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ヘルツ・ハインリヒ・ルドルフ。 科学者の伝記
科学の歴史の中で、毎日触れ合う発見はそう多くありません。 しかし、ハインリッヒ・ヘルツがしたことなしでは、ラジオとテレビは私たちの生活に欠かせないものであるため、現代の生活を想像することはすでに不可能であり、彼はこの分野で発見をしました. ハインリッヒ・ルドルフ・ヘルツは、22 年 1857 月 XNUMX 日に、後に上院議員になった弁護士の家族に生まれました。 その少年は弱くて病気がちでしたが、彼の人生の最初の数年間は異常に困難でした. 誰もが彼が父親の足跡をたどると信じていた. そして確かに、ハインリッヒはハンブルグの本物の学校に入学し、法律を勉強するつもりでした。 しかし、彼らが学校で物理の授業を始めた後、彼の興味は劇的に変わりました。 幸いなことに、両親は少年が職業を探すことに干渉せず、卒業後、大学に入学する権利を得た後、体育館に行くことを許可しました。 入学証明書を受け取ったヘルツは、1875 年にドレスデンに向けて出発し、高等技術学校に入学しました。 最初はそこが好きでしたが、次第に若い男はエンジニアとしてのキャリアは自分には向いていないことに気付きました。 1 年 1877 月 XNUMX 日、彼は両親に次のような言葉を添えた手紙を送りました。彼が言ったとき：それは成功しません. 「そして、私のこの過度の注意は私の狂気です. そのため、彼は学校を辞めてミュンヘンに行き、大学のXNUMX年目にすぐに受け入れられました。 ミュンヘンで過ごした年月は、大学の知識だけでは不十分であることを示していました。 独立した科学研究のために、彼の監督者になることに同意する科学者を見つける必要がありました。 そのため、大学を卒業した後、ヘルツはベルリンに行き、そこで当時最大のドイツの物理学者であるヘルマン・ヘルムホルツの研究室で助手として就職しました。 ヘルムホルツはすぐに才能のある若者に気付き、彼らの間には良好な関係が築かれ、それは後に親密な友情に変わり、同時に科学的協力にもなりました。 ヘルムホルツの指導の下、ヘルツは自分の論文を擁護し、その分野で認められた専門家になりました。 Helmholtz は死亡記事の中で、Hertz の科学者としてのキャリアの始まりを思い出し、「Hertz がこの問題に興味を持ち、うまく解決することを確信して」、電気力学の分野での学生の研究のトピックを彼に提案したときのことを思い出しています。 このように、ヘルムホルツはヘルツをその分野に紹介し、その後、彼は基本的な発見をして自分自身を不滅にしなければなりませんでした. 当時 (1879 年夏) の電気力学の状態を説明して、ヘルムホルツは次のように書いています。 " ヘルツが科学者として生まれたのはこの年でした。 意欲的な科学者は、大学卒業生に必須の博士論文の作業に完全に取り込まれ、できるだけ早く完成させたいと考えていました。 5 年 1880 月 XNUMX 日、ハインリッヒ ヘルツは、ベルリン大学の歴史の中で珍しい理学博士の学位を授与されました。キルヒホフやヘルムホルツのような厳格な教授でさえ、栄誉を授けられました。 彼の論文「回転するボールの誘導について」は理論的なものであり、大学の物理学研究所で理論的な研究に従事し続けました。 しかし、ハインリッヒ・ヘルツは、彼が発表した理論的著作は科学者としての彼にとって偶然であると信じていたため、疑うようになりました。 彼はますます実験に惹かれました。 師の推薦により、1883 年にヘルツはキールで助教授の地位を得て、XNUMX 年後にカールスルーエ工科大学で物理学の教授になりました。 ここで、ヘルツは彼自身の実験室を持っていました。それは彼に創造性の自由、興味を持って認められたと感じたことをする機会を与えました。 ヘルツは、彼が世界で最も興味を持っているのは電気であり、彼が学生として取り組んできた急速な電気振動であることに気付きました。 彼の科学的活動の最も実り多い時期が始まったのはカールスルーエでしたが、残念ながら長くは続きませんでした。 