Генріх Рудольф Герц: биография

Метеорологія

У Герца завжди був глибокий інтерес до метеорології, ймовірно, набутий в результаті його контактів з Вільгельмом фон Бецольда (він був професором Герца з лабораторного курсу в Мюнхенському Політехнікумі влітку 1878). Герц, однак, не зробив особливого внеску у дану галузь, за винятком деяких ранніх статей в якості асистента Гельмгольца в Берліні. Сюди входить дослідження випаровування рідин, розробка нового виду гігрометра, а також розробка графічних засобів для визначення властивостей вологого повітря, підданого адіабатичним змін.

Механіка контактної взаємодії

У 1881-1882 Герц опублікував дві статті по тематиці, яка пізніше стала називатися механікою контактної взаємодії. Хоча Герц знаменитий за свій внесок в електродинаміку (про що мова нижче), однак ці дві статті теж не залишилися непоміченими. Вони стали джерелом важливих ідей, і більшість статей, у яких розглядається фундаментальна природа контакту, на них посилаються. Жозеф Бусінеска зробив кілька важливих критичних зауважень по роботах Герца, визнаючи при цьому їх величезну важливість.

У цих роботах Герц розглядає поведінку під навантаженням двох осесиметричних об'єктів, що знаходяться в контакті. Отримані результати грунтуються на класичній теорії пружності і механіки суцільних середовищ. Найістотнішим недоліком його теорії було нехтування адгезією будь-якої природи між двома твердими тілами, яка виявляється важлива, коли ці тіла починають вести себе пружно. У ті часи було цілком природно знехтувати нею, бо тоді не було ніяких експериментальних методів її дослідження.

Для обгрунтування своєї теорії Герц досліджував поведінку еліптичних кілець Ньютона, що утворюються при розміщенні скляної сфери на лінзі. Він вважав, що тиск, який чиниться сферою на лінзу, викличе зміну кілець Ньютона. Він знову використав кільця Ньютона, коли перевіряв свою теорію в експериментах з обчислення зсуву, яке викликає сфера в лінзі. К. Л. Джонсон, К. Кендал і А. Д. Робертс (JKR - за першими літерами прізвищ) взяли цю теорію за основу при обчисленні теоретичного зсуву або глибини вдавлювання при наявності адгезії в їх значимої статті «Поверхнева енергія і контакт пружних твердих частинок », виданої в 1971 в працях Королівського Товариства. Теорія Герца випливає з їх формулювання, за умови, якщо адгезія матеріалів дорівнює нулю. Подібно до цієї теорії, але на основі інших припущень, в 1975 Б. В. Держагуін, В. М. Мюллер та Ю. П. Топоров розробили іншу теорію, яка серед дослідників відома як теорія DMT, і з якої також випливає формулювання Герца за умови нульової адгезії. Теорія DMT надалі була кілька разів переглянута перш, ніж вона була прийнята як ще одна теорія контактної взаємодії на додаток до теорії JKR. Обидві теорії, як DMT так і JKR, є основою механіки контактної взаємодії, на яких базуються всі моделі контактного переходу, і які використовуються в розрахунках наносдвігов та електронної мікроскопії. Так дослідження Герца в дні його роботи лектором, які він сам з його тверезої самооцінкою вважав тривіальними, ще до його великих праць з електромагнетизму, потрапили в століття нанотехнологій.

Дослідження електромагнітних хвиль

З 1885 по 1889 роки Герц працював професором фізики технічного університету в Карлсруе. Саме в ці роки він провів свої знамениті досліди по розповсюдженню електричної сили, які довели реальність електромагнітних хвиль. Апаратура, якою користувався Герц, може здатися тепер більш ніж простий, але тим замечательнее отримані їм результати. Джерелами електромагнітного випромінювання у нього були іскри в розрядниках. Електромагнітні хвилі від розрядників викликали іскрові розряди між кульками в «приймачах» - розташованих в декількох метрах контурах, налаштованих в резонанс. Герцу вдалося не тільки виявити хвилі, в тому числі, і стоячі, а й дослідити швидкість їх поширення, відображення, заломлення і навіть поляризацію. Все це дуже нагадувало оптику, з тим тільки (вельми істотним!) Відзнакою, що довжини хвиль були майже в мільярд разів більше.