Biografie van Heinrich Hertz

Natuurkundestudenten over de hele wereld zijn bekend met het werk van Heinrich Hertz, de Duitse natuurkundige die bewees dat elektromagnetische golven zeker bestaan. Zijn werk in de elektrodynamica maakte de weg vrij voor veel modern gebruik van licht (ook bekend als elektromagnetische golven). De frequentie-eenheid die natuurkundigen gebruiken heet ter ere van hem de Hertz.

Snelle feiten Heinrich Hertz

Heinrich Hertz werd geboren in Hamburg, Duitsland, in 1857. Zijn ouders waren Gustav Ferdinand Hertz (advocaat) en Anna Elisabeth Pfefferkorn. Hoewel zijn vader Joods werd geboren, bekeerde hij zich tot het christendom en werden de kinderen opgevoed als christenen. Dit weerhield de nazi's er niet van Hertz na zijn dood te onteren, vanwege de "smet" van de joodsheid, maar zijn reputatie werd hersteld na de Tweede Wereldoorlog.

De jonge Hertz volgde zijn opleiding aan de Gelehrtenschule des Johanneums in Hamburg, waar hij een grote interesse in wetenschappelijke onderwerpen toonde. Hij studeerde techniek in Frankfurt bij wetenschappers als Gustav Kirchhoff en Hermann Helmholtz. Kirchhoff specialiseerde zich in studies van straling, spectroscopie en theorieën over elektrische circuits. Helmholtz was een natuurkundige die theorieën ontwikkelde over visie, de perceptie van geluid en licht, en de velden van elektrodynamica en thermodynamica. Het is dan ook geen wonder dat de jonge Hertz geïnteresseerd raakte in enkele van dezelfde theorieën en uiteindelijk zijn levenswerk deed op het gebied van contactmechanica en elektromagnetisme.

Na het behalen van een Ph.D. in 1880 kreeg Hertz een aantal lectoraten waar hij natuurkunde en theoretische mechanica doceerde. Hij trouwde in 1886 met Elisabeth Doll en ze kregen twee dochters.

Hertz's proefschrift richtte zich op James Clerk Maxwell's theorieën van elektromagnetisme. Maxwell werkte tot zijn dood in 1879 in de wiskundige natuurkunde en formuleerde wat nu bekend staat als Maxwell's vergelijkingen. Ze beschrijven door middel van wiskunde de functies van elektriciteit en magnetisme. Hij voorspelde ook het bestaan ​​van elektromagnetische golven.

Het werk van Hertz was gericht op dat bewijs, wat hem meerdere jaren kostte. Hij construeerde een simpele dipoolantenne met een vonkbrug tussen de elementen, en hij wist daarmee radiogolven te produceren. Tussen 1879 en 1889 voerde hij een reeks experimenten uit waarbij elektrische en magnetische velden werden gebruikt om golven te produceren die konden worden gemeten. Hij stelde vast dat de snelheid van de golven dezelfde was als de lichtsnelheid en bestudeerde de kenmerken van de velden die hij genereerde, waarbij ze hun grootte, polarisatie en reflecties maten. Uiteindelijk toonde zijn werk aan dat licht en andere golven die hij mat, allemaal een vorm van elektromagnetische straling waren die kon worden gedefinieerd door de vergelijkingen van Maxwell. Met zijn werk bewees hij dat elektromagnetische golven door de lucht kunnen en zullen bewegen.

Daarnaast richtte Hertz zich op een concept genaamd de fotoëlektrisch effectdie optreedt wanneer een object met elektrische lading die lading heel snel verliest wanneer het wordt blootgesteld aan licht, in zijn geval ultraviolette straling. Hij observeerde en beschreef het effect, maar legde nooit uit waarom het gebeurde. Dat werd overgelaten aan Albert Einstein, die zijn eigen werk over het effect publiceerde. Hij suggereerde dat licht (elektromagnetische straling) bestaat uit energie die wordt gedragen door elektromagnetische golven in kleine pakketten die quanta worden genoemd. De studies van Hertz en het latere werk van Einstein werden uiteindelijk de basis voor een belangrijke tak van de natuurkunde, de kwantummechanica. Hertz en zijn leerling Phillip Lenard werkten ook met kathodestralen, die door elektroden in vacuümbuizen worden geproduceerd.

