Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Неміс физигі (1857–1894)
German physicist (1857–1894)
Генрих Рудольф Герц (/hɜr//t//s/ HURTS; 22 ақпан 1857 – 1 қаңтар 1894) – Джеймс Клерк Максвеллдің электромагниттік теңдеулерінде болжанған электромагниттік толқындардың бар екенін алғаш рет нақты дәлелдеген неміс физигі. Жиілік бірлігі, секунд сайынғы цикл, оның құрметіне «герц» деп аталды.
Heinrich Rudolf Hertz (/h//ɜr//t//s/ HURTS; ; 22 February 1857 – 1 January 1894) was a German physicist who first conclusively proved the existence of the electromagnetic waves predicted by James Clerk Maxwell's equations of electromagnetism. The unit of frequency, cycle per second, was named the "hertz" in his honor.
Өмірбаян
Генрих Рудольф Герц 1857 жылы Гамбургте, ол кезде Германия Конфедерациясының тәуелсіз мемлекеті, дамыған және мәдениетті Ганза отбасында дүниеге келді. Оның әкесі Густав Фердинанд Герц болды. Оның анасы Анна Элизабет Пфефферкорн. Гамбургтегі Гелертенсшуле де Йоханнеум мектебінде оқығанда Герц ғылымдарға да, тілдерге де бейім екенін көрсетті, сонымен қатар араб тілін үйренді. Ол ғылым мен инженерияны Дрезден, Мюнхен және Берлин қалаларында оқыды, онда Густав Р. Кирхгоф пен Герман фон Гельмгольцтың басшылығымен білім алды. 1880 жылы Герц Берлин университетінен докторлық диссертациясын қорғады, ал келесі үш жыл бойы Гельмгольцтың ассистенты болып, докторлық тағылымдамасын жалғастырды. 1883 жылы Герц Киль университетінде теориялық физикадан лекция оқыды. 1885 жылы Герц Карлсруэ университетінде толық профессор болды. 1886 жылы Герц Карлсруэде геометриядан лекция оқыған Макс Доллдың қызы Элизабет Доллға үйленді. Олардың екі қызы болды: 20 қазан 1887 жылы туған Йоханна және 14 қаңтар 1891 жылы туған Матильда, кейін ол белгілі биолог атанды. Осы кезеңде Герц электромагниттік толқындарды зерттеу бойынша маңызды жұмыстар жүргізді. Герц 1889 жылдың 3 сәуірінде Бонндағы физика профессоры және физика институтының директоры қызметіне тағайындалды, ол қызметті өмірінің соңына дейін атқарды. Осы уақыт ішінде ол теориялық механика бойынша жұмыс істеді, оның еңбегі "Die Prinzipien der Mechanik in neuem Zusammenhange dargestellt" ("Жаңа тұрғыда ұсынылған механика принциптері") атты кітапта жарияланды, ол 1894 жылы, оның қайтысынан кейін жарық көрді.
Heinrich Rudolf Hertz was born in 1857 in Hamburg, then a sovereign state of the German Confederation, into a prosperous and cultured Hanseatic family. His father was Gustav Ferdinand Hertz. His mother was Anna Elisabeth Pfefferkorn. While studying at the Gelehrtenschule des Johanneums in Hamburg, Hertz showed an aptitude for sciences as well as languages, learning Arabic. He studied sciences and engineering in the German cities of Dresden, Munich and Berlin, where he studied under Gustav R. Kirchhoff and Hermann von Helmholtz. In 1880, Hertz obtained his PhD from the University of Berlin, and for the next three years remained for post doctoral study under Helmholtz, serving as his assistant. In 1883, Hertz took a post as a lecturer in theoretical physics at the University of Kiel. In 1885, Hertz became a full professor at the University of Karlsruhe. In 1886, Hertz married Elisabeth Doll, the daughter of Max Doll, a lecturer in geometry at Karlsruhe. They had two daughters: Johanna, born on 20 October 1887 and Mathilde, born on 14 January 1891, who went on to become a notable biologist. During this time Hertz conducted his landmark research into electromagnetic waves. Hertz took a position of Professor of Physics and Director of the Physics Institute in Bonn on 3 April 1889, a position he held until his death. During this time he worked on theoretical mechanics with his work published in the book Die Prinzipien der Mechanik in neuem Zusammenhange dargestellt (The Principles of Mechanics Presented in a New Form), published posthumously in 1894.
