видатні фізики

Генріх Рудольф Герц народився в родині адвоката в 1857 році в Гамбурзі. Герц з дитячих років полюбив науку і захоплювався написанням віршів, а також роботою на токарному верстаті.

Герц здобув освіту в гімназії і в 1876 році вступив в Мюнхенську вищого технічного училища, але на другому курсі він усвідомлює, що зробив помилку у виборі професії. Він вирішує зайнятися наукою і надходить в Берлінський університет, де його помічають відомі фізики Гельмгольц і Кірхгофф. У 1880 році Герц закінчує Берлінський університет з докторським ступенем. А в 1885 році Герц стає професором експериментальної фізики в політехнічному інституті в Карлсруе, де він провів відомі всьому світу досліди.

На початку 30-х років вУкаіни, а потім і в усьому світі була прийнята одиниця частоти періодичного процесу - герц. Надалі ця величина була внесена в таблицю міжнародної системи одиниць СІ. 1
Герц прирівнюється до одного повного коливання за одну секунду.

Фізик Дж. Томсон говорив про роботи Герца, як про тріумф експериментального майстерності, яке супроводжувалося винахідливістю і обережністю під час демонстрації висновків.

Свого часу, коли мати Герца сказала майстру, який навчав хлопчика токарному справі, що її син став професором, то той сказав з досадою: «Ех, яка шкода, з нього б вийшов висококласний токар!»

Знамениті експерименти Герца.

Відкритий коливальний контур або як створити вібратор Герца?

В ході серії експериментів Герцу вдалося створити на практиці джерело електромагнітних хвиль, який він назвав - вібратором. Він створив пристрій, який складався з двох провідних сфер (іноді використовувалися циліндри) з діаметром 10 ... 30 см, які були закріплені на розрізаних посередині стрижнях. Кінці розрізаних стержнів мали закінчення у вигляді невеликої сфери. Між кінцями був іскровий проміжок - відстань в декілька міліметрів.

Сфери підключалися до вторинної обмотки котушки, яку винайшов Румкорфа і яка є джерелом високої напруги.

У чому полягала ідея створення вібратора Герца?

Знову ж повернемося до теорії Максвелла:
• Вивчити електромагнітні хвилі можна тільки при проходженні прискорених зарядів.
• Енергія електромагнітних хвиль пропорційна четвертого ступеня її частотності коливань.

Відомо, що створити прискорені заряди можна тільки в коливальному контурі, що дало можливість використання його в вивченні електромагнітних хвиль. Було потрібно одне - це підняти частоту коливання зарядів. Виходячи з формули Томсона, яка відноситься до розрахунку циклічної частоти коливань:

видно, що для того, щоб підвищити частоту необхідно зменшити ємнісні і індуктивні показники контуру.

Для зменшення ємності С необхідно розсунути пластини (збільшити між ними відстань, а також зменшити площу пластини. Найменша ємність - це простий провід.

Для того щоб знизити індуктивність L необхідно зменшити кількість витків в котушці. В результаті таких маніпуляцій виходить звичайний провід, який отримав назву відкритого коливального контуру ОКК.

Для створення коливального дії в ОКК, Герц придумав таку схему:

Якщо говорити про суть того, що відбувається в вібраторі Герца, то можна сказати наступне. Індуктор Румкорфа дозволяє створювати на кінцях вторинної обмотки висока напруга (в кілька кіловольт) і напруга, яке заряджає сфери протилежними зарядами. Через деякий час в искровом проміжку проскакує електрична іскра, яка робить опір повітряного проміжку відносно малим, що дозволяє в вібраторі отримати високочастотні затухаючі коливання, які тривають весь період існування іскри. Так як вібратор - це відкритий коливальний контур, то утворюється випромінювання електромагнітних хвиль.

Але як визначити присутність електромагнітних віл, адже вони не видно і їх не можна помацати?

Детектором Герц використовував кільце з розривом, схожим на іскровий проміжок вібратора, який можна відрегулювати. Перше кільце в дослідах Герца мало діаметр 1 метр, але потім поступово зменшилася до діаметра 7 см.

Герц назвав таку знахідку резонатором. В ході проведених дослідів Герц встановив, що зміні геометричних характеристик резонатора - розмірів, розташування і відстані між резонатором і вібратором, можна досягти певного результату: «гармонії», «синтонність» (резонансу). Наявність резонансу буде спостерігатися при появі іскор в искровом проміжку. Герц спостерігав в своїх дослідах іскри величиною 3-7 мм, а іскріння в резонаторі описувалося іскрами величиною десяті частки міліметра. Таке іскріння було добре видно тільки в темному приміщенні, а іноді доводилося використовувати лупу.

Які заслуги Герца?

В ході проведення тривалих і трудомістких дослідів, в яких використовувалися прості і підручні засоби. Герцу вдалося досягти неймовірних результатів у фізиці. Він виміряв довжини хвиль і зробив розрахунок швидкостей їх поширення. Було доведено, що існує:
• Відображення;
• Заломлення;
• Дифракція;
• Інтерференція і поляризація хвиль;
• Проведено завмер швидкості електромагнітних хвиль.

Інші новини по темі: