Χάινριχ Ρούντολφ Χερτς (1857-1894)

Η Google μας θύμισε σήμερα την γέννηση ενός από τους σημαντικότερους ανθρώπους που συντέλεσαν στην εξέλιξη των τηλεπικοινωνιών.

Ο Χάινριχ Ρούντολφ Χερτς ή Χερτζ, (Heinrich Rudolf Hertz), (1857-1894) ήταν Γερμανός φυσικός. Ο πρώτος που πέτυχε την εκπομπή, μετάδοση και λήψη ραδιοκυμάτων.
Γεννήθηκε στις 22 Φεβρουαρίου 1857 στο Αμβούργο, και το 1880 απέκτησε το διδακτορικό του δίπλωμα από το Πανεπιστήμιο του Βερολίνου.
Επιβεβαίωσε την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Τζέιμς Μάξγουελ και κατά τη διάρκεια πειραμάτων (1886 – 1889) παρήγαγε και μελέτησε ηλεκτρομαγνητικά κύματα (γνωστά επίσης ως ερτζιανά κύματα, ή ραδιοκύματα). Κατέδειξε ότι αυτά είναι μακρά, εγκάρσια κύματα που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός και μπορούν να απεικονιστούν, να διαθλαστούν, και να πολωθούν όπως το φως. Προσέγγισε το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Ανέπτυξε την Ηλεκτροδυναμική κινούμενων σωματιδίων. Η μονάδα της συχνότητας, το Hertz, ονομάστηκε έτσι προς τιμή του. Στα γραπτά του περιλαμβάνονται εργασίες όπως...
«Τα ηλεκτρικά κύματα» (1890, TR. 1893) και «Αρχές της μηχανικής» (1894, TR. 1899).
Πέθανε στη Βόννη την 1η Ιανουαρίου 1894 σε ηλικία μόλις 37 ετών.

Κατά τη διάρκεια της φοίτησής του στο Πανεπιστήμιο του Αμβούργου, επέδειξε κλίση τόσο για τις επιστήμες όσο και για τις γλώσσες, μαθαίνοντας αραβικά και σανσκριτικά. Μελέτησε επιστήμες και μηχανική στο Ντρέσντεν, στο Μόναχο και στο Βερολίνο. Υπήρξε μαθητής του Γκουστάβ Κίρχοφ και του Χέρμαν φον Χέλμχολτζ. Απέκτησε το διδακτορικό του το 1880 και παρέμεινε μαθητής του Χέλμχολτζ μέχρι το 1883, οπότε απέκτησε θέση λέκτορα θεωρητικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Κιλ. Το 1885, έγινε καθηγητής στο Τεχνικό Ινστιτούτο Κάρλσρουχ, όπου και ανακάλυψε τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.

Ο Χερτζ 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 στην επιστημονική εφημερίδα Annalen der Physik. Ο δέκτης του αποτελείτο από ένα πηνίο με διάκενο ηλεκτρικού σπινθήρα. 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 ακτινοβολία UV. Ο Χερτζ 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.

Νωρίτερα, το 1886, ο Χερτζ είχε κατασκευάσει μια διπολική κεραία, η οποία εξέπεμπε και λάμβανε ραδιοσυχνότητες. Το 1887, ο Χερτζ 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 Τζέιμς Μάξγουελ και τον Μάικλ Φάραντεϊ. Με τη διαμόρφωση της συσκευής του, τα ηλεκτρικά και τα μαγνητικά πεδία μπορούσαν να εκπέμψουν ακτίνες χωρίς καλώδια, σαν εγκάρσια κύματα. Ο Χερτζ είχε τοποθετήσει τον ταλαντωτή περίπου 12 μέτρα μακριά από ένα ανακλών τσίγκινο πιάτο για να δημιουργήσει σταθερά κύματα. Κάθε κύμα ήταν περίπου 4 μέτρα. Χρησιμοποιώντας ένα ανιχνευτή, κατέγραψε την ποικιλία στις διαστάσεις και την κατεύθυνση του κύματος. Ο Χερτζ μέτρησε τα κύματα του Μάξγουελ 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 Χερτζ βρήκε ακόμη ότι τα ραδιοκύματα μπορούσαν να μεταδοθούν από διαφορετικά είδη υλικών, ενώ ανακλώνταν από άλλα. Αυτή υπήρξε η κεντρική ιδέα που οδήγησε στη δημιουργία του ραντάρ αργότερα. Ο Χερτζ δεν κατανόησε ποτέ τη σημασία των ανακαλύψεών του σε πρακτικές εφαρμογές. Έλεγε ότι «έτσι κι αλλιώς, δεν έχει καμία χρηστικότητα [...] είναι μόνο ένα πείραμα που αποδεικνύει ότι καθηγητής Μάξγουελ είχε δίκιο – απλά έχουμε αυτά τα μυστηριώδη ηλεκτρομαγνητικά κύματα που δεν μπορούμε να δούμε με γυμνό μάτι. Αλλά είναι εκεί». Ερωτώμενος για τις επιπτώσεις των ανακαλύψεών του, ο Χερτζ απάντησε: «Καμία, υποθέτω».

Οι παρατηρήσεις του θα κατανοούνταν πλήρως αργότερα και θα γίνονταν αναπόσπαστο μέρος της νέας «ασύρματης εποχής». Χονδρικά, τα πειράματα του Χερτζ εξηγούν την αντανάκλαση, τη διάθλαση, την πολικότητα, την αντικυμάτωση και την ταχύτητα των ηλεκτρικών κυμάτων. Τα πειράματά του βοήθησαν στην κατανόηση του ηλεκτρομαγνητισμού και η συσκευή του εξελίχθηκε περαιτέρω από τους συνεχιστές του.

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

Το 1892, διαγνώστηκε κακοήθης όγκος στα οστά και ο Χερτζ υπεβλήθη σε αρκετές επεμβάσεις. Πέθανε από σηψαιμία στην ηλικία των 37 ετών, στη Βόννη. Την ερευνητική παράδοση συνέχισε ο ανιψιός του, Γκουστάβ Λούντβιχ Χερτζ, ο οποίος τιμήθηκε με βραβείο Νόμπελ, και ο γιος του τελευταίου, Καρλ Χέλμουθ Χερτζ, ο οποίος επινόησε την υπερηχογραφία.

Η μονάδα της συχνότητας, αποκαλούμενη Hertz, ονομάστηκε έτσι προς τιμήν του, το 1930. Το όνομά του φέρει τιμητικά και ένας κρατήρας που βρίσκεται στη Σελήνη.