هانریش رودولف هرتز فیزیکدان آلمانی در طول حیات خود کشفیات متعددی را رقم زد و پاسخ برخی از مهمترین سوالاتی که پیش از او در حوزه فیزیک مطرح شده بود را یافت.

– هرتز در جوانی در زمینه ریاضیات استعداد فراوانی از خود نشان داد و در دورانی از تخصیل خود درس اضافه هندسه را برای روزهای یکشنبه برداشته بود.

علاوه بر این علاقه فراوانی با یادگیری زبان های جدید داشت و به سرعت لاتین، یونانی، عربی و سانسکریت را یاد گرفت.

در کنار اینها استعدادهای خود در زمینه نقاشی و مجسمه سازی را هم نشان داده بود.

به منظور دنبال کردن علایق خود در ابتدا در پی شغلی در حوزه مهندسی ساختمان رفت.

دوران دانشگاه در سال 1875 هرتز یک سال را در حوزه ساخت و ساز در فرانکفورت گذراند.

پس از آن به حوزه پلی تکنیک در درسدن و سخنرانی های حوزه ریاضیات که در آنجا برگزار می شد علاقه نشان داد.

همچنین به حوزه های تاریخ و فلسفه هم اشتیاق داشت.

پس از گذراندن تنها یک نیم سال در درسدن به ارتش پیوست و یک سال خدمت کرد.

در 1877 به دانشگاه پلی تکنیک مونیخ رفت و این بار رشته فیزیک را دنبال کرد.

هانریش هرتز در دروس ریاضیات پیشرفته، مکانیک ، فیزیک آزمایشگاهی و شیمی آزمایشگاهی ثبت نام کرد.

به تشویق استادان خود به مطالعه کارهای فیزیکدانان مشهور از جمله  دیگر دانشمند مشهور آن دوران را به دنبال داشت.

بخش فلسفه دانشگاه برلین به همراه هلمهولتز پیشنهاد جایزه ای برای اولین فردی را دادند که بتواند این مسئله را حل کند: آیا الکتریسیته با اینرسی حرکت می کند؟ اگر بخواهیم این سوال را ساده تر توضیح دهیم باید این گونه گفت: آیا جریان الکتریکی دارای جرم است؟ یا آن طور که هرتز می گفت: آیا جریان الکتریکی انرژی جنبشی دارد؟ هرتز به سرعت تحقیقات خود را آغاز و یک برنامه مشخص را دنبال کرد؛ هر روز صبح در سخنرانی هایی در زمینه های دینامیک تحلیلی یا الکتریسیته و مغناطیس شرکت می کرد، تا 4 بعد از ظهر در آزمایشگاه مشغول بود و در انتها به مطالعه، محاسبه و تفکر می پرداخت.

او آزمایشهای ویژه ای را ترتیب داده بود تا بتواند پاسخ سوال را بیابد.

در 1879 هرتز در 22 سالگی برنده جایزه مدال طلا شد.

دریک سری آزمایشات حساس نشان داد در صورتی که جریان الکتریکی جرم داشته باشد باید به شدت کوچک باشد.

جالب تر این که باید در نظر داشت که در زمانی که هرتز این کار را انجام داد هنوز الکترون (که حاوی بار الکتریکی است) کشف نشده بود.

الکترون 18سال بعد در 1897 کشف شد.

پس از این کشف هرتز دانشمندان دیگر اذعان کردند که نتایج کار او تا چه اندازه خیره کننده بوده است.

نتیجه تحقیقات این دانشجوی جوان در مجله معتبر Annalen der Physik منتشر شد.

پس از آن هلمهولتز از او درخواست کرد که برای برنده شدن جایزه ای که توسط دانشگاه برلین اهدا می شد رقابت کند.

این بار هدف اثبات تئوری جیمز کلرک ماکسول” فیزیکدان بریتانیایی درباره الکترومغناطیس بود.

در سال 1864 ماکسول ادعا کرده بود که نور، یک موج الکترومغناطیسی است و انواع دیگری از امواج الکترومغناطیسی هم می توانند وجود داشته باشند.

با این حال هرتز این پروژه را رد کرد و معتقد بود که تضمینی برای به نتیجه رسیدن تلاش هایش وجود ندارد و ممکن است نیاز به سال ها کار کردن روی این پروژه باشد.

در عوض بلند پروازی های دیگری داشت و تصمیم گرفته بود برای شهرت بیشتر یافته های جدید خود را به سرعت منتشر کند.

سایر دانشمندان و ریاضیدانان هم دوره هانریش هرتز به جای تلاش برای پروژه یک پروژه استادانه روی القای الکترومغناطیسی را برای مدت 3 ماه شروع کرد.