Өлім
1892 жылы Герцке инфекция диагнозы қойылды (ауыр мигреньден кейін) және ол ауруды емдеу үшін операция жасады. Ол жағдайы нашарлап, операция кезінде туындаған асқынулар салдарынан қайтыс болды, бұл мигреньге себеп болатын дерт еді, кейбіреулер оны қатерлі сүйек ауруы деп санайды. Ол 1894 жылы Германияның Бонн қаласында 36 жасында дүние салды және Гамбургтегі Олсдорф зиратына жерленді. Герцтің әйелі Элизабет Герц (құрметті аты Доль; 1864–1941) қайтадан үйленбеді, одан қыздары Жоханна (1887–1967) және Матильда (1891–1975) қалды. Екеуі де үйленбеді және балалары болған жоқ, сондықтан Герцтің тірі ұрпақтары жоқ.
In 1892, Hertz was diagnosed with an infection (after a bout of severe migraines) and underwent operations to treat the illness. He died after complications in surgery in attempts to fix his condition that was causing these migraines, which some consider to have been a malignant bone condition. He died at the age of 36 in Bonn, Germany, in 1894, and was buried in the Ohlsdorf Cemetery in Hamburg. Hertz's wife, Elisabeth Hertz (née Doll; 1864–1941), did not remarry and he was survived by his daughters, Johanna (1887–1967) and Mathilde (1891–1975). Neither ever married or had children, hence Hertz has no living descendants.
Катодтық сәулелер
1892 жылы Герц эксперименттер жүргізе бастады және катодтық сәулелердің өте жұқа металл фольганы (мысалы, алюминийді) тесіп өтетінін көрсетті. Генрих Герцтің шәкірті Филипп Ленард осы "сәуле әсерін" одан әрі зерттеді. Ол катодтық түтікшелердің бір түрін жасап, түрлі материалдарға X сәулелерінің енуін зерттеді. Бірақ Ленард X сәулелерін өндіріп жатқанын білмеді. Герман фон Гельмгольц X сәулелері үшін математикалық теңдеулер құрастырды. Рентген өзінің ашылуын және хабарлауын жасамас бұрын ол дисперсия теориясын ұсынды, бұл теория жарықтың электромагниттік теориясы негізінде қалыптасты (Wiedmann's Annalen, Vol. XLVIII). Дегенмен, ол нақты X сәулелерімен жұмыс істемеді.
In 1892, Hertz began experimenting and demonstrated that cathode rays could penetrate very thin metal foil (such as aluminium). Philipp Lenard, a student of Heinrich Hertz, further researched this "ray effect". He developed a version of the cathode tube and studied the penetration by X rays of various materials. However, Lenard did not realize that he was producing X rays. Hermann von Helmholtz formulated mathematical equations for X rays. He postulated a dispersion theory before Röntgen made his discovery and announcement. It was formed on the basis of the electromagnetic theory of light (Wiedmann's Annalen, Vol. XLVIII). However, he did not work with actual X rays.
Фотоэлектрлік әсер
Герц фотоэлектрлік эффектті (кейін Альберт Эйнштейн түсіндірді) орнатуға көмектесті, ол зарядталған дененің ультракүлгін сәулеленуге (УК) ұшырағанда зарядын оңайырақ жоғалтатынын байқады. 1887 жылы ол фотоэлектрлік эффектіні, сондай-ақ электромагниттік (ЭМ) толқындардың туындауы мен қабылдануын зерттеді, нәтижелері Annalen der Physik журналында жарияланды. Оның қабылдағышында электромагниттік толқындарды анықтағанда жарқыл көрінетін, тізбегі бар орам болды. Жарқылды жақсырақ көру үшін ол құрылғыны қараңғы қорапқа орналастырды. Ол қораптың ішінде жарқылдың максималды ұзындығының қысқарғанын байқады. ЭМ толқындарының көзі мен қабылдағыш арасына қойылған шыны панель УК сәулесін сіңіріп алып, электрондардың тізбектің арасын секіруіне көмектесті. Панель алынғанда жарқылдың ұзындығы артты. Ол шыныны кварцқа ауыстырғанда жарқыл ұзындығының өзгермейтінін байқады, себебі кварц УК сәулесін сіңірмейді. Герц айлар бойы жүргізген зерттеулерінің қорытындысын жасап, алынған нәтижелерді баяндады. Ол бұл эффектіні одан әрі зерттеуді жалғастырмады, сондай-ақ байқалған құбылыстың қалай пайда болғанын түсіндіруге әрекет етпеді.
