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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Hertz Heinrich Rudolf. Biografia de um cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
Na história da ciência, não são muitas as descobertas que entram em contato todos os dias. Mas sem o que fez Heinrich Hertz, já é impossível imaginar a vida moderna, pois o rádio e a televisão são uma parte necessária da nossa vida, e ele fez uma descoberta nessa área. Heinrich Rudolf Hertz nasceu em 22 de fevereiro de 1857 na família de um advogado que mais tarde se tornou senador. O menino estava fraco e doente, mas superou com sucesso os primeiros anos incomumente difíceis de sua vida e, para o deleite de seus pais, ele se equilibrou, tornou-se saudável e alegre. Todos acreditavam que ele seguiria os passos de seu pai. E, de fato, Heinrich entrou na escola real de Hamburgo e ia estudar direito. No entanto, depois que eles começaram as aulas de física em sua escola, seus interesses mudaram drasticamente. Felizmente, os pais não interferiram na busca do menino por sua vocação e permitiram que ele fosse ao ginásio, depois de se formar, do qual recebeu o direito de entrar na universidade. Tendo recebido um certificado de matrícula, Hertz partiu em 1875 para Dresden e ingressou na Escola Técnica Superior. No começo ele gostou de lá, mas aos poucos o jovem percebeu que a carreira de engenheiro não era para ele. Em 1º de novembro de 1877, ele enviou uma carta a seus pais, onde havia tais palavras: “Eu costumava dizer a mim mesmo que ser um engenheiro medíocre é preferível a mim do que um cientista medíocre. Agora acho que Schiller está certo quando ele disse: não vai conseguir. "E essa cautela excessiva de minha parte seria loucura da minha parte." Portanto, ele deixou a escola e foi para Munique, onde foi aceito imediatamente no segundo ano da universidade. Os anos passados em Munique mostraram que o conhecimento universitário não era suficiente; para estudos científicos independentes, era necessário encontrar um cientista que concordasse em se tornar seu orientador. É por isso que, depois de se formar na universidade, Hertz foi para Berlim, onde conseguiu um emprego como assistente no laboratório do maior físico alemão da época, Hermann Helmholtz. Helmholtz logo notou um jovem talentoso, e boas relações foram estabelecidas entre eles, que mais tarde se transformaram em amizade íntima e ao mesmo tempo em cooperação científica. Sob a orientação de Helmholtz, Hertz defendeu sua tese e tornou-se um reconhecido especialista em sua área. Helmholtz, em seu obituário, lembra o início da trajetória científica de Hertz, quando lhe propôs um tema para trabalho de alunos na área de eletrodinâmica, "tendo a certeza de que Hertz se interessaria por essa questão e a resolveria com sucesso". Assim, Helmholtz introduziu Hertz na área em que posteriormente teve que fazer descobertas fundamentais e se imortalizar. Descrevendo o estado da eletrodinâmica naquela época (verão de 1879), Helmholtz escreveu: "... o campo da eletrodinâmica se transformou em um deserto sem estradas naquela época. Fatos baseados em observações e consequências de teorias muito duvidosas - tudo isso foi intercalado interligado. " Foi neste ano que Hertz nasceu como cientista. O aspirante a cientista foi completamente capturado pelo trabalho na dissertação de doutorado, obrigatória para um graduado universitário, que ele queria concluir o mais rápido possível. Em 5 de fevereiro de 1880, Heinrich Hertz foi coroado com o grau de Doutor em Ciências com um raro na história da Universidade de Berlim, e mesmo com professores tão rigorosos como Kirchhoff e Helmholtz, o predicado - com honras. Sua tese "Sobre a indução em uma bola giratória" era teórica, e ele continuou a se envolver em pesquisas teóricas no instituto de física da universidade. Mas Heinrich Hertz começou a duvidar, pois acreditava que os trabalhos teóricos que publicava eram acidentais para ele como cientista. Ele estava cada vez mais atraído por experimentos. Por recomendação de seu professor, em 1883 Hertz recebeu o cargo de professor assistente em Kiel, e seis anos depois tornou-se professor de física na Technische Hochschule em Karlsruhe. Aqui, Hertz tinha seu próprio laboratório experimental, que lhe proporcionava a liberdade da criatividade, a oportunidade de fazer o que lhe interessava e reconhecia. Hertz percebeu que o que mais lhe interessava no mundo era a eletricidade, as