Бесплатная техническая библиотека

Герц Генрих Рудольф. Биография ученого

Справочник / Биографии великих ученых

 Комментарии к статье

Генрих Рудольф Герц (1857-1894).

В истории науки не так много открытий, с которыми приходится соприкасаться каждый день. Но без того, что сделал Генрих Герц, современную жизнь представить уже невозможно, поскольку радио и телевидение являются необходимой частью нашего быта, а он сделал открытие именно в этой области.

Генрих Рудольф Герц родился 22 февраля 1857 года в семье адвоката, позже ставшего сенатором. Мальчик был слабым и болезненным, но благополучно преодолел необычайно трудные для него первые годы жизни, и, к радости родителей, выровнялся, стал здоровым и жизнерадостным.

Все считали, что он пойдет по стопам отца. И действительно, Генрих поступил в Гамбургское реальное училище и собирался изучать юриспруденцию. Однако после того, как у них в училище начались занятия по физике, его интересы круто изменились. К счастью, родители не мешали мальчику искать свое призвание и разрешили ему перейти в гимназию, окончив которую, он получал право поступления в университет.

Получив аттестат зрелости, Герц уехал в 1875 году в Дрезден и поступил в высшее техническое училище. Вначале ему там понравилось, но постепенно юноша понял, что карьера инженера не для него. 1 ноября 1877 года он отправил родителям письмо, где были такие слова: "Раньше я часто говорил себе, что быть посредственным инженером для меня предпочтительнее, чем посредственным ученым. А теперь думаю, что Шиллер прав, сказав: "Кто трусит рисковать жизнью, тот не добьется в ней успеха". И эта излишняя моя осторожность была бы с моей стороны безумием".

Поэтому он ушел из училища и отправился в Мюнхен, где был принят сразу на второй курс университета. Проведенные в Мюнхене годы показали, что университетских знаний недостаточно; для самостоятельных научных занятий необходимо было найти ученого, который согласился бы стать его научным руководителем. Вот почему после окончания университета Герц отправился в Берлин, где устроился ассистентом в лаборатории крупнейшего немецкого физика того времени Германа Гельмгольца.

Гельмгольц вскоре заметил талантливого юношу, и между ними установились хорошие отношения, которые впоследствии перешли в тесную дружбу и одновременно в научное сотрудничество. Под руководством Гельмгольца Герц защитил диссертацию и стал признанным специалистом в своей области.

Гельмгольц в своем некрологе вспоминает начало научного пути Герца, когда он предложил ему тему для студенческой работы из области электродинамики, "будучи уверен, что Герц заинтересуется этим вопросом и успешно его разрешит". Таким образом, Гельмгольц ввел Герца в ту область, в которой ему впоследствии пришлось сделать фундаментальные открытия и обессмертить себя. Характеризуя состояние электродинамики в то время (лето 1879 года), Гельмгольц писал: "…область электродинамики превратилась в то время в бездорожную пустыню. Факты, основанные на наблюдениях и следствиях из весьма сомнительных теорий, - все это было вперемежку соединено между собой". Именно в этот год Герц родился как ученый.

Начинающего ученого всецело захватила работа над обязательной для выпускника университета докторской диссертацией, которую он хотел закончить как можно скорее. 5 февраля 1880 года Генрих Герц был увенчан степенью доктора наук с редким в истории Берлинского университета, да еще у таких строгих профессоров, как Кирхгоф и Гельмгольц, предикатом - с отличием. Его дипломная работа "Об индукции во вращающемся шаре" была теоретической, и он продолжал заниматься теоретическими изысканиями в физическом институте при университете.

Но Генрих Герц стал сомневаться, так как он считал, что теоретические работы, опубликованные им, случайны для него как для ученого. Его все больше и больше стали привлекать эксперименты.

По рекомендации своего учителя в 1883 году Герц получил должность доцента в Киле, а через шесть лет стал профессором физики в Высшей технической школе в Карлсруэ. Здесь у Герца была своя собственная экспериментальная лаборатория, которая обеспечила ему свободу творчества, возможность заниматься тем, к чему он чувствовал интерес и признание. Герц осознал, что больше всего на свете его интересует электричество, быстрые электрические колебания, над изучением которых он трудился еще в студенческие годы. Именно в Карлсруэ начался наиболее плодотворный период его научной деятельности, который, к сожалению, продолжался недолго.

В работе 1884 года Герц показывает, что максвелловская электродинамика обладает преимуществами по отношению к обычной, но считает недоказанным, что она является единственно возможной. В дальнейшем Герц, однако, остановился на компромиссной теории Гельмгольца. Гельмгольц взял у Максвелла и Фарадея признание роли среды в электромагнитных процессах, но в отличие от Максвелла считал, что действие незамкнутых токов должно быть отлично от действия замкнутых токов.

Этот вопрос изучал в лаборатории Гельмгольца Н. Н. Шиллер в 1876 году. Шиллер не обнаружил различия между замкнутыми и незамкнутыми токами, как то и должно было быть по теории Максвелла! Но, видимо, Гельмгольц не удовлетворился этим и предложил Герцу вновь заняться проверкой теории Максвелла.

Подсчеты Герца показали, что ожидаемый эффект даже при наиболее благоприятных условиях будет слишком мал, и он "отказался от разработки задачи". Однако с этих пор он не переставал думать о возможных путях ее решения и его внимание "было обострено в отношении всего, что связано с электрическими колебаниями".

К началу исследований Герца электрические колебания были изучены и теоретически и экспериментально. Герц с его обостренным вниманием к этому вопросу, работая в высшей технической школе в Карлсруэ, нашел в физическом кабинете пару индукционных катушек, предназначавшихся для лекционных демонстраций. "Меня поразило, - писал он, - что для получения искр в одной обмотке не было необходимости разряжать большие батареи через другую и, более того, что для этого достаточны небольшие лейденские банки и даже разряды небольшого индукционного аппарата, если только разряд пробивал искровой промежуток". Экспериментируя с этими катушками, Герц пришел к идее своего первого опыта.

Экспериментальную установку и сами опыты Герц описал в опубликованной в 1887 году статье "О весьма быстрых электрических колебаниях". Герц описывает здесь способ генерации колебаний, "приблизительно в сто раз быстрее наблюденных Феддерсеном". "Период этих колебаний, - пишет Герц, - определяемый, конечно, лишь при помощи теории, измеряется стомиллионными долями секунды. Следовательно, в отношении продолжительности они занимают среднее место между звуковыми колебаниями весомых тел и световыми колебаниями эфира". Но ни о каких электромагнитных волнах длиной порядка трех метров Герц в этой работе не говорит. Все, что он сделал, это сконструировал генератор и приемник электрических колебаний, изучая индукционное действие колебательного контура генератора на колебательный контур приемника при максимальном расстоянии между ними три метра.

В работе "О действиях тока" Герц перешел к изучению явлений на более далеком расстоянии, работая в аудитории длиной 14 метров и шириной 12 метров. Он обнаружил, что если расстояние приемника от вибратора менее одного метра, то характер распределения электрической силы аналогичен полю диполя и убывает обратно пропорционально кубу расстояния. Однако на расстояниях, превышающих три метра, поле убывает значительно медленнее и неодинаково в различных направлениях. В направлении оси вибратора действие убывает значительно быстрее, чем в направлении, перпендикулярном оси, и едва заметно на расстоянии четырех метров, тогда как в перпендикулярном направлении оно достигает расстояний, больших двенадцати метров.

Этот результат противоречит всем законам теории дальнодействия. Герц продолжал исследование в волновой зоне своего вибратора, поле которого он позже рассчитал теоретически. В ряде последующих работ Герц неопровержимо доказал существование электромагнитных волн, распространяющихся с конечной скоростью. "Результаты опытов, поставленных мною над быстрыми электрическими колебаниями, - писал Герц в своей восьмой статье 1888 года, - показали мне, что теория Максвелла обладает преимуществом перед всеми другими теориями электродинамики".