Hertz helped establish the photoelectric effect (which was later explained by Albert Einstein) when he noticed that a charged object loses its charge more readily when illuminated by ultraviolet radiation (UV). In 1887, he made observations of the photoelectric effect and of the production and reception of electromagnetic (EM) waves, published in the journal Annalen der Physik. His receiver consisted of a coil with a spark gap, whereby a spark would be seen upon detection of EM waves. He placed the apparatus in a darkened box to see the spark better. He observed that the maximum spark length was reduced when in the box. A glass panel placed between the source of EM waves and the receiver absorbed UV that assisted the electrons in jumping across the gap. When removed, the spark length would increase. He observed no decrease in spark length when he substituted quartz for glass, as quartz does not absorb UV radiation. Hertz concluded his months of investigation and reported the results obtained. He did not further pursue investigation of this effect, nor did he make any attempt at explaining how the observed phenomenon was brought about.
Контакт механикасы
1881 және 1882 жылдары Герц контактілік механика деп аталатын екі мақала жариялады, олар осы саладағы кейінгі теориялардың маңызды негізі болды. Жозеф Валентин Буссинеск Герцтің жұмысына қатысты маңызды байқаулар жасады, соған қарамастан, бұл жұмыстың контактілік механика саласындағы маңызы зор екенін көрсетті. Оның жұмысы, негізінен, контактіге келген екі осьтік симметриялы дененің жүктеме астындағы мінез-құлқының сипаттамасы болып табылады. Ол классикалық серпімділік теориясы мен континуум механикасы негізінде нәтижелер алды. Оның теориясының ең маңызды кемшілігі – екі қатты дене арасындағы жабысудың кез келген түрін ескермеу болды, бұл материалдардың жоғары серпімділікке ие болуымен маңызды болып табылады. Алайда, сол кезде жабысуды ескермеу түсінікті болды, себебі оны анықтау үшін тәжірибелік әдістер жоқ еді. Теориясын дамыту үшін Герц, әйнек шарды линзаға қойғанда пайда болатын эллипстік Ньютон сақиналарын бақылап, шардың тудыратын қысымы эллипстік үлгіде таралатынын болжады. Ол Ньютон сақиналарының пайда болуын теориясын шардың линзаға енуін есептеу арқылы тәжірибелермен растау үшін қайта пайдаланды. Кеннет Л. Джонсон, К. Кендалл және А. Д. Робертс (JKR) 1971 жылы жабысу күші бар жағдайдағы теориялық орын ауыстыруын немесе ену тереңдігін есептеу үшін осы теорияны негіз ретінде қолданды. Материалдардың жабысуы нөлдік деп есептелсе, Герцтің теориясы олардың формуласынан шығарылады. Осы теорияға ұқсас, бірақ басқаша болжамдарды қолдана отырып, Б. В. Дерягуин, В. М. Мюллер және Ю. П. Топоров 1975 жылы зерттеу қауымдастығында DMT теориясы деп танылған тағы бір теорияны жариялады, ол да жабысудың нөлдік екенін ескере отырып Герцтің формулаларын қалпына келтірді. Бұл DMT теориясы мерзімінен бұрын шықты және JKR теориясына қосымша материалдық контактілік теория ретінде қабылдануға дейін бірнеше түзетулерге ұшырады. DMT және JKR теориялары контактілік механиканың негізін құрайды, барлық өтпелі контактілік модельдер оларға сүйенеді және наноиндетация және атомдық күш микроскопиясында материалдық параметрлерді болжау үшін қолданылады. Бұл модельдер трибология саласының маңызды бөлігі болып табылады және Дункан Доусон оны 23 "Трибология адамының" бірі деп атады. Оның электромагнетизмдегі маңызды жұмысына қарамастан (ол өзінің ерекше салдарымен оны тривиальды деп санады).