rápidas oscilações elétricas nas quais ele havia trabalhado como estudante. Foi em Karlsruhe que começou o período mais frutífero de sua atividade científica, que, infelizmente, não durou muito. Em um artigo de 1884, Hertz mostra que a eletrodinâmica maxwelliana tem vantagens sobre a eletrodinâmica convencional, mas considera não comprovado que é a única possível. Posteriormente, Hertz, no entanto, estabeleceu-se na teoria do compromisso de Helmholtz. Helmholtz emprestou de Maxwell e Faraday o reconhecimento do papel do meio nos processos eletromagnéticos, mas, ao contrário de Maxwell, ele acreditava que a ação das correntes abertas deveria ser diferente da ação das correntes fechadas. Esta questão foi estudada no laboratório de Helmholtz por N. N. Schiller em 1876. Schiller não descobriu a diferença entre correntes fechadas e abertas, como deveria ter sido de acordo com a teoria de Maxwell! Mas, aparentemente, Helmholtz não ficou satisfeito com isso e sugeriu que Hertz voltasse a testar a teoria de Maxwell. Os cálculos de Hertz mostraram que o efeito esperado, mesmo nas condições mais favoráveis, seria muito pequeno, e ele "recusou-se a desenvolver o problema". No entanto, desde aquela época ele não parou de pensar em possíveis maneiras de resolvê-lo, e sua atenção "foi aguçada em relação a tudo relacionado às vibrações elétricas". No início da pesquisa de Hertz, as oscilações elétricas haviam sido estudadas tanto teórica quanto experimentalmente. Hertz, com sua atenção a este assunto, enquanto trabalhava na Escola Técnica Superior de Karlsruhe, encontrou em um escritório de física um par de bobinas de indução destinadas a demonstrações de palestras. “Me ocorreu”, escreveu ele, “que para obter faíscas em um enrolamento, não era necessário descarregar grandes baterias em outro e, além disso, que pequenos frascos de Leyden e até mesmo descargas de um pequeno aparelho de indução eram suficientes para isso. , se apenas a descarga perfurasse o centelhador”. Experimentando com essas bobinas, Hertz teve a ideia de sua primeira experiência. Hertz descreveu a configuração experimental e os próprios experimentos em um artigo publicado em 1887 "Sobre oscilações elétricas muito rápidas". Hertz descreve aqui um método para gerar oscilações "cerca de cem vezes mais rápidas do que as observadas por Feddersen". “O período dessas oscilações”, escreve Hertz, “determinado, é claro, apenas com a ajuda da teoria, é medido em centésimos de milionésimos de segundo. Consequentemente, em termos de duração, elas ocupam um lugar intermediário entre as vibrações sonoras de corpos pesados e as leves vibrações do éter”. Mas Hertz não fala sobre nenhuma onda eletromagnética com um comprimento de cerca de três metros neste trabalho. Tudo o que ele fez foi construir um gerador e um receptor de oscilações elétricas estudando a ação indutiva do circuito oscilatório do gerador sobre o circuito oscilatório do receptor, com uma distância máxima entre eles de três metros. Em Das Ações da Corrente, Hertz passou a estudar fenômenos a uma distância maior, trabalhando em um auditório de 14 metros de comprimento e 12 metros de largura. Ele descobriu que se a distância do receptor ao vibrador for menor que um metro, então a natureza da distribuição da força elétrica é semelhante ao campo do dipolo e diminui inversamente com o cubo da distância. No entanto, em distâncias superiores a três metros, o campo diminui muito mais lentamente e não é o mesmo em diferentes direções. Na direção do eixo do vibrador, a ação diminui muito mais rápido do que na direção perpendicular ao eixo, e dificilmente é perceptível a uma distância de quatro metros, enquanto na direção perpendicular atinge distâncias superiores a doze metros. Este resultado contradiz todas as leis da teoria de longo alcance. Hertz continuou pesquisando na zona de onda de seu vibrador, cujo campo ele calculou teoricamente mais tarde. Em vários trabalhos subsequentes, Hertz provou irrefutavelmente a existência de ondas eletromagnéticas se propagando a uma velocidade finita. "Os resultados de meus experimentos sobre oscilações elétricas rápidas", escreveu Hertz em seu oitavo artigo em 1888, "me mostraram que a teoria de Maxwell tem uma vantagem sobre todas as outras teorias da eletrodinâmica". O campo nesta zona de ondas em diferentes momentos de tempo foi representado por Hertz usando uma imagem de linhas de força. Esses desenhos de Hertz foram incluídos em todos os livros