Поле в этой волновой зоне в различные моменты времени Герц изобразил с помощью картины силовых линий. Эти рисунки Герца вошли во все учебники электричества. Расчеты Герца легли в основу теории излучения антенн и классической теории излучения атомов и молекул.

Таким образом, Герц в процессе своих исследований окончательно и безоговорочно перешел на точку зрения Максвелла, придал удобную форму его уравнениям, дополнил теорию Максвелла теорией электромагнитного излучения. Герц получил экспериментально электромагнитные волны, предсказанные теорией Максвелла, и показал их тождество с волнами света.

В 1889 году на 62-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей Герц прочитал доклад "О соотношении между светом и электричеством". Здесь он подводит итоги своих опытов в следующих словах: "Все эти опыты очень просты в принципе, но, 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".

В 1890 году Герц опубликовал две статьи: "Об основных уравнениях электродинамики в покоящихся телах" и "Об основных уравнениях электродинамики для движущихся тел". Эти статьи содержали исследования о распространении "лучей электрической силы" и, в сущности, давали то каноническое изложение максвелловской теории электрического поля, которое вошло с тех пор в учебную литературу.

Опыты Герца вызвали огромный резонанс. Особое внимание привлекли опыты, описанные в работе "О лучах электрической силы". "Эти опыты с вогнутыми зеркалами, - писал Герц во "Введении" к своей книге "Исследования по распространению электрической силы", - быстро обратили на себя внимание, они часто повторялись и подтверждались. Они получили положительную оценку, которая далеко превзошла мои ожидания".

Среди многочисленных повторений опытов Герца особое место занимают опыты русского физика П. Н. Лебедева, опубликованные в 1895 году, первом году после смерти Герца.

В последние годы жизни Герц переехал в Бонн, где также возглавил кафедру физики в местном университете. Там он совершил еще одно крупнейшее открытие. В своей работе "О влиянии ультрафиолетового света на электрический разряд", поступившей в "Протоколы Берлинской академии наук" 9 июня 1887 года, Герц описывает важное явление, открытое им и получившее впоследствии название фотоэлектрического эффекта.

Это замечательное открытие было сделано благодаря несовершенству герцевского метода детектирования колебаний: искры, возбуждаемые в приемнике, были настолько слабы, что Герц решил для облегчения наблюдения поместить приемник в темный футляр. Однако оказалось, что максимальная длина искры при этом значительно меньше, чем в открытом контуре. Удаляя последовательно стенки футляра, Герц заметил, что мешающее действие оказывает стенка, обращенная к искре генератора. Исследуя тщательно это явление, Герц установил причину, облегчающую искровой разряд приемника, - ультрафиолетовое свечение искры генератора. Таким образом, чисто случайно, как пишет сам Герц, был открыт важный факт, не имевший прямого отношения к цели исследования. Этот факт сразу же привлек внимание ряда исследователей, в том числе профессора Московского университета А. Г. Столетова, особенно тщательно исследовавшего новый эффект, названный им актиноэлектрическим.

Исследовать это явление детально Герц не успел, поскольку скоропостижно умер от злокачественной опухоли 1 января 1894 года. До последних дней жизни ученый работал над книгой "Принципы механики, изложенные в новой связи". В ней он стремился осмыслить собственные открытия и наметить дальнейшие пути исследования электрических явлений.

После безвременной смерти ученого этот труд закончил и подготовил к изданию Герман Гельмгольц. В предисловии к книге он назвал Герца самым талантливым из своих учеников и предсказал, что его открытия будут определять развитие науки на многие десятилетия вперед.

Слова Гельмгольца оказались пророческими и начали сбываться уже через несколько лет после смерти ученого. А в XX веке из работ Герца возникли практически все направления современной физики.

Автор: Самин Д.К.

