Πέμπτη, 22 Φεβρουαρίου 2018

Σαν σήμερα ... 1857, γεννήθηκε ο Γερμανός φυσικός Heinrich Hertz.


Χρωματισμένη φωτογραφία του Hertz σε ηλικία 21 ετών.

Σαν σήμερα, στις 22 Φεβρουαρίου 1857, γεννήθηκε στο Αμβούργο της Γερμανίας ο Heinrich Rudolf Hertz, ο φυσικός που πρώτος πέτυχε την εκπομπή, μετάδοση και λήψη ραδιοκυμάτων. 
Ο πατέρας του David (μετέπειτα Ferdinand, επειδή άλλαξε το θρήσκευμά του και από εβραίος έγινε λουθηρανός) Gustav Hertz ήταν δικηγόρος και αργότερα γερουσιαστής στην αυτόνομη πόλη του Αμβούργου. Η μητέρα του Anna Elisabeth Pfefferkorn προερχόταν από οικογένεια Λουθηρανών ιερωμένων.

Ο Heinrich το 1865. 

Φοίτησε στο σχολείο Gelehrtenschule des Johanneums του Αμβούργου, όπου έδειξε ιδιαίτερη κλίση στις επιστήμες και στις ξένες γλώσσες, μαθαίνοντας αραβικά και σανσκριτικά. Σπούδασε επιστήμες και μηχανικός σε ανώτατες σχολές της Δρέσδης, του Μονάχου και του Βερολίνου. Το 1880 πήρε το διδακτορικό του από το Πανεπιστήμιο Βερολίνου κι εκεί, τα τρία επόμενα χρόνια, συνέχισε τις μεταδιδακτορικές σπουδές του υπό την επίβλεψη του Hermann von Helmholtz, δουλεύοντας ως βοηθός του.
Το 1883 πήρε θέση λέκτορα θεωρητικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Κιέλου και το 1885 έγινε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Καρλσρούης.


Ο Heinrich (όρθιος) σε ηλικία 12 ετών με την υπόλοιπη οικογένειά του.

Τον Απρίλιο του 1889 τοποθετήθηκε ως καθηγητής φυσικής και διευθυντής του Ινστιτούτου Φυσικής στη Βόννη, θέση που κράτησε μέχρι το θάνατό του. Σ' αυτό το διάστημα ασχολήθηκε με τη θεωρητική μηχανική και το αποτέλεσμα της εργασίας του εκδόθηκε σε βιβλίο ("Die Prinzipien der Mechanik in neuem Zusammenhange" - "Οι αρχές της Μηχανικής παρουσιασμένες μ' έναν καινούριο τρόπο") το 1894, μετά το θάνατό του.   

Ο Hertz είχε δείξει από πολύ νωρίς ενδιαφέρον για την μετεωρολογία, ίσως επηρεασμένος από τον Wilhelm von Bezold, όταν το καλοκαίρι του 1878 τον είχε καθηγητή σ' ένα εργαστηριακό τμήμα στο Πολυτεχνείο του Μονάχου. Βέβαια η συνεισφορά του σ' αυτό το επιστημονικό πεδίο δεν είχε κάτι το εξαιρετικό, εκτός από μερικά άρθρα που έγραψε την εποχή που ήταν βοηθός του Helmholtz στο Βερολίνο.

Το κύριο έργο του Hertz είχε να κάνει με την προσέγγιση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου και την πειραματική επιβεβαίωση της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας του  James Maxwell.

Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Φωτόνια υπεριώδους ακτινοβολίας μεταφέρουν 
το απαραίτητο ποσό ενέργειας για να εξαχθούν ηλεκτρόνια από ένα μέταλλο.

Ο Hertz συνέβαλε στην εμπέδωση του φωτοηλεκτρικού φαινομένου (το οποίο εξηγήθηκε από άλλους αργότερα) όταν πρόσεξε ότι ένα φορτισμένο αντικείμενο χάνει το φορτίο του πιο εύκολα όταν φωτίζεται με υπεριώδες φως
Το 1887, έκανε παρατηρήσεις πάνω στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και στην εκπομπή και λήψη ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, τις οποίες δημοσίευσε στο επιστημονικό περιοδικό  Annalen der Physik. Ο δέκτης του αποτελείτο από ένα πηνίο με διάκενο ηλεκτρικού σπινθήρα. 