Interessant is dat Heinrich Hertz zijn experimenten niet dacht electromagnetische straling, vooral radiogolven hadden enige praktische waarde. Zijn aandacht was uitsluitend gericht op theoretische experimenten. Dus bewees hij dat elektromagnetische golven zich door de lucht (en de ruimte) voortplantten. Zijn werk bracht anderen ertoe nog verder te experimenteren met andere aspecten van radiogolven en elektromagnetische voortplanting. Uiteindelijk kwamen ze het concept tegen van het gebruik van radiogolven om signalen en berichten te verzenden, en andere uitvinders gebruikten ze om telegrafie, radio-uitzendingen en uiteindelijk televisie te creëren. Zonder het werk van Hertz zou het huidige gebruik van radio, tv, satellietuitzendingen en mobiele technologie echter niet bestaan. Evenmin de wetenschap van radioastronomie, die sterk afhankelijk is van zijn werk.

Hertz's wetenschappelijke prestaties waren niet beperkt tot elektromagnetisme. Hij deed ook veel onderzoek naar het onderwerp contactmechanica, namelijk de studie van vaste-stofobjecten die elkaar raken. De grote vragen in dit studiegebied hebben te maken met de spanningen die de objecten op elkaar veroorzaken, en welke rol wrijving speelt bij interacties tussen hun oppervlakken. Dit is een belangrijk studiegebied in machinebouw. Contactmechanica beïnvloedt ontwerp en constructie in objecten zoals verbrandingsmotoren, pakkingen, metaalfabrieken en ook objecten die elektrisch contact met elkaar hebben.

Hertz's werk in contactmechanica begon in 1882 toen hij een paper publiceerde met de titel "On the Contact of Elastic Solids", waarin hij in feite werkte met de eigenschappen van gestapelde lenzen. Hij wilde begrijpen hoe hun optische eigenschappen zouden worden beïnvloed. Het concept van "Hertziaanse spanning" is naar hem vernoemd en beschrijft de puntspanningen die objecten ondergaan wanneer ze met elkaar in contact komen, vooral in gebogen objecten.

Heinrich Hertz werkte tot zijn dood op 1 januari 1894 aan zijn onderzoek en lezingen. Zijn gezondheid begon enkele jaren voor zijn dood te verslechteren en er was enig bewijs dat hij kanker had. Zijn laatste jaren werden besteed aan onderwijs, verder onderzoek en verschillende operaties voor zijn toestand. Zijn laatste publicatie, een boek getiteld "Die Prinzipien der Mechanik" (The Principles of Mechanics), werd enkele weken voor zijn dood naar de drukker gestuurd.

Hertz werd niet alleen geëerd door het gebruik van zijn naam voor de fundamentele periode van een golflengte, maar zijn naam staat ook op een herdenkingsmedaille en een krater op de maan. Een instituut genaamd het Heinrich-Hertz Institute for Oscillation Research werd opgericht in 1928, tegenwoordig bekend als het Fraunhofer Institute for Telecommunications, Heinrich Hertz Institute, HHI. De wetenschappelijke traditie zette zich voort met verschillende leden van zijn familie, waaronder zijn dochter Mathilde, die een beroemde bioloog werd. Een neef, Gustav Ludwig Hertz, won een Nobelprijs en andere familieleden leverden belangrijke wetenschappelijke bijdragen in de geneeskunde en natuurkunde.

• "Heinrich Hertz en elektromagnetische straling." AAAS - 's werelds grootste algemene wetenschappelijke vereniging, www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation. www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic- straling.
• Molecular Expressions Microscopy Primer: Specialized Microscopy Techniques - Fluorescence Digital Image Gallery - Normale Afrikaanse groene aap nierepitheelcellen (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 Biography, www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html.