ביוגרפיה של היינריך הרץ

סטודנטים לפיזיקה ברחבי העולם מכירים את עבודתו של היינריך הרץ, הפיזיקאי הגרמני שהוכיח כי גלים אלקטרומגנטיים בהחלט קיימים. עבודתו בתחום האלקטרודינמיקה סללה את הדרך לשימושים מודרניים רבים באור (המכונה גם גלים אלקטרומגנטיים). יחידת התדרים בה משתמשים הפיזיקאים נקראת בשם הרץ לכבודו.

עובדות מהירות היינריך הרץ

היינריך הרץ נולד בהמבורג, גרמניה, בשנת 1857. הוריו היו גוסטב פרדיננד הרץ (עורכי דין) ואנה אליזבת פפרפורן. למרות שאביו נולד יהודי, הוא התנצר והילדים גודלו כנוצרים. זה לא הפריע לנאצים לזלזל ברץ לאחר מותו, בגלל "הכתם" של היהדות, אך שמו הטוב הוחזר לאחר מלחמת העולם השנייה.

הרץ הצעיר התחנך ב"גלרטשנשול דה ג'והאנוס "בהמבורג, שם גילה עניין עמוק בנושאים מדעיים. הוא המשיך ללמוד הנדסה בפרנקפורט תחת מדענים כמו גוסטב קירשהוף והרמן הלמהולץ. קירכהוף התמחה במחקרים של תיאוריות קרינה, ספקטרוסקופיה ומעגלים חשמליים. הלמהולץ היה פיזיקאי שפיתח תיאוריות לגבי ראייה, תפיסת צליל ואור ותחומי האלקטרודינמיקה והתרמודינמיקה. פלא קטן אם כן, שהרץ הצעיר התעניין בכמה מאותן תיאוריות ובסופו של דבר עשה את מפעל חייו בתחומי מכניקת מגע ואלקטרומגנטיות.

לאחר השתכרות דוקטור. בשנת 1880, הרץ לקח סדרה של פרופסורות בהן לימד פיזיקה ומכניקה תיאורטית. הוא התחתן עם אליזבת דול בשנת 1886 ונולדו להם שתי בנות.

עבודת הדוקטורט של הרץ התמקדה ג'יימס קלקר מקסוול תיאוריות של אלקטרומגנטיות. מקסוול עבד בפיזיקה מתמטית עד מותו בשנת 1879 וגיבש את מה שמכונה כיום המשוואות של מקסוול. הם מתארים באמצעות מתמטיקה את תפקודי החשמל והמגנטיות. הוא גם ניבא את קיומם של גלים אלקטרומגנטיים.

עבודתו של הרץ התמקדה בהוכחה ההיא, שלקח לו כמה שנים להשיג. הוא בנה אנטנה דיפולנית פשוטה עם פער ניצוץ בין האלמנטים, והוא הצליח לייצר בעזרתה גלי רדיו. בין 1879 - 1889 הוא עשה סדרת ניסויים שהשתמשו בשדות חשמליים ומגנטיים כדי לייצר גלים שניתן למדוד. הוא קבע כי מהירות הגלים זהה למהירות האור, ובחן את מאפייני השדות שייצר, במדידת עוצמתם, הקיטוב והשתקפותם. בסופו של דבר, עבודתו הראתה כי אור וגלים אחרים שהוא מדד הם כולם סוג של קרינה אלקטרומגנטית שניתן היה להגדיר באמצעות המשוואות של מקסוול. הוא הוכיח באמצעות עבודתו כי גלים אלקטרומגנטיים מסוגלים לנוע באוויר.

בנוסף, הרץ התמקד במושג שנקרא אפקט פוטואלקטרי, המתרחש כאשר חפץ בעל מטען חשמלי מאבד מטען זה מהר מאוד כאשר הוא חשוף לאור, במקרה שלו, קרינה אולטרה סגולה. הוא צפה ותיאר את ההשפעה, אך מעולם לא הסביר מדוע זה קרה. זה הושאר לאלברט איינשטיין, שפרסם את עבודתו שלו על ההשפעה. הוא הציע כי אור (קרינה אלקטרומגנטית) מורכב מאנרגיה הנישאת על ידי גלים אלקטרומגנטיים במנות קטנות הנקראות קוונטה. מחקריו של הרץ ועבודתו המאוחרת של איינשטיין הפכו בסופו של דבר לבסיס לענף חשוב בפיזיקה הנקרא מכניקת הקוונטים. הרץ ותלמידו פיליפ לנארד עבדו גם עם קרני קתודה, המיוצרות בתוך צינורות ואקום על ידי אלקטרודות.

