Хайнрих Рудолф Херц, изобретател на "вибратора на Херц"
През 1875 г., след като завършва гимназия, Херц постъпва в Дрезден, а след това в Мюнхенското висше техническо училище. Нещата вървяха добре, докато се изучаваха предмети от общ характер. Но веднага щом започна специализацията, Херц промени решението си. Не иска да бъде тесен специалист, има желание за научна работа и постъпва в Берлинския университет. Херц имаше късмет: Хелмхолц се оказа негов пряк наставник. Въпреки че известният физик беше привърженик на теорията за действието на далечни разстояния, но като истински учен той безусловно призна, че идеите на Фарадей-Максуел за действието на къси разстояния и физическото поле дават отлично съответствие с експеримента.
Веднъж в Берлинския университет, Херц с голямо желание се стреми да учи във физически лаборатории. Но само онези студенти, които се занимаваха с решаване на състезателни задачи, бяха допуснати да работят в лабораториите. Хелмхолц предлага на Херц задача от областта на електродинамиката: има ли електрическият ток кинетична енергия Хелмхолц иска да насочи силите на Херц към областта на електродинамиката, смятайки я за най-объркваща.
Херц се взема за решаване на задачата, изчислена за 9 месеца. Той сам произвежда устройства и ги отстранява. При работата по първия проблем веднага се разкриха чертите на изследовател, присъщи на Херц: постоянство, рядко старание и изкуството на експериментатор. Проблемът се реши за 3 месеца. Резултатът очаквано беше отрицателен. (Сега ни е ясно, че електрическият ток, който е насоченото движение на електрически заряди (електрони, йони), има кинетична енергия. За да може Херц да открие това, е необходимо да се увеличи точността на неговия експеримент хиляда пъти.) Полученият резултат съвпада с гледната точка на Хелмхолц, макар и погрешна, но в способностите на младия Херц тойгрешно. „Видях, че имам работа с ученик с напълно необичаен талант“, отбеляза той по-късно. Работата на Херц беше отличена с наградата.
Връщайки се след лятната ваканция на 1879 г., Херц получава разрешение да работи по друга тема: -8 С. В резултат на експериментите Херц създава не само високочестотен генератор (източник на високочестотни трептения), но и резонатор - приемник на тези трептения.
Генераторът на Hertz се състоеше от индукционна намотка и свързани към нея проводници, образуващи разрядна междина, резонатор - от правоъгълен проводник и две топки в краищата й, също образуващи разрядна междина. В резултат на експериментите Херц открива, че ако в генератора се появят трептения с висока честота (прескача искра в разрядния му междинен процеп), тогава в разрядния процеп на резонатора също ще изскачат малки искри, дори на 3 м от генератора,. Така искрата във втората верига се генерира без директен контакт с първата верига. Какъв е механизмът на нейното предаване Или е електрическа индукция, според теорията на Хелмхолц, или електромагнитна вълна, според теорията на Максуел?
Трудът на Херц не остана ненаказан за и без това лошото му здраве. Първо, очите не успяха, след това ушите, зъбите и носа болят. Скоро започна общо отравяне на кръвта, от което известният учен Хайнрих Херц почина на 37-годишна възраст.
Херц завърши огромната работа, започната от Фарадей. Ако Максуел трансформира представите на Фарадей в математически образи, тогава Херцпревърна тези изображения във видими и звукови електромагнитни вълни, които станаха негов вечен паметник. Спомняме си Г. Херц, когато слушаме радио, гледаме телевизия, когато се радваме на съобщението на ТАСС за нови изстрелвания на космически кораби, с които се поддържа стабилна връзка с помощта на радиовълни. И неслучайно първите думи, предадени от българския физик А. С. Попов по първата безжична връзка са: „Хайнрих Херц“.
"Много бързи електрически трептения"
Хайнрих Рудолф Херц, 1857-1894
Между 1886 и 1888 г. Херц, в ъгъла на своя кабинет по физика в Политехническото училище в Карлсруе (Берлин), изследва излъчването и приемането на електромагнитни вълни. За тези цели той изобретил и проектирал своя прочут излъчвател на електромагнитни вълни, по-късно наречен "вибратор на Херц". Вибраторът се състоеше от две медни пръчки с монтирани на краищата месингови топчета и по една голяма цинкова сфера или квадратна плоча, които играеха ролята на кондензатор. Между топките имаше празнина - искра. Краищата на вторичната намотка на намотка Ruhmkorff, преобразувател на постоянен ток с ниско напрежение в променлив ток с високо напрежение, бяха прикрепени към медни пръти. С импулси на променлив ток между топките прескачаха искри и в околното пространство се излъчваха електромагнитни вълни. Чрез преместване на сферите или плочите по пръчките се регулираха индуктивността и капацитетът на веригата, които определят дължината на вълната. За да улови излъчените вълни, Херц изобретява най-простия резонатор - тел отворен пръстен или правоъгълна отворена рамка със същите месингови топки в краищата като тези на "предавателя" и регулируема искрова междина.
Херцов вибратор
Използвайки вибратор, резонатор и отразяващи метални екрани, Херц доказва съществуването на електромагнитни вълни, предсказани от Максуел, разпространяващи се в свободното пространство. Той доказа тяхната идентичност със светлинните вълни (сходството на явленията на отражение, пречупване, интерференция и поляризация) и успя да измери дължината им.
Благодарение на експериментите си Херц стига до следните изводи: 1 – вълните на Максуел са „синхронни“ (валидността на теорията на Максуел, че скоростта на разпространение на радиовълните е равна на скоростта на светлината); 2 - можете да прехвърляте енергията на електрическите и магнитните полета без жици.
Херц вярваше, че неговите открития не са по-практични от тези на Максуел: „Това е абсолютно безполезно. Това е просто експеримент, който доказва, че маестро Максуел е бил прав. Просто имаме мистериозни електромагнитни вълни, които не можем да видим с очите си, но те са там." — И какво следва? – попита го един от учениците. Херц вдигна рамене, той беше скромен човек, без претенции и амбиции: "Предполагам - нищо."
Но дори на теоретично ниво постиженията на Херц веднага бяха отбелязани от учените като началото на нова „електрическа ера“.
Хайнрих Херц почина на 37 години в Бон от отравяне на кръвта. След смъртта на Херц през 1894 г. сър Оливър Лодж отбелязва: „Херц направи това, което видните английски физици не можаха да направят. В допълнение към потвърждаването на истинността на теоремите на Максуел, той го направи с обезкуражаваща скромност."