Здравствуйте, господин Ампер

Герц

единица частоты. Была названа в честь немецкого физика Генриха Герца.

1 герц — это частота периодического процесса, повторяющегося через 1 с.

Генрих Герц родился 22 февраля 1857 г. в Гамбурге в семье адвоката, позже ставшего гамбургским сенатором. Уже в юности у него проявились склонности к разным ремеслам — он выучился столярному делу, умел работать на токарных станках. В восемнадцать лет он получил аттестат зрелости, и казалось, что в будущем его ждет профессия инженера.

Он поехал в Мюнхенский политехнический институт, но после двух лет занятий обнаружил, что гораздо больше его привлекает научная работа в области физики. Он перешел в Берлинский университет, где продолжил изучение математики и физики. Прилежного студента заметил известный профессор физики Герман фон Гельмгольц и пригласил его в свою лабораторию в качестве практиканта. Позже он доверил ему самостоятельную задачу, за решение которой в 1879 г. Герц получил золотую медаль университета. Учебу в университете он завершил докторской диссертацией «Об индукции во вращающихся телах».

С 1880 по 1883 г. Герц был ассистентом Гельмгольца. В 1883 г. он стал приват-доцентом в Кильском университете, а спустя два года был назначен штатным профессором физики в политехническом институте г. Карлсруэ. Здесь он проводил свои исследования электромагнитных волн, которые принесли ему всемирную известность.

Задача получения электромагнитных волн и изучения их свойств занимала Герца уже с 1879 г., когда Берлинская академия наук объявила конкурсную тему об экспериментальном подтверждении существования токов смещения. Это была одна из основных гипотез теории электромагнитного поля Максвелла, согласно которой, кроме света, должны существовать и другие, невидимые электромагнитные волны с такими же свойствами, как и у видимого света.

Существующие до тех пор экспериментальные методы не давали возможности решить эту задачу, и поэтому Герц должен был разработать совершенно новую методику и оборудование. Он изготовил весьма оригинальный излучатель электромагнитных волн, так называемый вибратор, и электромагнитный резонатор, с помощью которых он доказал существование электрических колебаний. В 1887 г. на заседании Берлинской академии наук Герц сообщил об успешном решении конкурсной задачи и о существовании токов смещения. Кроме этого, он обнаружил, что электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве от источника, представляет собой электромагнитные волны, существование которых предсказал Джеймс Клерк Максвелл.

В последующих работах Герц тщательно изучил отражение, преломление, интерференцию, поляризацию и дифракцию электромагнитных волн и доказал, что скорость их распространения равна скорости света, а также экспериментально подтвердил теоретически вычисленное Максвеллом отношение между показателем преломления среды и его диэлектрической постоянной. Таким образом, именно Герц первым доказал, что свет по своей природе является электромагнитными волнами. Результаты этих исследований были опубликованы в 1889 г. в работе «О лучах электрической силы».

В 1889 г. Герц был приглашен на должность профессора физики Боннского университета, где он стал преемником Рудольфа Клаузиуса. Здесь он продолжил свою научную работу, и здесь же была создана его теория вибратора (диполь Герца), основанная на максвелловских уравнениях электромагнитного поля, в которой он попытался объяснить теорию электромагнитных явлений в движущихся сопряженных системах.

Герц также занимался и механикой, но он был сторонником так называемого кинематического направления «механики без силы», которое в отличие от механики Ньютона объясняет все физические явления взаимодействием движущихся тяжелых масс при их соприкосновении без использования понятия силы. Но это направление в физике не получило развития.

Работы Герца в области электромагнитных волн имели основополагающее значение для дальнейшего развития этой области физики, которое в итоге привело к открытию радио и телевидения. Показательно, что русский изобретатель радио Александр Степанович Попов в своей первой радиограмме в 1896 г. передал два слова: «Генрих Герц».

Генрих Герц умер 1 января 1894 г. в Бонне. Ему не исполнилось еще и 37 лет.

* * *

Урок музыкального воспитания начался, как обычно. В класс был доставлен продолговатый ящик, который скрывал в себе гармонию[13] весьма почтенного возраста. Для перетаскивания этого музыкального инструмента ив класса в класс всегда находилось достаточное количество рук, желающих помочь. Ведь переезд был не только приятным разнообразием, но и создавал достаточно ситуаций для любых проказ.

Профессор Штрайхер решил посвятить сегодняшний урок пению. Неряшливым почерком он быстро покончил с необходимыми записями в классном журнале и вынул из папки ноты новой песни, которую надо было разучить к приближающемуся школьному празднику.

— Дети, — он обвел класс продолжительным взглядом из-за опущенных на нос очков, — сегодня в виде исключения я не буду вас спрашивать…

— Ура-а-а… — его слова потонули в бурном детском восторге. Профессор подождал, пока утихнет гул.

— Так как приближается наше выступление, порепетируем нашу песню. Возьмите свои тетради и разделитесь по голосам! Раз, два, три!

В классе поднялся шум, ученики быстро разделились на три группы, причем некоторые попутно успели парой тумаков свести кое-какие личные счеты.

А в это время профессор Штрайхер, не торопясь, извлек из гармонии несколько тонов, затем аккордов, которые вскоре перешли в увертюру к песне «Unser Vaterland»[14]. Когда торжественно и с достоинством он кивнул головой, раздался хор детских голосов:

— Kennt ihr das Land, so Wunderschon…

Класс заполнился звуками мелодии песни об отчизне, и профессор Штрайхер прикрыл на мгновение глаза. В нем все больше и больше крепло убеждение, что из всех видов хорового пения детское — самое прекрасное. И тут на его лице внезапно появилось выражение неудовольствия.

Хватит! — крикнул он раздраженно.

В ровном созвучии детских голосов опять раздался чужеродный фальшивый тон, который еще в прошлый раз привлек его внимание. Преисполненный решимости обнаружить его владельца, он приказал начать все сначала.

— Kennt ihr das Land, so Wunderschon…

Профессор встал и подошел вплотную к ученикам. Он прислушивался к каждому в отдельности, помогая себе ладонью, приложенной к уху. Почти на середине песни он, наконец, обнаружил его. Мгновенным движением руки он вытащил за воротник из второго ряда испуганного, несколько побледневшего мальчика.

— Герц! — воскликнул он победоносно. — Генрих Герц. Я так и предполагал, что это ты. По пению я ставлю тебе «неудовлетворительно», а теперь выйди вон! В коридор!

Класс вновь заполнился мелодией. Генрих некоторое время прислушивался к ней, а затем подошел к окну. Он извлек из кармана маленькую книжечку и, слегка полистав ее, углубился в чтение «Диалогов» Платона на греческом языке. Кроме итальянского, французского и английского, он занимался изучением языков, которые не относились к обязательным предметам. Его успехи в арабском были настолько поразительны, что преподаватель упорно рекомендовал отцу послать Генриха изучать ориенталистику[15]…

* * *

— На этом и закончим сегодняшнюю лекцию. До свидания, господа!

Профессор физики Политехнического института в Карлсруэ Генрих Герц, торопливо отложив густо исписанные листы бумаги со своими заметками, нетерпеливо ждал, когда последний студент покинет аудиторию. До следующей лекции оставалось еще три часа, и это время надо было использовать.

— Карл, начинаем! — крикнул он в кабинет механику и сам, оставшись в одной рубашке с закатанными рукавами, окунулся в работу. Сначала они вдвоем убрали из помещения все металлические предметы и даже сняли люстру и демонтировали тонкие трубы газовой магистрали. Столы они соединили деревянными мостками, чтобы по ним можно было ходить во всех направлениях.

Эта «увертюра» была нужна для того, чтобы превратить аудиторию в лабораторию, так как это было единственное подходящее помещение, которое Герц мог использовать для своих экспериментов.

Тем временем Карл приготовил большой индуктор Румкорфа, который Герц собственноручно переделал в вибратор частотой в несколько десятков миллионов колебаний в секунду. На стену он повесил большое жестяное параболическое зеркало.

Герц легко вскочил на стол. В руке он держал резонатор, предназначенный для обнаружения электромагнитных волн. Это было обычное проволочное кольцо, разъединенное в одном месте. На свободных концах были маленькие шарики, расстояние между которыми регулировалось винтом.

— Можешь включать!

Механик включил прибор, и на разряднике начали проскакивать синеватые искры.

Герц по привычке вначале проверил, резонатор. Когда он поместил его на определенном расстоянии от вибратора так, чтобы его плоскость совпадала с осью разрядника вибратора, то между шариками резонатора начали проскакивать мелкие искры.

Затем он начал ходить по столам в разных направлениях, поворачивая резонатор к жестяной параболе. Взгляд его был прикован к шарикам, он ждал, когда же проскочит искра. Спустя час, когда безрезультатно были проверены все возможные положения, в полном изнеможении он присел на парту.

— Снова ничего? — спросил уже по привычке Карл.

— Ничего.

— Будем еще продолжать?

— Нет. На сегодня хватит, — ответил Герц и погрузился в раздумье.

В этом помещении с помощью осциллятора и резонатора он уже доказал, что электромагнитное поле, распространяющееся в пространстве от источника, представляет собой электромагнитные волны, существование которых предсказал Максвелл. Герц обнаружил, что скорость распространения волн постоянна и что металлическая доска, не пропускает их, а отражает.

Теперь же он хотел доказать, что электромагнитные волны обладают такими же свойствами отражения, как и свет. Но вот зарегистрировать отраженные волны ему до сих пор не удавалось.

— Помещение слишком мало для того, чтобы уловить отраженные волны, — рассуждал Герц, мимоходом следя за механиком, который превращал лабораторию опять в аудиторию.

И тогда он утвердился в идее, которая преследовала его уже несколько дней.

— Если у нас нет большего помещения, то мы должны изменить длину волн, — подумал он, но вслух выразил свою мысль любимой арабской пословицей:

— Если гора не идет к Магомету, то Магомет идет к горе! Карл, нам нужен новый вибратор частотой в несколько сот миллионов колебаний в секунду.

— Значит, мне надо приготовить жесть и проволоку, — проворчал механик, который за время своего сотрудничества с Герцем привык ничему не удивляться.

— Да, и сразу же начнем.

Опять их ожидали многие дни упорного труда, о которых Герц писал в одном из своих писем: «Я работаю, как рабочий на заводе, и по времени, и по характеру, я по тысяче раз повторяю каждый подъем руки. Я высверливаю отверстия одно возле другого, сгибаю жестяные полосы, затем покрываю их лаком…»

Когда его мать сообщила мастеру, у которого Герц, будучи мальчишкой, обучался работе на токарном станке, что ее Генрих стал профессором, тот заметил, весьма расстроившись:

— Ах, как жаль. Из него получился бы великолепный токарь!..