در فوریه سال 1880، در سن 23 سالگی پایان نامه خود را بر این اساس گذاشت.

در نهایت همین پایان نامه مدرک دکترای فیزیک را برایش به ارمغان آورد.

پس از آن هلمهولتز به سرعت او را به سمت استادیار منسوب کرد.

هانریش هرتز تا سال 1883 در آزمایشگاه هلمهولتز به کار ادامه داد و در این مدت 15 مقاله در مجله های دانشگاهی منتشر کرد.

ریاضی فیزیک در کیِل هرتز مهارت های بالایی در زمینه فیزیک آزمایشگاهی داشت اما در عین حال دست یافتن به امکان سخنرانی در برلین هم کار ساده ای برای او نبود.

هلمهولتز به هرتز کمک کرد تا استادی ریاضی فیزیک  رفت.

در آن زمان تنها 28 سال داشت و مقام استاد تمام را دریافت کرد.

دلیلی که او این دانشگاه را انتخاب کرد به تجهیزات پیشرفته آزمایشگاهی آن مرتبط بود.

این بار تلاش کرد به دنبال همان مسئله ای برود که سال ها قبل، از قبول کردن پروژه مرتبط با آن سر باز زده بود: اثبات تئوری ماکسول از طریق آزمایشات.

جرقه ای که همه چیز را تغییر داد بعد از ماه ها آزمایش، دیوارهای مستحکمی که پیش از این در مقابل اثبات تئوری ماکسول قد علم کرده بودند، شروع به ریختن کردند.

اولین نشانه ها برای اثبات تئوری در اکتبر 1886 نمایان شد.

هنگامی که هانریش هرتز در حال نشان دادن جرقه الکتریکی به دانشجویان بود جرقه ای هم در ذهنش شکل گرفت.

او تفکر عمیق درباره جرقه و تأثیر آن روی مدارات الکتریکی را آغاز کرد.

در ادامه تلاش کرد به شکل های مختلف، جرقه های متنوعی را تولید کند.

در نهایت یک مورد عجیب کشف شد: جرقه یک لرزش الکتریکی معمول را در سیم های الکتریکی ایجاد می کرد.

این لرزشِ به سمت جلو و عقب در هر ثانیه بیش از آن چیزی بود که هرتز پیش از این در کارش با آن روبرو شده بود.

او می دانست که لرزش، از بار الکتریکی که به سرعت شتاب مثبت یا منفی می گیرد ایجاد می شود.

اگر تئوری ماکسول صحیح بود این بارها باید امواج الکترومغناطیس از خود می تاباندند که مشابه با نور از هوا عبور می کرد.

تولید و تشخیص امواج رادیویی در نوامبر 1886 هرتز دستگاهی به شکل زیر را ساخت: نوسانگر.

در دو طرف دستگاه دو گوی از جنس فلز روی و توخالی با قطر 30 سانتی متر قرار دارند.

این دو گوی به سیم های مسی وصل شده اند و در وسط سیم ها فضای خالی برای ایجاد جرقه (شکاف جرقه) وجود دارد.

فاصله شکاف 7.

5 میلی متر و هر یک سیم ها یک متر هستند.

هرتز ابتدا ولتاژ بالای متناوبی را در مرکز شکاف جرقه اعمال کرد که این موضوع موجب ایجاد جرقه شد.

این جرقه پالس شدیدی از جریان الکتریکی را در سیم های مسی ایجاد کرد و پالس ها درون سیم ها پخش شد.

پالس ها موجب ایجاد موج هایی در سیم ها شدند.

 هرتز دریافت که برخی از این موج ها حتی تا 1.

5 متر به صورت دایره ای در اطراف سیم مسی ایجاد می شوند و در حلقه شکاف دار دیگر که در اطراف سیم قرار گرفته جرقه ای در شکاف جرقه حلقه را ایجاد می کنند.

طرحی از دستگاه نوسانگر جرقه هرتز به همراه حلقه گیرنده که جرقه نهایی ایجاد شده در شکاف آن نشان از انتقال امواج رادیویی از طریق سیم حامل بار قرار گرفته در مرکز آن داشت.

به این ترتیب مشخص شد که همان طور که ماکسول پیشبینی کرده بود شارژهای الکتریکی می توانند امواج الکترومغناطیس را ایجاد کنند.

این امواج در اطراف سیم های حامل جریان در فضا پخش می شوند.

این یک پیروزی آزمایشی مهم بود و موجب شد هرتز امواج رادیویی را تشخیص داده و تولید کند.

به عبارتی او موفق شده بود انرژی الکتریکی را بین دو دستگاه با فاصله بیش از یک متر در هوا انتقال دهد؛ بدون اینکه نیازی به ارتباط با سیم باشد.

