Герц, Генрих Рудольф

(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».