ГЕНРИХ РУДОЛЬФ ГЕРЦ

0 454
0

ГЕНРИХ РУДОЛЬФ ГЕРЦТрудно 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 всё пространство пронизывается силовыми магнитными линиями, которые и являются носителями магнитных действий. Этим самым  Фарадей противопоставил представление о среде как о 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 года и обнаруженное в 1938 году в опечатанном виде в Англии, с надписью на нём: "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 году, 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 года 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 году 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 Максвклла на электрические явления.

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

В 1886 году 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 году 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 создает также приемники 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 году 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 длинной 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 - носилась 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 году 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 ввиду. 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 - всё 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 еще 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 году, Герц писал: " Согласно результатам наших опытов ультрафиолетовый свет обладает способностью увеличивать длинну 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 тусловиях, 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 - А.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 года в возрасте 37 лет Генрих Рудольф Герц скончался.

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

Имя Генриха Герца будет сохранено в памяти прогрессивных людей всего мира.
 
Автор:     А. Таранцов.
 
Источник публикации: Радио, 1957,2, с.14-15
 


Источник | Опубликовал: dodonych


и поделитесь с друзьями в соц сетях:


Добавить комментарий

Похожие новости