1884 年の論文で、Hertz は、マクスウェル電気力学が従来の電気力学よりも優れていることを示していますが、それが唯一可能なものであるとは証明されていないと考えています。 しかしその後、ヘルツはヘルムホルツの妥協理論に落ち着いた。 ヘルムホルツはマクスウェルとファラデーから電磁プロセスにおける媒体の役割の認識を借りましたが、マクスウェルとは異なり、開いた電流の作用は閉じた電流の作用とは異なるべきであると信じていました. この問題は、1876 年に N. N. シラーによってヘルムホルツの研究室で研究されました。 マクスウェルの理論によると、シラーは閉じた電流と開いた電流の違いを発見しませんでした! しかし、明らかに、ヘルムホルツはこれに満足せず、マクスウェルの理論をもう一度テストし始めることを提案しました。 Hertz の計算では、予想される効果は、最も有利な条件下でも小さすぎることが示され、「問題の解決を拒否しました」。 しかし、その時以来、彼はそれを解決する方法について考えるのをやめませんでした.そして、彼の注意は「電気振動に関連するすべてのものに関して研ぎ澄まされました」. ヘルツの研究が始まるまでに、電気振動は理論的にも実験的にも研究されていました。 カールスルーエ高等技術学校で働いていたヘルツは、この主題に強い関心を持っており、講義のデモンストレーションを目的とした物理室で一対の誘導コイルを見つけました。 「XNUMXつの巻線で火花を発生させるために、別の巻線で大きなバッテリーを放電する必要はなく、さらに、小さなライデン瓶と小さな誘導装置の放電でさえ十分であることに気づきました」と彼は書いています。 、放電だけが火花ギャップを貫通した場合」. これらのコイルを実験して、ヘルツは彼の最初の経験のアイデアを思いつきました. Hertzは、1887年に公開された記事「非常に高速な電気振動について」で実験のセットアップと実験自体について説明しました。 Hertzはここで、「Feddersenによって観察されたものよりも約XNUMX倍速い」振動を生成する方法について説明しています。 「これらの振動の周期は、もちろん理論の助けを借りてのみ決定され、XNUMX億分のXNUMX秒で測定されます。その結果、持続時間の観点から、それらは音の振動の中間の位置を占めます。重い体とエーテルの軽い振動の。」 しかし、この作品では、ヘルツは長さ約XNUMXメートルの電磁波については話していません。 彼がしたことは、レシーバーの振動回路に対するジェネレーターの振動回路の誘導作用を研究することによって、電気振動のジェネレーターとレシーバーを構築することだけでした。それらの間の最大距離はXNUMXメートルです。 On the Actions of the Current で、Hertz は、長さ 14 メートル、幅 12 メートルの講堂で、より遠くにある現象の研究に移りました。 彼は、受信機とバイブレーターの距離が XNUMX メートル未満の場合、電気力の分布の性質は双極子場に似ており、距離の XNUMX 乗に反比例して減少することを発見しました。 ただし、距離が XNUMX メートルを超えると、フィールドの減少はより遅くなり、異なる方向で同じではなくなります。 バイブレーターの軸の方向では、作用は軸に垂直な方向よりもはるかに速く減少し、XNUMX メートルの距離ではほとんど目立ちませんが、垂直方向では XNUMX メートル以上の距離に達します。 この結果は、長距離理論のすべての法則と矛盾しています。 ヘルツは彼のバイブレーターの波動帯の研究を続け、後にその場を理論的に計算しました。 その後の多くの研究で、ヘルツは有限の速度で伝搬する電磁波の存在を反論の余地なく証明しました。 ヘルツは 1888 年の XNUMX 番目の論文で、「高速電気振動に関する私の実験の結果は、マクスウェルの理論が電気力学の他のすべての理論よりも優れていることを示した」と書いています。 さまざまな瞬間におけるこの波帯の場は、力線の図を使用してヘルツによって描かれました。 Hertz によるこれらの図面は、すべての電気の教科書に含まれていました。 