 Рекомендуем интересные статьи раздела Биографии великих ученых:

▪ Парацельс. Биография

▪ Вернадский Владимир. Биография

▪ Никола Тесла. Биография

Смотрите другие статьи раздела Биографии великих ученых.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Зевание львов: рефлекс и его функции 11.07.2024 Зевота у львов и других животных является важным элементом их поведения, способствующим координации действий и повышению групповой бдительности. Известно, что зевота - это рефлекторный дыхательный акт, при котором мы совершаем глубокий вдох и быстрый выдох, широко открывая рот, часто сопровождаемый своеобразным звуком. Этот фиксированный паттерн действий характерен почти для всех позвоночных. Существуют различные гипотезы, объясняющие функции зевания: гипотеза сонливости (зевота при переходе между сном и бодрствованием), гипотеза возбуждения (зевота в условиях социального напряжения) и другие. Однако ученые до сих пор не до конца разобрались в этом, казалось бы, простом акте. Известно, что зевота часто заразительна: когда мы видим или слышим, как зевает другой человек или животное, мы сами начинаем зевать. Спонтанное зевание может свидетельствовать о физиологической функции: увеличивается приток крови к голове, мозг насыщается кислородом и охлаждается. Зевота также может помогать нам оставаться настороженными в моменты сонливости. В некоторых случаях "уязвимое" зевание может выражать сочувствие к окружающим, которые испытывают тревогу, стресс, усталость или скуку. Ранее зевоту изучали у шимпанзе, волков, домашних собак, овец и слонов. Теперь исследователи обратили внимание на диких львов из Южной Африки (Panthera leo). "Наши данные показали четкую картину: зевнув вместе, два льва будут вести себя синхронно," - отметила Элизабетта Паладжи, этолог из Пизанского университета (Италия). На протяжении почти полугода ученые наблюдали за 19 львами из двух прайдов, живущих в заповеднике Макалали в провинции Лимпопо. Результаты исследования показали, что вероятность ответного зевания была более чем в 139 раз выше, если лев видел, как это делает член его прайда, по сравнению с ситуацией, когда лев находился один. Непроизвольная зевота чаще всего наблюдалась, когда львы были расслаблены и только просыпались или, наоборот, отходили ко сну. Это подтверждает гипотезу о том, что зевота помогает охлаждать мозг и насыщать его кислородом, а также делает животных более внимательными. Кроме того, зевота у львов помогает координировать их действия. Наблюдения показали, что если один лев зевает, лежа рядом с другим, то второй лев тоже начинает зевать. Затем, если первый лев встанет и уйдет, второй лев последует за ним. Таким образом, новое исследование подтвердило, что "заразительность" зевоты необходима для повышения групповой бдительности у животных, живущих и охотящихся в группах. Это способствует коллективному сознанию и выявлению потенциальных угроз. Тем не менее, изучение зевоты не заканчивается на этом: исследователям пока не удалось выяснить, действительно ли зевота положительно влияет на успешность охоты. Также остается неизвестным, может ли ответная зевота у львов выполнять другие функции. Например, у приматов гелада существует три типа зевания, с помощью которых они подают разные сигналы друг другу - от доброжелательных до агрессивных. Недостаточно и доказательств того, что зевота у животных выражает сочувствие и эмоционально связывает их друг с другом. Дальнейшие исследования необходимы для полного понимания всех аспектов этого загадочного рефлекса.

Другие интересные новости:

▪ Наушники Sennheiser Momentum True Wireless 4

▪ Суперхлеб для похудения

▪ Цитрусовые волокна как экологичная альтернатива яйцам и маслу

▪ Черная дыра в пробирке

▪ В гостинице обслужат роботы

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы первой медицинской помощи (ОПМП). Подборка статей

▪ статья Откровение в грозе и буре. Крылатое выражение

▪ статья Когда вымерли мамонты? Подробный ответ

▪ статья Купена аптечная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Домашняя телемеханика по сети 220 вольт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Превращение бумаги в яйцо. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026