Родился 22 февраля 1857 г. в семье адвоката, позже ставшего сенатором. Герцу было 14 лет, когда в результате победоносной франко-прусской войны образовалась Германская империя. Раздробленные немецкие государства объединились под эгидой Пруссии и создали милитари стское государство, дважды в истории XX столетия развязавшее мировую войну. Но в эпоху Герца в объединенной Германии интенсивно развивались промышленность, наука и техника. В Берлинском университете создал мировую научную школу, под его руководством был выстроен в 70-х годах XIX в. физический институт. Тогда же Вернер Сименс (1816-1892) интенсивно работал в области электротехники сильных токов. Сименс был организатором крупнейших электротехнических фирм «Сименс и Гальске», «Сименс и Шункерт». Он был вместе с Гельмгольцем одним из инициаторов создания физико-технического института, высшего метрологического учреждения Германии. Друг и родственник Сименса, был первым президентом этого института.

Рис. Г. Р. Герц

В среду этих лидеров немецкой науки и техники вошел и Герц. По окончании в 1875 г. гимназии Герц учился сначала в Дрезденском, а потом в Мюнхенском высшем техническом училище. Но скоро он понял, что его призвание- наука, и перешел в Берлинский университет, где изучал физику под руководством Гельмгольца.

Герц был любимым учеником Гельмгольца, и именно ему поручил проверить экспериментально теоретические выводы Максвелла. Герц начал свои знаменитые опыты, будучи профессором Высшей технической школы в Карлсруэ, и заканчивал их в Бонне, где был профессором экспериментальной физики.

Умер Герц 1 января 1894 г. Его учитель Гельмгольц, написавший некролог на своего ученика, скончался в том же году 8 сентября.

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 время (лето 1879 г.), Гельмгольц писал: «…Область электродинамики превратилась в время в бездорожную пустыню. Факты, основанные на наблюдениях и следствиях из весьма сомнительных теорий, - все это было вперемежку соединено между собой». Заметим, что эта характеристика относилась к 1879 г.- году смерти Максвелла. Герц родился как ученый именно в этот год. Нелестная характеристика электродинамики конца 70-х-начала 80-х годов XIX в. дается и Энгельсом в 1882 г. Энгельс отмечает «вездесущность электричества», проявляющегося при изучении самых различ ных процессов природы, растущее его применение в промышленности и указывает, что, несмотря на это, «оно является именно той формой движения, насчет существа которой царит еще величайшая неясность». «В учении… об электричестве,- продолжает Энгельс,- мы имеем перед собой хаотическую груду старых, ненадежных экспериментов, не получивших ни окончательного подтверждения, ни окончательного опровержения, какое-то неуверенное блуждание во мраке, не связанные друг с другом исследования и опыты многих отдельных ученых, атакующих неизвестную область вразброд, подобно орде кочевых наездников». Хотя Энгельс выражается более резко, чем Гельмгольц, их характеристики в основном совпадают: «бездорожная пустыня», «блуждание во мраке». Но Гельмгольц ни слова не говорит о Максвелле, а Энгельс отмечает «решительный прогресс» эфирных теорий электричества и «один бесспорный успех», имея в виду экспериментальное подтверждение Больцманом закона Максвелла n 2 = ε. «Таким образом,- резюмирует Энгельс,- специально максвелловская эфирная теория была подтверждена экспериментально». Но решающее подтверждение было еще впереди.

Рис . Опыт с вибратором Г ерца

Пока же молодому ученому в работах «Попытка определения верхней границы для кинетической энергии течения электричества (1880г.),докторской диссертации «Об индукции во вращающихся телах» (март 1880 г.).«Об отношении максвелловских электродинамических уравнений к противоположной электродинамике» (1884 г.) приходилось пробираться по «бездорожной пустыне», нащупывая мосты между соперничающими теориями. В работе 1884 г. Герц показывает, что максвелловcкая электродинамика обладает преимуществами по отношению к обычной, но считает не доказанным, что она единственно возможная. 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. Действие замкнутых токов выводится из обеих теорий одинаково, в время как для незамкнутых токов, по Гельмгольцу, должны наблюдаться различные следствия из обеих теорий. «Для каждого, кто знал в то время действительное положение дел,-писал Гельмгольц,-было ясно, что полного понимания теории электромагнитных явлений можно будет достичь только путем точного исследования процессов, связанных с этими мгновенными незамкнутыми токами».

Рис. Опыт Герца

Этот вопрос изучал в лаборатории Гельмгольца Н. Н. Шиллер, посвятивший этому исследованию свою докторскую диссертацию «Диэлектрические свойства концов разомкнутых токов в диэлектриках» (1876 г.). Шиллер не обнаружил различия между замкнутыми и незамкнутыми токами, как это и должно было быть по теории Максвелла. Но, видимо, Гельмгольц не удовлетворился этим и предложил Герцу вновь заняться проверкой теории Максвелла и взяться за решение задачи, поставленной в 1879 г. Берлинской Академией наук: «показать экспериментально наличие какой-нибудь связи между электродинамическими силами и диэлектрической поляризацией диэлектриков». 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».

Действительно, при низких частотах эффект тока смещения, а именно в этом основное отличие теории Максвелла от теории дальнодействия, ничтожен, и Герц правильно уяснил, что для успеха решения задачи нужны высокочастотные электрические колебания. Что было известно об этих колебаниях?

В 1842 г. американский физик Дж. Генри, повторяя опыты Савара 1826 г., установил, что разряд лейденской банки «не представляется… единичным переносом электрического флюида с одной обкладки банки на другую» и что необходимо допустить «существование главного разряда в одном направлении, а затем несколько отраженных действий назад и вперед, каждое из которых является более слабым, «ли предыдущее, продолжающееся до тех пор, пока не наступит равновесие».

Гельмгольц в мемуаре «О сохранении силы» также констатирует, что разряд батареи лейденских банок следует представлять «не как простое движение электричества в одном направлении, а как движение его туда и обратно между обеими обкладками, как колебания, которые все более и более уменьшаются, пока вся их живая сила не уничтожается суммой сопротивлений».

В. в 1853 г. исследовал разряд проводника заданной емкости через проводник данной формы и сопротивления. Применяя к процессу разряда закон сохранения энергии он вывел уравнение разрядного процесса в следующем виде:

где q - количество электричества на разряжаемом проводнике в данный момент времени t , С - емкость проводника, Ʀ - гальваническое сопротивление разрядника, А - «постоянная, которую можно назвать электродинамической емкостью разрядника» и которую мы сейчас называем коэффициентом самоиндукции или индуктивностью. , анализируя решение этого уравнения при различных корнях характеристического уравнения, находит, что когда величина

имеет действительно значение

то peшение показывает, «что главный проводник теряет свой заряд, заряжается меньшим количеством электричества обратного знака, снова разряжается, опять оказывается заряженным еще меньшим количеством электричества обратного знака, снова разряжается, опять оказывается заряженным еще меньшим количеством электричества первоначального знака, и это явление повторяется бесконечное число раз, пока не установится равновесие». Циклическая частота этих затухающих колебаний

ω = 2π/T = α’

Таким образом, период колебаний можно представить формулой:

При малых значениях сопротивления получаем известную формулу Томсона:

Электромагнитные колебания были экспериментально исследованы В Феддерсе ном (1852-1918), который рассматривал изображение искрового разряда лейденской банки во вращающемся зеркале. Фотографируя эти изображения, Феддерсен установил, что «в электрической искре имеют место попеременно противоположные токи» и что время одного колебания «увеличивается в той мере, как возрастает корень квадратный из электризуемой поверхности», т. е. период колебаний пропорционален корню квадратному из емкости, как это и следует из формулы Томсона. Недаром , переиздавая в 1882 г. свою работу «О преходящих электрических токах», рассмотренную выше, снабдил ее примечанием, датированным 11 августа 1882 г.: «Теория колебательного электрического разряда, рассмотренная в этой статье 1853 года, приобрела вскоре интересную иллюстрацию в прекрасном фотографическом исследовании электрической искры, выполненном Феддерсеном». Далее указывает, что его теория «была подвергнута очень важному и замечательно выполненному экспериментальному исследованию в лаборатории Гельмгольца в Берлине», ссылаясь на работу Н. Н. Шиллера 1874 г, «Некоторые экспериментальные исследования электрических колебаний». отмечает, что среди других «замечательных результатов» этого исследования «были определены из измерений периодов наблюдаемых колебаний индуктивные емкости (т. е. диэлектрические проницаемости) некоторых твердых изолирующих веществ».

Таким образом, 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 самые опыты Герц описал в опубликованной в 1887 г. статье «О весьма быстрых электрических колебаниях». Герц описывает здесь способ генерации колебаний, «приблизительно в сто раз быстрее наблюденных Феддерсеном». «Период этих колебаний,- пишет Герц,- определяе мый, 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». Однако ни о каких электромагнитных волнах длиной порядка 3 м 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 максимальное расстоянии между ними 3 м.

Колебательный контур в окончательном опыте представлял собой проводники С и С’ , находящиеся на расстоянии 3 м друг от друга, соединенные медной проволокой, в середине которой находился разрядник индукционной катушки. Приемник представлял собой прямоугольный контур со сторонами 80 см и 120 см, с искровым промежутком в одной из коротких сторон. Индукционное действие генератора на приемник обнаруживалось слабой искоркой в этом промежутке.

Затем Герц сделал приемный контур в виде двух шаров диаметром 10 см, соединенных медной проволокой, в середине которой был искровой промежуток. Описывая результаты опыта, Герц заключал: «Я думаю, что здесь впервые было показано на опыте взаимодействие прямолинейных разомкнутых контуров, имеющее такое большое значение для теории». В самом деле, как мы знаем, именно разомкнутые цепи позволили сделать выбор между конкурирующими теориями. Однако Герц ни в этой первой работе, ни в трех последующих. о максвелловских электромагнитных волнах не говорит, он их еще не видит. Он говорит пока о «взаимодействии» проводников и рассчитывает это взаимодействие по теории дальнодействия. Проводники, с которыми здесь работает Герц, вошли в науку под названием «вибра тор» и «резонатор» Герца. Резонатором проводник называется потому, что наиболее сильно возбуждается колебаниями, резонирующими с его собственными колебаниями.

В следующей работе «О влиянии ультрафиолетового света на электрический разряд», поступившей в «Протоколы Берлинской Академии наук» 9 июня 1887 г., 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».

Альберт Абрахам Майкельсон Родился 19 декабря 1852 г. в польском городе Стрельно, принадлежащем тогда Германии. Ему не было двух лет, когда его...

Открытие Рентгена Конец XIX в. ознаменовался повышенным интересом к явлениям прохождения электричества через газы. Еще Фарадей серьезно занимался этими явлениями,...

Генрих Герц краткая биография немецкого физика, основоположника электродинамики изложена в этой статье.

Генрих Герц краткая биография

Генрих родился 22 февраля 1857 года в еврейской семье адвоката, который после стал сенатором. Учился парень прекрасно, любил все предметы и писать стихи.

В 1875 году оканчивает гимназию, и поступает в Дрезденское, а потом в Мюнхенское техническое высшее училище. Но решив идти по стезе точных наук, он поступает в университет Берлина. В этом учебном заведении он сутки напролет проводил в физических лабораториях. После летних каникул он в 1879 году возвращается в университет и работает над работой «Об индукции во вращающихся телах», которая являлась докторской диссертацией. Герц достаточно быстро закончил исследование, несмотря на то, что работа была рассчитана минимум месяца на три. Успешно защитив работу, он получил степень доктора.

Герц в период с 1883 года по 1885 год заведует кафедрой теоретической физики в Киле. Поскольку здесь не было лаборатории, то он занимался теоретическими вопросами. Ученый скорректировал систему уравнения электродинамики Неймана.

В 1885 году Генрих Герц получает приглашение от технической школы в Карлсруэ. Приняв его, он проводит здесь знаменитые опыты, исследуя распространение электрической силы. В кабинете физики, обнаружив несколько индукционных катушек, проводил лекционные демонстрации с ними. Тут -то Герц и обнаружил, что при помощи катушек можно получить электрические быстрые колебания. В результате он создал высокочастотный генератор — источник высокочастотных колебаний и резистор, который принимал эти колебания.

Не прекращая проводить многочисленные опыты, Генрих приходит к выводу, что существуют электромагнитные волны, которые распространяются с конечной скоростью. Исследования в этой области изложены в его работе «О лучах электрической силы» 1888 года. Таким образом, он был первым, кто обнаружил электромагнитные волны.