In 1881 and 1882, Hertz published two articles on what was to become known as the field of contact mechanics, which proved to be an important basis for later theories in the field. Joseph Valentin Boussinesq published some critically important observations on Hertz's work, nevertheless establishing this work on contact mechanics to be of immense importance. His work basically summarises how two axi symmetric objects placed in contact will behave under loading, he obtained results based upon the classical theory of elasticity and continuum mechanics. The most significant flaw of his theory was the neglect of any nature of adhesion between the two solids, which proves to be important as the materials composing the solids start to assume high elasticity. It was natural to neglect adhesion at the time, however, as there were no experimental methods of testing for it. To develop his theory Hertz used his observation of elliptical Newton's rings formed upon placing a glass sphere upon a lens as the basis of assuming that the pressure exerted by the sphere follows an elliptical distribution. He used the formation of Newton's rings again while validating his theory with experiments in calculating the displacement which the sphere has into the lens. Kenneth L. Johnson, K. Kendall and A. D. Roberts (JKR) used this theory as a basis while calculating the theoretical displacement or indentation depth in the presence of adhesion in 1971. Hertz's theory is recovered from their formulation if the adhesion of the materials is assumed to be zero. Similar to this theory, however using different assumptions, B. V. Derjaguin, V. M. Muller and Y. P. Toporov published another theory in 1975, which came to be known as the DMT theory in the research community, which also recovered Hertz's formulations under the assumption of zero adhesion. This DMT theory proved to be premature and needed several revisions before it came to be accepted as another material contact theory in addition to the JKR theory. Both the DMT and the JKR theories form the basis of contact mechanics upon which all transition contact models are based and used in material parameter prediction in nanoindentation and atomic force microscopy. These models are central to the field of tribology and he was named as one of the 23 "Men of Tribology" by Duncan Dowson. Despite preceding his great work on electromagnetism (which he himself considered with his characteristic soberness to be trivial
Метеорология
Герцтің метеорологияға деген қызығушылығы әрқашан терең болған, бұл, әдетте, 1878 жылдың жазында Мюнхен политехникалық институтында зертханалық курста оның профессоры болған Вильгельм фон Безольдпен байланысынан туындаған болуы мүмкін. Берлинде Гельмгольцтің ассистенты ретінде ол осы салада бірнеше шағын мақалалар жазды, олардың ішінде сұйықтардың булануы, гигрометрдің жаңа түрі және адиабатикалық өзгерістерге ұшырағанда ылғалды ауаның қасиеттерін анықтаудың графикалық әдісі туралы зерттеулер бар.
Hertz always had a deep interest in meteorology, probably derived from his contacts with Wilhelm von Bezold (who was his professor in a laboratory course at the Munich Polytechnic in the summer of 1878). As an assistant to Helmholtz in Berlin, he contributed a few minor articles in the field, including research on the evaporation of liquids, a new kind of hygrometer, and a graphical means of determining the properties of moist air when subjected to adiabatic changes.
Ғылым философиясы
1894 жылы жарық көрген "Механика принциптері" кітабының кіріспесінде Герц өз заманында физиканы бейнелеу үшін қолданылған әртүрлі "көзқарастарды" талқылайды, оның ішінде Ньютон механикасының көзқарасы (масса мен күштерге негізделген), екінші көзқарас (энергия сақталуы мен Гамильтон принципіне негізделген) және оның өзінің көзқарасы (ғарыш, уақыт, масса және Герц принципіне негізделген), оларды "қабылдануы", "туралығы" және "қолайлылығы" тұрғысынан салыстырады. Герц "негізсіз болжамдарды" жойып, Ньютонның күш туралы ұғымына және қашықтықтан әсер етуге қарсы пікір білдіргісі келді.
In the introduction of his 1894 book Principles of Mechanics, Hertz discusses the different "pictures" used to represent physics in his time including the picture of Newtonian mechanics (based on mass and forces), a second picture (based on energy conservation and Hamilton's principle) and his own picture (based uniquely on space, time, mass and the Hertz principle), comparing them in terms of 'permissibility’, ‘correctness’ and ‘appropriateness’. Hertz wanted to remove "empty assumptions" and argue against the Newtonian concept of force and against action at a distance.
Үшінші рейхпен қарым-қатынас
Герцтің отбасы оның туғанға екі он жыл бұрын яһуди дінінен лютеран дініне көшкендіктен, оның есімі 1930 жылдары нацистік үкіметке қарсы болды, ол режим адамдарды діни сеніміне емес, "жарыс" бойынша жіктеді. Герцтің есімі көшелер мен мекемелерден алынып тасталды, тіпті оның құрметіне аталған жиілік бірлігін (герц) Герман фон Гельмгольцтің атына өзгерту, ал символын (Гц) өзгертусіз қалдыру туралы ұсыныстар да болды.
Because Hertz's family converted from Judaism to Lutheranism two decades before his birth, his legacy ran afoul of the Nazi government in the 1930s, a regime that classified people by "race" instead of religious affiliation. Hertz's name was removed from streets and institutions and there was even a movement to rename the frequency unit named in his honor (hertz) after Hermann von Helmholtz instead, keeping the symbol (Hz) unchanged.