Генріх Рудольф Герц: биография

РадіопередавачГерца на основі котушки Румкорфа (з ударним збудженням коливального контуру ключовим переривником).
nПостоянний струм від DC, проходячи через котушку намагнічує її залізний сердечник, він притягує рухомий контакт і ланцюг розривається, коли магнітне поле зникає контакт замикається знову. Для проведення дослідів Герц придумав і сконструював свій знаменитий випромінювач електромагнітних хвиль, названий згодом «вібратором Герца». Вібратор був два мідні прутка з насадженими на кінцях латунними кульками і по одній великій цинковій сфері або квадратній пластині, що грає роль конденсатора. Між кульками залишався зазор - іскровий проміжок. До мідним стержнів були прикріплені кінці вторинної обмотки котушки Румкорфа - перетворювача постійного струму низької напруги в змінний струм високої напруги. При імпульсах змінного струму між кульками проскакували іскри і в навколишній простір випромінювалися електромагнітні хвилі. Переміщенням сфер або пластин уздовж стрижнів регулювалися індуктивність і ємність ланцюга, що визначають довжину хвилі.

РадіоприймачГерца (іскровий).
N Щоб уловлювати випромінювані хвилі, Герц придумав простий резонатор - дротяне незамкнуте кільце або прямокутну незамкнену рамку з такими ж, як у «передавача» латунними кульками на кінцях і регульованим іскровим проміжком.

У результаті проведених дослідів Герц виявив, що якщо в генераторі будуть відбуватися високочастотні коливання (у його розрядному проміжку проскакує іскра), то в розрядному проміжку резонатора, віддаленому від генератора навіть на 3 м , теж будуть проскакувати маленькі іскри. Таким чином, іскра у другій ланцюга виникала без жодного безпосереднього контакту з першої ланцюгом. Провівши численні досліди при різних взаємних положеннях генератора і приймача, Герц приходить до висновку про існування електромагнітних хвиль, що розповсюджуються з кінцевою швидкістю. Чи будуть вони вести себе, як світло? Герц проводить ретельну перевірку цього припущення. Після вивчення законів відображення і заломлення, після встановлення поляризації і вимірювання швидкості електромагнітних хвиль він довів їх повну аналогію зі світловими. Все це було викладено в роботі «Про променях електричної сили», що вийшла в грудні 1888 р. Цей рік вважається роком відкриття електромагнітних хвиль і експериментального підтвердження теорії Максвелла.

Завдяки своїм дослідам Герц прийшов до наступних висновків:

• 1. Хвилі Максвелла «синхронні» (справедливість теорії Максвелла, що швидкість поширення радіохвиль дорівнює швидкості світла);
• 2. Можна передавати енергію електричного і магнітного поля без проводів.

У 1887 по завершенні дослідів вийшла перша стаття Герца «Про дуже швидких електричних коливаннях», а в 1888 - ще більш фундаментальна праця «Про електродинамічних хвилях в повітрі і їх відображенні ».

Герц вважав, що його відкриття були не практичніше максвеллівським:« Це абсолютно марно. Це тільки експеримент, який доводить, що маестро Максвелл був правий. Ми всього-на-всього маємо таємничі електромагнітні хвилі, які не можемо бачити оком, але вони є ». «І що ж далі?» - Запитав його один із студентів. Герц знизав плечима, він був скромна людина, без претензій і амбіцій: «Я припускаю - нічого».

Але навіть на теоретичному рівні досягнення Герца були відразу відзначені вченими як початок нової «електричної ери».

Відкриття зовнішнього фотоефекту

Щоб краще бачити іскру в своїх дослідах, Герц помістив приймач в затемнену коробку. При цьому він зауважив, що в коробці довжина іскри в приймачі стає менше. Тоді Герц став експериментувати в цьому напрямку, зокрема, він досліджував залежність довжини іскри у разі, коли між передавачем і приймачем поміщається екран з різних матеріалів. Герц знайшов, що електромагнітні хвилі проходили через одні види матеріалів і відбивалися іншими, що призвело у майбутньому до появи радарів. Крім того, Герц зауважив, що заряджений конденсатор втрачає свій заряд швидше при висвітленні його пластин ультрафіолетовим випромінюванням. Отримані результати з'явилися відкриттям нового явища у фізиці, названого фотоефектом. Теоретичне обгрунтування цього явища пізніше дав Альберт Ейнштейн, який отримав за це Нобелівську премію в 1921 році.