ヘルツの計算は、アンテナ放射の理論と原子と分子の放射の古典理論の基礎を形成しました。 したがって、彼の研究の過程で、ヘルツはついに無条件にマクスウェルの視点に切り替え、彼の方程式に便利な形式を与え、マクスウェルの理論を電磁放射の理論で補足しました。 ヘルツは、マクスウェルの理論によって予測された電磁波を実験的に取得し、光の波との同一性を示しました。 1889 年、第 62 回ドイツ自然主義者と医師の会議で、ヘルツは「光と電気の関係について」というレポートを読みました。 ここで彼は自分の実験を次の言葉で要約しています:「これらの実験はすべて原則として非常に単純ですが、それにもかかわらず、それらは最も重要な結果を伴います.電気力が即座に空間をジャンプすると考える理論を破壊します.それらは輝かしい勝利を意味します.マクスウェルの理論...光の本質に対する彼女の見解が以前はどれほどありそうになかったのか、今ではこの見解を共有しないことは非常に困難です. 1890 年、ヘルツは XNUMX つの記事を発表しました。 これらの記事には、「電気力線」の伝搬に関する研究が含まれており、本質的に、マクスウェルの電場理論の標準的な解説を提供し、それはその後教育文献の一部となっています。 ハーツの実験は大きな反響を引き起こした。 「電気の光線について」の研究で説明されている実験に特に注意が向けられました。 「これらの球面鏡を使った実験」は、彼の著書「電気力の伝播に関する調査」の「はじめに」に書いています。「すぐに注目を集め、頻繁に繰り返されて確認されました。肯定的な評価を受けました。期待。」 ヘルツの実験の数多くの繰り返しの中で、ヘルツの死後最初の年である 1895 年に発表されたロシアの物理学者 P. N. レベデフの実験が特別な場所を占めています。 彼の人生の最後の年に、ヘルツはボンに移り、地元の大学で物理学科を率いました。 そこで彼は別の大きな発見をしました。 9 年 1887 月 XNUMX 日に「ベルリン科学アカデミーの議定書」に受理された「放電に対する紫外線の影響について」という著作の中で、ヘルツは彼が発見し、後に光電効果と呼ばれる重要な現象について説明しています。 この注目に値する発見は、振動を検出するハーツの方法の不完全さのために行われました。受信機で励起された火花は非常に弱かったため、ハーツは観測を容易にするために受信機を暗いケースに入れることにしました。 ただし、この場合の最大スパーク長は、開回路の場合よりもはるかに短いことがわかりました。 ケースの壁を連続して取り外すと、Hertzは、発電機の火花に面している壁が干渉効果を持っていることに気づきました。 この現象を注意深く調査して、Hertzは、レシーバーのスパーク放電を促進する原因、つまりジェネレーターのスパークの紫外線グローを特定しました。 したがって、純粋に偶然に、ヘルツ自身が書いているように、研究の目的とは直接関係のない重要な事実が発見されました。 この事実は、モスクワ大学のA. G. Stoletov教授を含む多くの研究者の注目を集めました。彼は、彼がアクチノエレクトリックと呼んだ新しい効果を特に注意深く研究しました。 ヘルツは 1 年 1894 月 XNUMX 日に悪性腫瘍で突然亡くなったため、この現象を詳細に研究する時間がありませんでした。 彼の人生の最後の日まで、科学者は「力学の原則、新しいつながりで定められた」という本に取り組みました。 その中で、彼は自分自身の発見を理解し、電気現象を研究するためのさらなる方法を概説しようとしました. 科学者の早すぎる死後、この作品は完成し、ヘルマンヘルムホルツによる出版の準備が整いました。 この本の序文で、彼はヘルツを彼の学生の中で最も才能のある人と呼び、彼の発見が今後何十年にもわたって科学の発展を決定するだろうと予測しました。 ヘルムホルツの言葉は予言的であることが判明し、科学者の死から数年後に実現し始めました。 そして XNUMX 世紀には、現代物理学のほぼすべての分野がヘルツの研究から生まれました。 著者: サミン D.K.
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