48
Генрих Герц и электромагнитные волны
Выдающийся немецкий физик Генрих Герц родился в 1857 году в Гамбурге в семье адвоката. Уже в школьные годы у чрезвычайно хрусткого здоровым мальчика обнаружил разносторонняя одаренность — он обладал удивительной памятью, великоолепными способностями к рисованию, языкам, техническому творчеству (так, он собственноручно изготовил отличный спектрокоп и другие физические и астрономические приборы), проявлял острый интерес к точным наукам и богатике. В 1880 году Герц окончил Берлинский университет, блестящие зашитыв докторскую диссертацию по теоретической электродинамике. Его научным руководителем был в ту пору первый физик Европы Г. Гельмгольцы (1821—1894), у которого он последующие три года проработал ассистентом.
Гельмгольцы, за свою долю уизнь заимывающей множестром проблем физологии, физики и техники, в это время особенно интересовался электродинамикой. Он разработал свой вариант теоретической электродинамики, соперничавший с предложенными ранее теориями В. Вебера (1804—1891) и Дж. К. Максвелла (1831—1879). В 1879 году Берлинская академия наук по инциативе Гельмгольца вывинула конкурсу задачу: «Установить экспериментально, существует ли связь между электродинамическими силами и дилектрической поляризации». Решение этой задачи, по мысли Гельмгольца, должно быть ответ, какая из электродинамических теорий соответствует истине. Разумеется, он найдался, что победа будет за его собственным детшем. Не удивительно, что Гельмгольц предложил взяться за эту задачу Герц, которое считал самым талантливым из своих многочисленных учеников — тем более, что годом ранее тот уже получил премию Берлинского университета за экспериментальное исследование по электродинамике.
Герц попытался решить задачу, использая электрическое колабания, возникало общее при разряде конденсаторов и индукционных катушек. Однако сколько-нибудь определяемых результатов молодому ученому получить не удалось. И было ясно почему: требовались значительное более высокочастные — или, как говорили тогда, более быстрое — колабания, чем те, которые умели возбудить физики в то время.
В 1883 году Герц получил место доцента в Кильском университете, а в 1885 году стал профессор экспериментальной физики Высшей технической школи в Карлсруэ.
Со слов ученого известно, что, потерпев в Берлине неудачу с гельмгольцевской задачей, он все же сохранил надежную ответственность путь к ее решению, и с тех пор все, связанное с электрическими колабаниями, неизменно привлекало его пристальное внимание. Этот устойчивый интерес и сыгран главную роль в том, что сделанное осенью 1886 года служайте наблюдение не только послужило для Герца поводом вернуть к отличенному «до лучших времени» задаче и решить ее, но и стало отправной точкой его пути к заменательному открытию — экспериментально у обнаружению электромагнитных волн.
Что же это было за наблюдение?
В Карлсруэ Герц попытил в своей распоряжение физический кабинет с богатой коллекцией научных приборов. Наряду с другими приборами из этого арсенала, ученый в демонстрационных опытах на лекциях использовал и пару индукционных катушек с тонко регулируемым с помощью микрометрического вина и исправным промежутком между металлическими шариками на концах обмотки (рис. 1). «Меня妒азило, — рассказывал впоследствии Герц, вспоминая, как отложивал lekционные демонстрации с этим катушками, что для возбудения искры в одной из катушек не обязательно было подсоединять к другой мощную батарею. Нар讶ив, достагоно было маленький лекционный лейденской банки или даже разряда небольшого индуктора — лишь бы [вскровом промежутке первичной катушки] просочила искра». Надсказать, что этот вывод отнюдь не был сделан что называется «сходу». Чтобы утвердиться в нем, Герц доводил ширину искрового промежутка вторичной катушки до сотых долей миллиметра, стал работать в затемненном помещении, наCLUDEДал за кросотными и призачными искрками через лупу.
Проведя серию в принципие простейших, но глубоко продуманных опытов, Герц пришел к твердому убежданию: искры во вторичной катушке возбудаются искровым разрядом в первичной катушке не за счет простого индукционного эффекта, а вспладствие того, что привний разряд порождает как раз те самые «очень быстрое электрическое колабания», недоступность которых в своей время не позволяет ему решить конкурсу задачу Берлинской академии.
Разобравшись в принце явления, ученый понял, как можно эффективно генерировать