В 1896 году российский учёный А.С. Попов, изобретатель радиоприёмника, осуществил передачу и приём на расстоянии 250 м первой в мире радиограммы с текстом из двух слов «Генрих Герц». Эти слова признавали огромный вклад в науку немецкого физика, впервые экспериментально доказавшего существование электромагнитных волн.

Генрих Герц родился в 1857 году в Гамбурге, в семье адвоката, ставшего позднее сенатором. Герц прекрасно учился и был непревзойденным по сообразительности учеником. Он любил все предметы. К сожалению, всю жизнь Герцу мешало слабое здоровье. Он умер в возрасте 37 лет в Бонне от заражения крови. После его смерти сэр Оливер Лодж заметил: «Герц сделал то, что не смогли сделать именитые английские физики... он подтвердил истинность теорем Максвелла, и сделал это с обескураживающей скромностью».
Из теории английского физика Максвелла было известно, что испускать электромагнитные волны могут колеблющиеся заряженные частицы, а энергия образующейся при этом волны тем больше, чем больше частота колебаний. Заставить заряженные частицы колебаться было несложно - достаточно соединить конденсатор и катушку индуктивности, чтобы получился колебательный контур (см. рисунок). Но как сделать так, чтобы частота колебаний зарядов стала как можно выше, чтобы увеличить энергию излучаемых волн?

Герц находит остроумное решение. Он увеличил расстояние между пластинами конденсатора (раздвинул их) и уменьшил площадь пластин. В результате этих преобразований получил открытый колебательный контур или провод. Чтобы ещё увеличить частоту колебаний зарядов (то есть электронов внутри провода), Герц уменьшил число витков катушки.
Но как теперь заставить электроны колебаться внутри получившегося отрезка проволоки? Герц и в этом случае находит остроумное решение, призвав на помощь электрическую искру. Для её получения он разрезал провод пополам, а концы присоединил к источнику высокого напряжения, достаточного для того, чтобы в пространстве между кусками провода возникали электрические искры.

Таким образом Герц изготовил вибратор (излучатель) и резонатор (приёмник) электромагнитных волн. В 1888 году после огромной серии трудоемких и чрезвычайно остроумно поставленных опытов Герц экспериментально доказал существование предсказанных Максвеллом электромагнитных волн, распространяющихся в пространстве.

Вибратор Герца представлял собой два медных прутка с насаженными на ближних концах латунными шариками. Между ними оставался зазор - искровой промежуток. К медным стержням подводился ток высокого напряжения (несколько десятков киловольт). В определённый момент в искровом промежутке вибратора возникает электрическая искра, делающая сопротивление его воздушного промежутка столь малым, что в вибраторе возникают высокочастотные затухающие колебания, длящиеся во все время существования искры. Поскольку вибратор представляет собой открытый колебательный контур, происходит излучение электромагнитных волн.

Чтобы улавливать излучаемые волны, Герц применил резонатор - проволочное незамкнутое кольцо с такими же, как у «передатчика» латунными шариками на концах и регулируемым искровым промежутком. Приборы Герца поражают своей остроумной простотой и высокой эффективностью. Изменяя размеры и положение резонатора, ученый настраивал его на частоту колебаний вибратора. В резонаторе проскакивали маленькие искры в те самые моменты, когда происходили разряды между шариками вибратора. Интенсивность искрообразования была очень мала и наблюдения приходилось вести в темноте.
Электромагнитная теория выдающегося английского физика Джеймса Максвелла 25 лет не находила признания в научном мире, и лишь 25 месяцев потребовалось Герцу, чтобы подтвердить экспериментально. В своих опытах Герц сумел воспроизвести с этими волнами все явления, типичные для любых волн: образование «тени» позади хорошо отражающих (металлических) предметов; преломление в большой призме, сделанной из асфальта; образование стоячей волны в результате интерференции волны, падающей отвесно на металлический лист, со встречной волной, отражённой этим листом. Он доказал тождественность электромагнитных и световых волн; сумел измерить их длину.
После своего доклада 13 декабря 1888 года в Берлинском университете Герц сделался одним из самых популярных учёных, а электромагнитные волны стали повсеместно именоваться «лучами Герца». В 1932 году в СССР, а затем в 1933 году на заседании Международной электротехнической комиссии была принята единица частоты «герц», вошедшая затем в международную систему единиц СИ.