Η πειραματική συσκευή που χρησιμοποίησε ο Hertz για την παραγωγή
και εκπομπή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (Deutsches Museum, Μόναχο).

Την ανίχνευση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων θα σηματοδοτούσε ένας σπινθήρας. Τοποθέτησε τη συσκευή σε ένα σκοτεινό κουτί, προκειμένου να δει τον σπινθήρα καλύτερα. Παρατήρησε, ωστόσο, ότι το μήκος του σπινθήρα μειωνόταν όταν ήταν μέσα στο κουτί. Ένα γυάλινο έλασμα τοποθετημένο ανάμεσα στον πομπό των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και τον δέκτη, απορροφούσε την υπεριώδη ακτινοβολία που βοηθούσε τα ηλεκτρόνια να περάσουν το διάκενο. Εκτός κουτιού, το μήκος του σπινθήρα αυξανόταν. Δεν παρατήρησε καμία μείωση στο μήκος του σπινθήρα όταν αντικατέστησε το γυαλί με χαλαζία, καθώς ο τελευταίος δεν απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία. 
Ο Hertz συγκέντρωσε τα συμπεράσματα των ερευνών του και τα δημοσίευσε. Δεν συνέχισε τη διερεύνηση του φαινομένου, ούτε έκανε κάποια απόπειρα να ερμηνεύσει τα αποτελέσματα των παρατηρήσεών του.

Ίσως, η πιο χαρακτηριστική φωτογραφία του Heinrich Hertz.

Νωρίτερα, το 1886, ο Hertz είχε κατασκευάσει μια διπολική κεραία, η οποία εξέπεμπε και λάμβανε ραδιοσυχνότητες. 
Το 1887 πειραματίστηκε με τα ραδιοκύματα στο εργαστήριό του. Μέσω πειραμάτων, απέδειξε ότι εγκάρσια ηλεκτρομαγνητικά κύματα ταξιδεύουν στον χώρο για κάποια απόσταση. Αυτό είχε προβλεφθεί από τον James Maxwell και τον Michael Faraday
Με τη διαμόρφωση της συσκευής του, τα ηλεκτρικά και τα μαγνητικά πεδία μπορούσαν να εκπέμψουν ακτίνες χωρίς καλώδια, σαν εγκάρσια κύματα. Ο Hertz είχε τοποθετήσει τον ταλαντωτή περίπου 12 μέτρα μακριά από ένα τσίγκινο πιάτο (ανακλαστήρας) για να δημιουργήσει σταθερά κύματα. Κάθε κύμα ήταν περίπου 4 μέτρα. Χρησιμοποιώντας έναν ανιχνευτή, κατέγραψε την ποικιλία στις διαστάσεις και την κατεύθυνση του κύματος. Ο Hertz μέτρησε τα κύματα του Maxwell και κατέδειξε ότι η ταχύτητα των ραδιοκυμάτων ήταν ίση με την ταχύτητα του φωτός. Μέτρησε ακόμη την ένταση και την πολικότητα του ηλεκτρικού πεδίου. Ο Hertz βρήκε ακόμη ότι τα ραδιοκύματα, ενώ μπορούσαν να μεταδοθούν από διαφορετικά είδη υλικών, από κάποια άλλα πάθαιναν ανάκλαση. 
Αυτή υπήρξε η κεντρική ιδέα που οδήγησε στη δημιουργία του ραντάρ αργότερα. 

Αναμνηστική προτομή του Heinrich Hertz στο Πανεπιστήμιο της Καρλσρούης.

Στην εποχή του ο Hertz δεν μπόρεσε ποτέ να κατανοήσει  τη σημασία των πειραματικών αποτελεσμάτων του. Ερωτώμενος για τις πρακτικές εφαρμογές των ανακαλύψεών του, είχε απαντήσει: "Καμία, υποθέτω".

Το 1892, ο Hertz ξεκίνησε να πειραματίζεται και κατέδειξε ότι οι καθοδικές ακτίνες  μπορούν να διεισδύσουν σε πολύ λεπτά μεταλλικά φύλλα (π.χ. αλουμινίου). Ο μαθητής του Philipp Lenard (Νόμπελ Φυσικής 1905) διερεύνησε περαιτέρω το φαινόμενο των ακτίνων. Δημιούργησε μια εκδοχή του καθοδικού σωλήνα και μελέτησε τη διείσδυση  ακτίνων Χ σε διάφορα υλικά. Ωστόσο, ο Lenard δεν συνειδητοποίησε ποτέ ότι παρήγαγε ακτίνες Χ.

