить, несколько раз прооперировали, но спасти его не удалось.

В 30-е годы его жене и дочерям пришлось эмигрировать в Англию, послужил этому серьезному шагу – приход к власти Гитлера.

Из непрямых потомков у Генриха вошли в историю благодаря своему вкладу в науку – племянник Густав Людвиг Герц, он занимался также физикой и стал лауреатом Нобелевской премии и его сын создавший медицинскую сонографию.