(1857-1894) немецкий физик, один из основателей электродинамики

Генрих Рудольф Герц родился 22 февраля 1857 года в семье гамбургского адвоката, позднее ставшего сенатором. Уже в ранние годы он проявил блестящие способности в самых разнообразных областях знаний и был необыкновенно сообразительным учеником. Генрих Герц с одинаковым интересом и успехом изучал физику и арабский язык, имел хорошие ремесленные навыки, любил работать на токарном станке и писать стихи. К сожалению, Герцу всю жизнь мешало слабое здоровье.

В 1875 году после окончания классической гимназии, решив стать инженером, Г.Герц поступает в Дрезденское, а затем в Мюнхенское высшее техническое училище. Он в течение всей жизни был чрезвычайно скромен в оценке своих способностей и достижений и поначалу даже считал, что занятия наукой не его удел и в лучшем случае он может стать инженером. В Высшем техническом училище в Мюнхене дела Генриха Герца шли хорошо, пока изучались общие предметы, но как только началась специализация, он изменил свое решение. Интерес к науке берет свое. Герц рвется к научной работе и поступает в Берлинский университет на физическое отделение, где начинает изучать физику под руководством крупнейшего немецкого физика того времени Германа Людвига Фердинанда Гельмгольца (1821 - 1894).

Герц с большим желанием стремится к занятиям в физических лабораториях, в которые допускались лишь студенты, занимающиеся решением конкурсных задач. Гельм-гольц предложил Герцу задачу из наиболее запутанной области электродинамики и не ошибся в способностях молодого ученого. Данная задача была им решена за 3 месяца, а не за 9, на которые было рассчитано ее решение. При работе над этой проблемой выявились заложенные в Герце черты исследователя: редкое трудолюбие, большое упорство и искусство экспериментатора, тем более что он сам изготавливал и отлаживал приборы. Работа молодого физика была удостоена премии.

В 1879 году в возрасте 22 лет Генрих Герц успешно защитил диссертацию под руководством Гельмгольца, и ему присудили степень доктора «с отличием» - явление исключительно редкое, в особенности для студентов. В 1880 году он закончил университет и стал ассистентом своего учителя. С 1883 по 1885 год Герц по рекомендации Гельмгольца заведовал кафедрой теоретической физики в провинциальном городе Киле. В 1885 году он принимает приглашение Высшей технической школы в Карлсруэ и становится ее профессором. В Карлсруэ Герц приступает к своим опытам но проверке теории электричества, предложенной английским физиком Джеймсом Клерком Максвеллом (1831-1879).

Он тщательно изучил все, что было известно к этому времени об электрических колебаниях, и в теоретическом, и в экспериментальном плане. Для проведения опытов необходимо было создать генератор электрических колебаний высокой частоты. В 1887 году в работе «Об очень быстрых электрических колебаниях» Г.Герц предложил удачную конструкцию генератора, названного вибратором Герца, и метод обнаружения электромагнитных колебаний с помощью резонанса - резонатор Герца. Таким образом, ученый впервые разработал теорию открытого вибратора, излучающего электромагнитные волны в пространстве.

Проведя многочисленные опыты при различных взаимных положениях вибратора и резонатора, Герц пришел к выводу о существовании электромагнитных волн, распространяющихся с конечной скоростью, равной скорости света. Экспериментально были обнаружены свойства электромагнитных волн: отражение, преломление, интерференция и поляризация. Ученый доказал, что и электромагнитные волны, и световые волны (свет) - явления одной природы и различаются только длиной волны. Все свои выводы Герц изложил в работе «О лучах электрической силы», вышедшей в декабре 1888 года, который считается годом открытия электромагнитных волн и экспериментального подтверждения теории Максвелла.

О результатах своих опытов Генрих Герц доложил в 1888 году Берлинской Академии наук. После этих блестящих исследований стало ясно, что в основу электродинамики следует положить теорию Максвелла, выражающую полную взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями.

