Родоначальник связи: как Генрих Герц обнаружил электромагнитные волны

Немецкий физик Генрих Герц первым смог обнаружить электромагнитные волны, однако посчитал свое открытие бесполезным. Ученый не предполагал, что вскоре волны будут использоваться всюду: в телефонах, радарах, GPS-навигаторах и микроволновых печах.

Профессиональный поиск Генриха Герца

Генрих Герц родился в семье адвоката, поэтому его родственники были уверены, что мальчик должен пойти по стопам отца. Вначале Генрих действительно поступил в Гамбургское училище, где собирался изучать юриспруденцию. Однако, когда у юноши начались занятия по физике, он поменял свои интересы.

Закончив обучение, Герц поступил в высшее техническое училище в Дрездене. Вначале ему нравилась учеба, но позже он осознал, что карьера инженера не для него. Генрих написал письмо родителям, в котором сказал, что лучше станет посредственным ученым, нежели инженером. Он ушел из училища и уехал в Мюнхен, где смог поступить сразу на второй курс местного университета.

После университета Герц понял, что полученных знаний недостаточно — необходимо найти ученого, который бы стал его научным руководителем. Тогда Генрих поехал в Берлин, где стал ассистентом в лаборатории физика Германа Гельмгольца, которого считали одним из самых плодотворных ученых столетия — он сделал открытия в физике, акустике и физиологии.

В Берлинском университете Герц стал проводить различные эксперименты в попытке доказать, что электричество движется по инерции, но результата не было. Однако в 1879 он получил приз от университета за свои исследования, что подтолкнуло его к продолжению опытов. Позже они легли в основу его докторской работы «Об индукции во вращающемся шаре», которую он защитил в том же году. Она была полностью теоретической, что расстраивало ученого, так как он считал полученные данные случайными. В этот момент Герца все больше стали привлекать эксперименты.

Открытие электромагнитных волн

В 1885 году Генрих стал преподавать в Высшей школе Карлсруэ. Он продолжал работать над изучением инерции, опираясь на теорию Максвелла, который с помощью математики предсказал существование электромагнитных волн и предположил, что их скорость будет близка к скорости света.

Однажды Герц показывал студентам спирали Рисса, которые производили электрические искры посредством магнитной индукции. Смотря на них, Генрих задумался, как можно использовать это в своих экспериментах. Ученый начал самостоятельно создавать искры, используя индукционную катушку.

В 1886 году Герц построил два устройства для своих экспериментов. Первое, катушку Румкорфа с разрядником — антенной в виде вибратора с двумя шарами, он использовал как передатчик, при активации которого между шарами возникала искра. Второе, приемник из проволочной петли с шариками, при активации создавал искру без передатчика. Так ученый доказал существование электромагнитных волн.

Герцу было недостаточно просто обнаружить волны, он хотел изучить их и подтвердить уравнение Максвелла. Генрих продолжил эксперименты, изменяя расположение приемника и передатчика и расстояние между ними, так ученый смог выяснить, что скорость электромагнитных волн равна скорости света. Все это он описал в своей статье «Об электродинамических волнах в воздухе и их отражении» в 1888 году.

В настоящее время электромагнитные волны используются в различных областях электроники, однако сам ученый считал, что его открытие нельзя будет применять.

Однако Герц ошибался. Он открыл электромагнитные волны в 1886 году, а уже в 1895-м Александр Попов изобрел радио. Сейчас же открытие ученого используют во многих современных технологиях: в телевидении, телефонах и спутниковой связи.

Открытие фотоэффекта

Для экспериментов Герцу требовалось специальное освещение, чтобы хорошо видеть искру, поэтому он поместил приемник в темную коробку — так ученый заметил, что длина искры стала меньше. Генрих продолжил изучать этот факт с разными материалами и установил, что длина зависит от вещества, находящегося между приемником и передатчиком, и назвал это явление «фотоэффектом». Спустя десятилетия Альберт Эйнштейн смог объяснить феномен, за что получил Нобелевскую премию в 1921 году.

Спустя 36 лет после смерти Генриха Герца Международная Электротехническая комиссия решила увековечить имя ученого. Она ввела в Систему измерения новую единицу — герц, который означает частоту колебаний.