מעניין, היינריך הרץ לא חשב על הניסויים שלו קרינה אלקטרומגנטית, במיוחד לגלי רדיו, היה כל ערך מעשי. תשומת ליבו התמקדה אך ורק בניסויים תיאורטיים. אז הוא הוכיח שגלים אלקטרומגנטיים התפשטו באוויר (ובמרחב). עבודתו הובילה אחרים להתנסות עוד יותר בהיבטים אחרים של גלי רדיו והתפשטות אלקטרומגנטית. בסופו של דבר הם נתקלו במושג השימוש בגלי רדיו כדי להעביר אותות והודעות, וממציאים אחרים השתמשו בהם כדי ליצור טלגרפיה, שידורי רדיו, ובסופו של דבר טלוויזיה. אך ללא עבודתו של הרץ, השימוש כיום ברדיו, בטלוויזיה, בשידורי לוויין ובטכנולוגיה סלולרית לא היה קיים. וגם לא מדע האסטרונומיה ברדיו, הנשען מאוד על עבודתו.

הישגיו המדעיים של הרץ לא היו מוגבלים לאלקטרומגנטיות. הוא גם עשה מחקר רב בנושא מכניקת מגע, שהוא חקר עצמים של חומר מוצק שנוגעים זה בזה. השאלות הגדולות בתחום המחקר נוגעות ללחצים שהאובייקטים מייצרים זה על זה, ומה תפקיד החיכוך באינטראקציות בין משטחיםיהם. זהו תחום לימודים חשוב ב הנדסת מכונות. מכניקת מגע משפיעה על התכנון והבנייה בחפצים כמו מנועי בעירה, אטמים, עבודות מתכת וכן חפצים שיש להם קשר חשמלי זה עם זה.

עבודתו של הרץ במכניקת מגע החלה בשנת 1882 כשפרסם מאמר שכותרתו "על מגע של מוצקים אלסטיים", שם הוא למעשה עבד עם התכונות של עדשות מוערמות. הוא רצה להבין כיצד ישפיעו על תכונותיהם האופטיות. המושג "לחץ הרציאני" נקרא בשמו ומתאר את הלחץ המדויק שעצמים עוברים תוך כדי מגע זה עם זה, במיוחד בחפצים מעוקלים.

היינריך הרץ עבד על מחקריו והרצאותיו עד מותו ב- 1 בינואר 1894. בריאותו החלה להיכשל מספר שנים לפני מותו, והיו עדויות לכך שהוא חולה בסרטן. שנותיו האחרונות נקטו בהוראה, במחקר נוסף ובכמה פעולות במצבו. הפרסום האחרון שלו, ספר שכותרתו "Die Prinzipien der Mechanik" (עקרונות המכניקה), נשלח למדפסת שבועות ספורים לפני מותו.

הרץ זכה לכבוד לא רק על ידי השימוש בשמו לתקופת היסוד של אורך גל, אלא ששמו מופיע על מדליית זיכרון ומכתש על הירח. מכון בשם מכון היינריך-הרץ למחקר תנודות הוקם בשנת 1928, המכונה כיום מכון פרונהופר לתקשורת, מכון היינריך הרץ, HHI. המסורת המדעית המשיכה עם בני משפחתו השונים, כולל בתו מתילדה, שהפכה לביולוגית מפורסמת. אחיין, גוסטב לודוויג הרץ, זכה בפרס נובל, ובני משפחה אחרים תרמו תרומות מדעיות משמעותיות ברפואה ופיזיקה.

• "היינריך הרץ והקרינה האלקטרומגנטית." AAAS - החברה המדעית הכללית הגדולה בעולם, www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic-radiation. www.aaas.org/heinrich-hertz-and-electromagnetic -radiation.
• פריימר מיקרוסקופיה ביטויים מולקולריים: טכניקות מיקרוסקופיה מתמחות - גלריית תמונות דיגיטלית פלואורסצנטית - תאי אפיתל לכליות ירוקות של אפריקה אפריקאית (Vero), micro.magnet.fsu.edu/optics/timeline/people/hertz.html.
• http://www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html“Heinrich רודולף הרץ. " ביוגרפיה של קרדן, www-history.mcs.st-and.ac.uk/Biographies/Hertz_Heinrich.html.