didáticos de eletricidade. Os cálculos de Hertz formaram a base da teoria da radiação da antena e da teoria clássica da radiação de átomos e moléculas. Assim, Hertz, no curso de sua pesquisa, finalmente e incondicionalmente mudou para o ponto de vista de Maxwell, deu uma forma conveniente às suas equações, complementando a teoria de Maxwell com a teoria da radiação eletromagnética. Hertz obteve experimentalmente as ondas eletromagnéticas previstas pela teoria de Maxwell e mostrou sua identidade com as ondas de luz. Em 1889, no 62º Congresso de Naturalistas e Médicos Alemães, Hertz leu um relatório "Sobre a relação entre luz e eletricidade". Aqui ele resume seus experimentos nas seguintes palavras: "Todos esses experimentos são muito simples em princípio, mas, no entanto, trazem as consequências mais importantes. Eles destroem qualquer teoria que considere que as forças elétricas saltam o espaço instantaneamente. Eles significam uma vitória brilhante A teoria de Maxwell... Como sua visão da essência da luz parecia improvável antes, agora é tão difícil não compartilhar essa visão. Em 1890, Hertz publicou dois artigos: "Sobre as equações básicas da eletrodinâmica em corpos em repouso" e "Sobre as equações básicas da eletrodinâmica para corpos em movimento". Esses artigos continham pesquisas sobre a propagação de "raios de força elétrica" e, em essência, deram a exposição canônica da teoria do campo elétrico de Maxwell, que desde então se tornou parte da literatura educacional. Os experimentos de Hertz causaram uma enorme ressonância. Particular atenção foi dada aos experimentos descritos na obra "Sobre os raios da força elétrica". “Essas experiências com espelhos côncavos”, escreveu Hertz na “Introdução” de seu livro “Investigações sobre a propagação da força elétrica”, “rapidamente atraíram a atenção, muitas vezes foram repetidas e confirmadas. expectativas.” Entre as inúmeras repetições dos experimentos de Hertz, um lugar especial é ocupado pelos experimentos do físico russo P. N. Lebedev, publicados em 1895, o primeiro ano após a morte de Hertz. Nos últimos anos de sua vida, Hertz mudou-se para Bonn, onde também chefiou o departamento de física da universidade local. Lá ele fez outra grande descoberta. Em seu trabalho "Sobre a influência da luz ultravioleta em uma descarga elétrica", que foi recebido pelos "Protocolos da Academia de Ciências de Berlim" em 9 de junho de 1887, Hertz descreve um importante fenômeno descoberto por ele e mais tarde chamado de efeito fotoelétrico . Esta descoberta notável foi feita devido à imperfeição do método hertziano de detectar oscilações: as faíscas excitadas no receptor eram tão fracas que Hertz decidiu colocar o receptor em um estojo escuro para facilitar a observação. No entanto, descobriu-se que o comprimento máximo da faísca neste caso é muito menor do que em um circuito aberto. Removendo sucessivamente as paredes da caixa, Hertz notou que a parede voltada para a faísca do gerador tinha um efeito de interferência. Investigando cuidadosamente esse fenômeno, Hertz estabeleceu a causa que facilita a descarga da faísca do receptor - o brilho ultravioleta da faísca do gerador. Assim, por puro acaso, como escreve o próprio Hertz, descobriu-se um fato importante que não tinha relação direta com o objetivo do estudo. Esse fato atraiu imediatamente a atenção de vários pesquisadores, incluindo A. G. Stoletov, professor da Universidade de Moscou, que estudou o novo efeito, que ele chamou de actinoelétrico, com cuidado especial. Hertz não teve tempo de estudar esse fenômeno em detalhes, pois morreu repentinamente de um tumor maligno em 1º de janeiro de 1894. Até os últimos dias de sua vida, o cientista trabalhou no livro "Princípios da Mecânica, estabelecidos em uma nova conexão". Nela, ele procurou compreender suas próprias descobertas e delinear outras formas de estudar fenômenos elétricos. Após a morte prematura do cientista, este trabalho foi concluído e preparado para publicação por Hermann Helmholtz. No prefácio do livro, ele chamou Hertz de o mais talentoso de seus alunos e previu que suas descobertas determinariam o desenvolvimento da ciência por muitas décadas. As palavras de Helmholtz acabaram sendo proféticas e começaram a se tornar realidade apenas alguns anos após a morte do cientista. E no século XNUMX, quase todas as áreas da física moderna surgiram do trabalho de Hertz. Autor: Samin D. K.
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