در 3 سال آتی و طی آزمایش هایی درخشان هرتز به طور کامل تئوری ماکسول را مورد ارزیابی قرار داد.

او  با دستگاه تولید اموااج الکترو مغاطیسی اش ثابت کرد که انرژی تابش شده از نوسانگر الکتریکی می تواند منعکس یا منکسر شود، الگوهای تداخلی ایجاد کند و در عین حال می گوییم.

طیف الکترومغناطیسی.

نور مریی بخش کوچکی از این محدوده فرکانس را تشکیل می دهد.

عجیب این  که در آن زمان هرتز اهمیت کاربردی امواج الکترومغناطیسی را که تولید کرده بود درک نکرد.

این موضوع از آن جایی ناشی شده بود که یک دانشمند خالصِ به معنای واقعی بود.

به عبارتی او تنها مشتاق طراحی آزمایشات برای پرده برداشتن از رازهای طبیعت بود.

هنگامی که به نتایج مورد نظر خود دست پیدا می کرد به سراغ کار دیگری می رفت و هر گونه کاربردهای عملی را به دیگران واگذار می کرد.

امواجی که هرتز در سال 1886 موفق به تولید آنها شد به سرعت جهان را تغییر داد.

در سال 1896 گولیلمو مارکونی”، مهندس برق ایتالیایی درخواست ثبت پتنتی برای ارتباطات بیسیم را ارائه داد.

مارکونی در سال 1901 موفق شد سیگنال بیسیم را بر فراز اقیانوس اطلس از بریتانیا به کانادا ارسال کند.

اکنون پایه های تمامی ارتباطات بیسیم مدرن بر اکتشافات هرتز بنا شده است.

ارتباطات تلویزیونی، ماهواره ای و گوشی های موبایل به فرکانس های رادیویی وابسته است.

حتی اجاق های ماکرویو هم از امواج الکترو مغناطیس برای گرم کردن غذاها استفاده می کنند.

قابلیت های تشخیص امواج رادیویی به حوزه های دیگری از جمله نجوم هم گسترش پیدا کرده.

نجوم رادیویی به ما امکان مشاهده هایی را داده که از محدوده نور مریی خارج است.

به لطف این فناوری اکنون توانسته ایم به توفان سیاره های مشتری و زحل گوش فرا دهیم.

به این ترتیب هم دانشمندان و هم سایرین به کشفیات هرتز مدیون هستند.

اثر فوتو الکتریک در 1887 هرتز همزمان با کار روی الکترومغناطیس پدیده ای را گزارش کرد که تأثیرات فراوانی بر آینده فیزیک و درک بنیادی ما از جهان گذاشت.

این موضوع را اکنون به نام ، فیزیکدان انگلیسی که وجود الکترون را ثابت کرد (و نه کشف آن را) در سال 1899 نشان داد.

اثر فوتوالکتریک.

فوتون های نور ماورای بنفش با میزان کافی از انرژی می تواند الکترون ها را از فلزی که به آن می تابد فراری دهند.

همین موضوع سبب شد که آلبرت اینشتین درباره تئوری نور تفکر کند.

در سال 1905 او به درستی پیشنهاد کرد که نور در بسته های متمایزی از انرژی به نام فوتون آمده است.

فوتون های نور ماورای بنفش میزان کافی از انرژی را برای تعامل با الکترون در فلزات دارند و به الکترون ها انرژی کافی برای فرار از فلز را می دهند.

توضیحات اینشتین از اثر فوتوالکتریک یکی از کلیدی ترین موارد برای توصیف یک روش کاملاً جدید درباره رویدادهای در مقیاس اتمی فیزیک کوانتومی بود.

اینشتین در سال 1921 جایزه نوبل فیزیک را برای تشریح اثر هرتز که 34 سال قبل از آن کشف شده بود دریافت کرد.

زندگی شخصی هانریش رودولف هرتز و پایان عمر در 1886 و در 29 سالگی هانریش هرتز با الیزابت دال در کارلروهه ازدواج کرد.

الیزابت دختر یک ریاضیدان بود بود.

جوهانا و ماتیلدا دو دختر آنها بودند.

ماتیلدا بعدها زیست شناس با نفوذی شد و به موضوع حل مشکلات توسط حیوانات پرداخت.

در 35 سالگی هرتز به شدت بیمار شد و از
کلید واژه ها: الکتریکی – آزمایشگاه – دانشگاه – نشان – سخنرانی – مطالعه – مشهور – جایزه – فلسفه – ساخت و ساز – پیشنهاد – ساختمان – ثبت نام – یکشنبه – برنامه – آلمانی – کشفیات – برگزار – مکانیک – انرژی – مجسمه – سالگی – مونیخ – اولین – زندگی – صورتی – تشویق – تاریخ – نقاشی – جوانی