Το 1892, ο Hertz διαγνώστηκε με κακοήθη όγκο στα οστά και υπεβλήθη σε αρκετές επεμβάσεις. Πέθανε από σηψαιμία την 1η Ιανουαρίου 1894, σε ηλικία μόλις 37 ετών, στη Βόννη. 

Αναμνηστικό γραμματόσημο της Ομοσπονδιακής Γερμανίας
για τα 100 χρόνια από τη γέννηση του Hertz (έκδοση 22/2/1957).

Όταν οι ναζί πήραν την εξουσία στη Γερμανία κατέβασαν το πορτραίτο του Heinrich Hertz από το Δημαρχείο του Αμβούργου, όπου είχε αναρτηθεί προς τιμή του, παρά το γεγονός ότι είχε αποβιώσει πριν από πολλά χρόνια και σε όλη του τη ζωή ήταν Χριστιανός Λουθηρανός (αφού ο πατέρας του είχε αλλάξει θρήσκευμα από το 1834, πριν τη γέννηση του Heinrich).

Ο Heinrich Hertz είχε παντρευτεί την Elisabeth Doll που ήταν λέκτορας γεωμετρίας στο Πανεπιστήμιο της Καρλσρούης. Απέκτησαν δύο κόρες, την Johanna και την Mathilde
Η Mathilde ακολουθώντας τα βήματα των γονέων τους, έγινε βιολόγος.
Στις αρχές της δεκαετίας του 1930, η χήρα του Hertz, , με τις δύο κόρες της διέφυγαν από το ναζιστικό καθεστώς βρίσκοντας καταφύγιο στην Αγγλία.

Το 1930, η Διεθνής Επιτροπή Ηλεκτροτεχνίας (IEC), προς τιμή του Hertz, έδωσε το όνομά του στη μονάδα συχνότητας στο σύστημα μονάδων SI. Το 1960, η Διεθνής Σύνοδος Μέτρων και Σταθμών (CGPM) αποδέχτηκε επίσημα το 1Hz ως μονάδα συχνότητας στο SI, αντικαθιστώντας το όνομα "κύκλοι ανά δευτερόλεπτο" (cps).

Το εξώφυλλο του βιβλίου "Heinrich Hertz: Memoirs, Letters, Diaries"
(Δεύτερη έκδοση San Francisco Press, 1977). Επιμέλεια από την Mathilde Hertz.
Η 1η έκδοση είχε γίνει το 1927 με την επιμέλεια της Johanna Hertz.

Το 1928 δημιουργήθηκε στο Βερολίνο το "Ινστιτούτο Heinrich-Hertz για την Έρευνα Ταλαντώσεων". Σήμερα αυτό είναι γνωστό με το όνομα "Fraunhofer Ινστιτούτο Τηλεπικοινωνιών, Ινστιτούτο Heinrich Hertz" (HHI).
Από το 1987, το "Ινστιτούτο των Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών" (IEEE) προσφέρει κάθε χρόνο το "Μετάλλιο Heinrich Hertz" για διακεκριμένες εργασίες στα ερτζιανά κύματα.
Ένας κρατήρας στην αθέατη πλευρά της σελήνης έχει πάρει επίσης το όνομά του.
Πολλές χώρες σε όλο τον κόσμο έχουν τιμήσει το όνομά του με διάφορους τρόπους.
Το 2012, στα 155α γενέθλια του Hertz, η Google τον τίμησε μ' ένα χαρακτηριστικό doodle.

Τον Ιούλιο του 2017, η Γερμανική Διαστημική Υπηρεσία (DLRυπέγραψε συμβόλαιο με την εταιρεία OHB Systems για την κατασκευή ενός πειραματικού τηλεπικοινωνιακού δορυφόρου που θα πάρει το όνομα "Heinrich Hertz". Υπολογίζεται ότι η εκτόξευση του δορυφόρου θα γίνει το 2021.

Καλλιτεχνικό σχέδιο του δορυφόρου Heinrich Hertz
που έχει προγραμματιστεί για εκτόξευση το 2021.

Φωτογραφικό αρχείο για τον Heinrich-Hertz.


Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου