Хайнрих Рудолф Херц
До стогодишнината от рождението
„. Възможността за нематериалистичен възглед за енергията дори не хрумва на Херц.
Трудно е да си представим живота на съвременното общество без радиоелектроника. Няма такъв отрасъл на науката и технологиите, националната икономика, където влиянието на радиоелектрониката да не е засегнато в една или друга степен.
Най-голямото постижение на нашата ера - откриването на атомното ядро и завладяването на неговата енергия - би било невъзможно без най-широкото включване на методите и средствата на радиоелектрониката в ядрените изследвания.
Мащабната автоматизация на производствените процеси в промишлеността, транспорта и комуникациите е неразривно свързана с радиоелектрониката, с цел повишаване на производителността на труда, намаляване на производствените опасности и в крайна сметка подобряване на благосъстоянието и културното ниво на трудещите се в нашата родина.
Изобретяването на радиото и по-нататъшното бързо развитие на радиоелектрониката стана възможно в резултат на най-важните изследвания и открития, които доказаха връзката на две природни явления - светлина и електричество, и разкриха физическата същност на тези явления.
Още в средата на 18-ти век изключителният български учен Михаил Василиевич Ломоносов предполага, че светлината се разпространява в колебателно движение като вълни.
Изключително важните изследвания на Фарадей, Максуел и Херц доведоха до пълна промяна в идеалистичните представи за електрическите явления като мигновено „действие от разстояние” без връзка с околната среда и времето.
Фарадей вярваше, че магнитните явления са концентрирани в среда, заобикаляща магнитни тела или проводници, през които протича електрически ток. Той експериментално доказва, че цялото пространство е пронизано от магнитни силови линии,които са носители на магнитни въздействия. С това Фарадей противопоставя идеята за средата като носител на електромагнитни явления с възгледите на Нютон и неговите последователи, които разглеждат електромагнитните явления като проява на действието на сили между проводници или магнити без участието на околната среда, т.е. проява на "пряко и мигновено действие на силите".
В това писмо той прави следните важни предположения:
- разпространението на магнитното влияние става постепенно, с определена скорост;
- разпространението на магнитните сили има вълнов характер и следователно теорията на трептенията може да се приложи към магнитни и електрически явления, точно както беше направено по отношение на звука.
Фарадей не успя да потвърди експериментално или теоретично тези предположения през живота си. Само 31 години по-късно, през 1863 г., друг английски учен - Максуел - в известния си труд "Трактат за електричеството и магнетизма" теоретично доказва съществуването на електромагнитни вълни.
Максуел, сравнявайки познатите от опита свойства на светлината със свойствата на електромагнитните трептения, произтичащи от разработената от него математическа теория, стигна до извода, че светлината е електромагнитни вълни, че електрическите и магнитните полета се разпространяват в светлинна вълна. Максуел изчислява, че скоростите на разпространение на електромагнитните вълни и светлинните вълни са приблизително еднакви.
Забележителните теоретични изследвания на Максуел не бяха веднага признати, тъй като не беше толкова лесно да се потвърдят експериментално прогнозите, произтичащи от неговата теория. Както е известно, самият Максуел не направи нищо, за да провери експериментално най-важното си предсказание - съществуването на електромагнитни вълни. Тази част от работата очакваше учения сособено остри експериментални способности и дълбоки материалистични възгледи за енергията.
Такъв човек се оказва великият немски учен Хайнрих Рудолф Херц.
През 1884 г. Херц започва да изучава електромагнитните трептения. В дневника му за тази година са запазени следните записи: „Мислех за електромагнитните лъчи“, „Мислех за електромагнитната теория на светлината“. Може да се предположи, че от това време Херц започва решително да се присъединява към материалистичните възгледи на Фарадей и Максуел за електрическите явления.
През 1886 г. Херц започва да провежда известните си експерименти, които блестящо потвърждават възгледите на Фарадей и Максуел и се превръщат в мощна научна и експериментална основа за съвременната радиоелектроника.
През 1887 г. в резултат на експериментални изследвания Херц показа, че електромагнитното поле около проводника има характер на вълни, чиито свойства съвпадат с предсказаните от Максуел. В процеса на тези изследвания Херц създава редица устройства, които излъчват електромагнитни трептения, непрекъснато се движат от затворен вибратор към прав проводник, известен в наше време като вибратор на Херц.
За да изследва разпространението на електромагнитни трептения, Херц създава и приемници на електромагнитна енергия - затворени и отворени резонатори.
Голямата практическа стойност на експериментите на Херц се крие във факта, че той показа как да излъчват електромагнитни вълни в космоса и как да откриват тези вълни.
В своите експериментални изследвания Херц се стреми да покаже общността на свойствата на светлината и електромагнитните вълни. Първите устройства на Херц, работещи на метрови вълни, не му дадоха възможност да реализира това желание. Затова той преминава към експерименти с вълни от порядъка на 60 см, коитого доведоха до блестящи резултати.През 1888 г. Херц публикува своя наистина безсмъртен труд "За лъчите на електрическата сила", в който той обобщава експериментите си с вълни от 60 cm и доказва, че тяхното разпространение се подчинява на обичайните оптични закони.
За да се потвърди напълно теорията на Максуел, беше необходимо експериментално да се получат електромагнитни вълни, близки до оптичните лъчи (най-дългите инфрачервени лъчи). Херц не успя да го направи. Този проблем беше практически решен от съветския учен Глаголева-Аркадиева, която създаде генератор, който излъчва електромагнитни вълни с дължина от 0,18 до 0,3 mm, т.е. намиращи се в областта на дългите инфрачервени вълни.
Безценна е заслугата на българския учен Александър Степанович Попов, който със силата на своя гений и трудолюбие успя да накара електромагнитните вълни да служат на човечеството.
Твърденията на М. В. Ломоносов, теоретичните и експериментални трудове на Фарадей, Максуел, Херц, великото изобретение на А. С. Попов - всичко това е най-яркият пример за приемствеността на трудовете на блестящи изследователи, дължащи се на материалистичния възглед за енергията.
А. С. Попов, работейки върху създаването на безжичен телеграф - радио, пое по пътя на замяна на огледалата с дълга жица - антена и използване на по-дълги вълни от тези, изследвани от Херц.
Последващото развитие на радиотехниката се характеризира с развитието на дълги, средни и къси вълни. Свръхкъсите вълни, с които Херц провежда известните си експерименти, дълги години не излизат извън стените на лабораторията. Едва с изобретяването и развитието на мощни източници на генериране на ултракъси вълни - магнетрони - бързото развитие на този диапазон започна да решава различни практически проблеми.
В същото време в основата на мнновите радиоелектронни VHF устройства се основават на оптичните свойства на електромагнитните вълни, открити от Hertz. Те включват радарни станции, радиорелейни комуникационни линии и др. Много често тези устройства използват отделни елементи, които също са били използвани от Hertz, например параболични антени.
Hertz притежава още едно забележително откритие. Докато провежда експерименти с искрови междини, Херц открива, че когато искровата междина се облъчи с ултравиолетови лъчи, интензитетът на искрата се увеличава. Той изучава това явление в някои подробности, но Херц не може да обясни, да разкрие същността му.
Опитвайки се да постигна успех в това отношение, срещнах трудности. Следователно в момента се ограничавам да докладвам фактите, които съм установил, без да създавам теория за това как възникват наблюдаваните явления ”(подчертано от мен. - L.T.).
Този проблем е решен от изключителния български учен А. Г. Столетов, който разкрива физическия смисъл на откритото от Херц явление, формулира основните закони на външния фотоефект и изобретява фотоклетката.
През последните години от живота си Херц се занимава с изследвания в областта на механиката, изучава условията за разпространение на катодни лъчи в тънки метални слоеве.
Пет години по-късно резултатите от неговата забележителна работа послужиха за основа на изключителното изобретение на нашето време - радиото.
Името на Хайнрих Херц ще бъде запазено в паметта на прогресивните хора по целия свят.