Но лучшим доказательством истинности теории Максвелла являлись не только опыты, но и практическое воплощение научных идей. Не прошло и десятка лет со времени опытов Герца, как открытые им экспериментально электромагнитные волны стали применяться на практике. Интересно заметить, что сам Герц не представлял практической значимости открытых им радиоволн и даже написал в дрезденскую палату коммерции письмо о том, что исследование радиоволн надо прекратить как бесполезное. То, что не удалось понять Генриху Герцу, со всей полнотой оценил русский физик Александр Степанович Попов (1859-1906), впервые в мире применивший электромагнитные волны для радиосвязи и тем самым основавший современную радиофизику. И не случайно первыми словами, переданными им по первой беспроволочной связи 24 марта 1896 года на расстояние 250 метров, были «Генрих Герц».

В ходе изготовления своего вибратора Герц в 1887 году наблюдал внешний фотоэффект, заметив, что электрический разряд между двумя электродами происходит сильнее, если электроды освещать ультрафиолетовым светом.

В 1889 году Герц переезжает в Бонн, где возглавляет кафедру физики Боннского университета. В 1891 году он обобщает все свои экспериментальные исследования в области электродинамики в большой статье «Исследования о распространении электрической силы».

Напряженная работа Герца сказалась на его и без того слабом здоровье. Он потерял зрение и слух, после чего началось общее заражение крови. 1 января 1894 года в возрасте 37 лет знаменитый ученый скоропостижно скончался.

Он завершил огромный труд, начатый еще английским физиком Майклом Фарадеем (1791-1867), представления которого Джеймс Максвелл преобразовал в математические образы, а он в электромагнитные волны, ставшие ему вечным памятником. Не случайно единица частоты колебаний была названа его именем. Из работ Герца возникли практически все направления современной физики.

Герман Гельмгольц называл Герца самым талантливым из своих учеников и написал о нем следующее: «Наделенный редчайшими дарами ума и характера, он собрал в своей, увы, столь короткой жизни урожай почти нежданных плодов, обрести которые тщетно стремились в течение истекающего столетия многие из самых одаренных его коллег. В старое, классическое время сказали бы, что он пал жертвой богов».

Радио 1957 №2

К столетию со дня рождения

„...Герцу даже и не приходит в голову возможность нематериалистического взгляда на энергию"

В. И. Ленин

Трудно представить себе жизнь современного общества без средств радиоэлектроники. Нет такой отрасли науки и техники, народного хозяйства, где бы влияние радиоэлектроники не сказывалось в той или другой степени.

Величайшее достижение нашей эпохи - раскрытие атомного ядра и покорение его энергии - было бы невозможным без широчайшего привлечения методов и средств радиоэлектроники в ядерных исследованиях.

С радиоэлектроникой неразрывно связана широкая автоматизация производственных процессов в промышленности, на транспорте и в связи, имеющая целью повышение производительности труда, уменьшение опасности производства и в конечном итоге повышение благосостояния и культурного уровня трудящихся нашей Родины.

Изобретение радио и дальнейшее бурное развитие радиоэлектроники сделались возможными в результате важнейших исследований и открытий, доказавших родство двух явлений природы - световых и электрических и раскрывших физическую сущность этих явлений.

Ещё в середине XVIII столетия выдающийся русский учёный Михаил Васильевич Ломоносов высказал предположение, что свет распространяется колебательным движением подобно волнам.

Исключительно важные исследования Фарадея, Максвелла и Герца привели к полному изменению идеалистических представлений об электрических явлениях как о мгновенном «действии на расстоянии» без какой-либо связи с окружающей средой и временем.

Фарадей считал, что магнитные явления сосредоточены в среде, окружающей магнитные тела или проводники, по которым протекает электрический ток. Он экспериментально доказал, что все пространство пронизывается силовыми магнитными линиями, которые и являются носителями магнитных действий. Этим самым Фарадей противопоставил представление о среде как носителе электромагнитных явлений воззрению Ньютона и его последователей, рассматривавших электромагнитные явления как проявление действия сил между проводниками или магнитами без участия окружающей среды, т. е. проявление «прямого и мгновенного действия сил».

Исследуя явления электромагнитной индукции, Фарадей вплотную подошёл к открытию электромагнитных волн. В этой связи большой интерес представляет письмо Фарадея, датированное 12 марта 1832 г. и обнаруженное в 1938 г. в опечатанном виде в Англии, с надписью на нем: «Новые воззрения, подлежащие в настоящее время хранению в запечатанном конверте в архивах Королевского общества».

В этом письме он высказал следующие важные предположения:

Распространение магнитного воздействия происходит постепенно, с определённой скоростью;

Распространение магнитных сил имеет волновой характер и поэтому теория колебаний может быть приложена к магнитным и электрическим явлениям, так же как это было сделано по отношению к звуку.

Фарадей не смог при жизни подтвердить экспериментально или теоретически эти предположения. Только 31 год спустя, в 1863 г., другой английский учёный - Максвелл - в своей знаменитой работе «Трактат об электричестве и магнетизме» теоретически доказал существование электромагнитных волн.

Максвелл, сопоставляя известные из опыта свойства света со свойствами электромагнитных колебаний, вытекающих из разработанной им математической теории, пришёл к выводу, что свет есть электромагнитные волны, что в световой волне имеет место распространение электрического и магнитного поля. Максвелл подсчитал, что скорости распространения электромагнитных волн и световых волн примерно равны.

Замечательные теоретические исследования Максвелла не сразу получили признание, так как экспериментально подтвердить предсказания, вытекающие из его теории, оказалось не так просто. Как известно, сам Максвелл не предпринимал ничего для опытной проверки главнейшего из своих предсказаний - существование электромагнитных волн. Эта часть работы ожидала учёного с особо острыми экспериментаторскими способностями и глубокими материалистическими взглядами на энергию.

Таким человеком оказался великий немецкий учёный Генрих Рудольф Герц.

Родился Генрих Герц 22 февраля 1857 г. в Гамбурге. Будучи школьником, он уже проявлял большой интерес к физическим экспериментам, собственными руками изготовляя для этого различные приборы. После окончания средней школы Герц пережил некоторый период колебаний при выборе дальнейшего жизненного пути, который закончился тем, что Герц, поступив в Берлинский университет, безоговорочно посвятил себя физике. В университете Герц учился и работал под руководством известного немецкого учёного Гельмгольца. В этот период диапазон его научных интересов очень широк: он занимается исследованиями разряда в газах, гидрометрией и гидродинамикой, теорией упругости и др.

В 1884 г. Герц начинает заниматься электромагнитными колебаниями. В его дневнике за этот год сохранились записи: «Думал об электромагнитных лучах», «Думал об электромагнитной теории света». Можно предполагать, что с этого времени Герц начал решительно присоединяться к материалистическим воззрениям Фарадея и Максвелла на электрические явления.

В статье «О соотношениях между основными уравнениями электромагнетизма Максвелла и основными уравнениями, противополагаемыми электромагнетизму», опубликованной в 1884 г., Герц выступает как решительный противник идеалистического принципа «действия на расстоянии».

В 1886 г. Герц приступил к проведению своих знаменитых опытов, блестяще подтвердивших воззрения Фарадея и Максвелла и ставших мощным научным и экспериментальным фундаментом для современной радиоэлектроники.

В 1887 г. в результате экспериментальных исследований Герц показал, что электромагнитное поле, окружающее проводник, имеет характер волн, свойства которых совпадают с предсказанными Максвеллом. В процессе этих исследований Герц создаёт ряд приборов, излучающих электромагнитные колебания, постоянно переходя от замкнутого вибратора к прямолинейному проводу, известному в наше время под названием вибратора Герца.

Для исследования распространения электромагнитных колебаний Герц создаёт также приёмники электромагнитной энергии - замкнутые и открытые резонаторы.

Огромная практическая ценность опытов Герца заключается в том, что он показал, как излучать электромагнитные волны в пространство и как эти волны обнаруживать.

В своих экспериментальных исследованиях Герц стремился показать общность свойств световых и электромагнитных волн. Первые приборы Герца, работавшие на метровых волнах, не дали ему возможности осуществить это стремление. Поэтому он переходит на эксперименты с волнами порядка 60 см, которые и привели его к блестящим результатам, В 1888 г. Герц публикует свою поистине бессмертную работу «О лучах электрической силы», в которой он подвёл итоги своих экспериментов с волнами в 60 см и доказал, что их распространение подчиняется обычным оптическим законам.

Для полного подтверждения теории Максвелла необходимо было экспериментально получить электромагнитные волны, вплотную примыкающие к оптическим лучам (самым длинным инфракрасным лучам). Герцу это не удалось сделать. Эту задачу практически решила советский учёный Глаголева-Аркадьева, создавшая генератор, излучавший электромагнитные волны длиной от 0,18 до 0,3 мм, т. е. лежащие в области длинных инфракрасных волн.

Открытие и экспериментальное подтверждение существования электромагнитных волн, естественно, поставило вопрос об их использовании для практических нужд человечества и исторически, в первую очередь для осуществления электрической связи на расстоянии без проводов. После опубликования знаменитых опытов Герца идеи беспроволочного телеграфирования - прообраза современного радио - носились в воздухе. Характерно, что сам Герц, стремившийся экспериментировать с очень короткими волнами,- и это естественно, так как он стремился экспериментально доказать общность электромагнитных и световых волн,- скептически относился к возможности использования электромагнитных волн для целей телеграфирования без проводов. Так, например, в 1889 г. в известном письме к Губеру Герц писал: «...Если бы Вы были в состоянии построить вогнутые зеркала размером с материк, то Вы могли бы отлично поставить опыты, которые Вы имеете в виду. Но с обычными зеркалами практически сделать ничего нельзя, и Вы не сможете обнаружить ни малейшего действия...» Тем не менее эта задача была решена.

Неоценима заслуга русского учёного Александра Степановича Попова, сумевшего силой своего гения и упорным трудом заставить электромагнитные волны служить человечеству.

Высказывания М. В. Ломоносова, теоретические и экспериментальные работы Фарадея, Максвелла, Герца, великое изобретение А. С. Попова - все это ярчайший пример преемственности работ гениальных исследователей, обусловленной материалистическим взглядом на энергию.

А. С. Попов, работая над созданием беспроволочного телеграфа - радио, пошёл по пути замены зеркал длинным проводом - антенной и использования более длинных волн, чем те, которые исследовал Герц.

Последующее развитие радиотехники характеризовалось освоением длинных, средних и коротких волн. Ультракороткие волны, с которыми Герц осуществлял свои знаменитые эксперименты, долгие годы не выходили за пределы лабораторных стен. Только с изобретением и разработкой мощных источников генерации ультракоротких волн - магнетронов - началось бурное освоение этого диапазона для решения различных практических задач.

При этом в основу действия многих новых радиоэлектронных УКВ устройств положены открытые Герцем оптические свойства электромагнитных волн. К числу их относятся радиолокационные станции, радиорелейные линии связи и др. Очень часто в этих устройствах применяются отдельные элементы, использовавшиеся и Герцем, например параболические антенны.

Герцу принадлежит ещё одно замечательное открытие. Проводя опыты с искровыми разрядниками, Герц обнаружил, что при облучении разрядника ультрафиолетовыми лучами интенсивность искры увеличивается. Им было довольно подробно исследовано это явление, но объяснить, вскрыть сущность его Герц не смог.

В работе «О действии ультрафиолетового света на разряд электричества», опубликованной в 1887 г., Герц писал: «Согласно результатам наших опытов ультрафиолетовый свет обладает способностью увеличивать длину искры от разряда индукционной катушки и сродных разрядов. Условия, при которых он проявляет своё действие на эти разряды, конечно, довольно сложны и поэтому является желательным изучение действия также и при более простых условиях, в особенности без индукционной катушки.

Стараясь достичь успеха в этом отношении, я встретил затруднения. Поэтому в настоящее время я ограничиваюсь тем, что сообщаю установленные мной факты, не создавая никакой теории о том, каким образом возникают наблюдаемые явления» (подчёркнуто мной.- Л. Т.).

Эта задача была решена выдающимся русским учёным А. Г. Столетовым, который вскрыл физический смысл явления, обнаруженного Герцем, сформулировал основные законы внешнего фотоэлектрического эффекта и изобрёл фотоэлемент.

Последние годы своей жизни Герц занимался исследованиями в области механики, изучал условия распространения катодных лучей в тонких металлических слоях.

Смерть рано прервала эту замечательную жизнь. 1 января 1894 г. в возрасте 37 лет Генрих Рудольф Герц скончался.

Спустя пять лет результаты его замечательных работ послужили основой для выдающегося изобретения современности - радио.

Имя Генриха Герца будет сохранено в памяти прогрессивных людей всего мира.