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BIOGRAPHIES DE GRANDS SCIENTIFIQUES
Hertz Henri Rudolf. Biographie d'un scientifique
Annuaire / Biographies de grands scientifiques
Dans l'histoire des sciences, il n'y a pas beaucoup de découvertes qui entrent en contact avec tous les jours. Mais sans ce qu'a fait Heinrich Hertz, il est déjà impossible d'imaginer la vie moderne, puisque la radio et la télévision font partie intégrante de notre vie, et il a fait une découverte dans ce domaine. Heinrich Rudolf Hertz est né le 22 février 1857 dans la famille d'un avocat devenu plus tard sénateur. Le garçon était faible et maladif, mais il a surmonté avec succès les premières années inhabituellement difficiles de sa vie et, pour le plus grand plaisir de ses parents, il s'est égalisé, est devenu en bonne santé et joyeux. Tout le monde croyait qu'il suivrait les traces de son père. Et en effet, Heinrich entra à l'école réelle de Hambourg et allait étudier le droit. Cependant, après avoir commencé des cours de physique dans leur école, ses intérêts ont radicalement changé. Heureusement, les parents n'ont pas interféré avec la recherche du garçon pour sa vocation et lui ont permis d'aller au gymnase, après avoir obtenu son diplôme, dont il a reçu le droit d'entrer à l'université. Après avoir reçu un certificat d'immatriculation, Hertz part en 1875 pour Dresde et entre à l'École technique supérieure. Au début, il s'y plaisait, mais peu à peu le jeune homme se rendit compte qu'une carrière d'ingénieur n'était pas pour lui. Le 1er novembre 1877, il envoie une lettre à ses parents, où il y avait de tels mots: "Je me disais souvent qu'être un ingénieur médiocre m'est préférable à un scientifique médiocre. Maintenant, je pense que Schiller a raison quand il a dit : n'y arrivera pas. « Et cette prudence excessive de ma part serait une folie de ma part. Par conséquent, il a quitté l'école et est allé à Munich, où il a été immédiatement accepté en deuxième année d'université. Les années passées à Munich ont montré que les connaissances universitaires ne suffisaient pas ; pour des études scientifiques indépendantes, il fallait trouver un scientifique qui accepterait de devenir son directeur. C'est pourquoi, après avoir obtenu son diplôme universitaire, Hertz s'est rendu à Berlin, où il a obtenu un emploi d'assistant dans le laboratoire du plus grand physicien allemand de l'époque, Hermann Helmholtz. Helmholtz remarqua bientôt un jeune homme talentueux et de bonnes relations s'établirent entre eux, qui se transformèrent plus tard en amitié étroite et en même temps en coopération scientifique. Sous la direction de Helmholtz, Hertz a soutenu sa thèse et est devenu un spécialiste reconnu dans son domaine. Helmholtz, dans sa nécrologie, rappelle le début du parcours scientifique de Hertz, lorsqu'il lui a proposé un sujet de travail étudiant dans le domaine de l'électrodynamique, "étant sûr que Hertz s'intéresserait à ce problème et le résoudrait avec succès". Ainsi, Helmholtz a introduit Hertz dans le domaine dans lequel il a ensuite dû faire des découvertes fondamentales et s'immortaliser. Décrivant l'état de l'électrodynamique à cette époque (été 1879), Helmholtz a écrit: "... le domaine de l'électrodynamique s'est transformé en un désert sans route à cette époque. Des faits basés sur des observations et des conséquences de théories très douteuses - tout cela était interconnecté. " C'est cette année-là que Hertz est né en tant que scientifique. L'aspirant scientifique a été complètement captivé par le travail sur la thèse de doctorat, qui est obligatoire pour un diplômé universitaire, qu'il voulait terminer le plus tôt possible. Le 5 février 1880, Heinrich Hertz a été couronné du diplôme de docteur en sciences avec une rare dans l'histoire de l'Université de Berlin, et même avec des professeurs aussi stricts que Kirchhoff et Helmholtz, le prédicat - avec les honneurs. Sa thèse "Sur l'induction dans une boule en rotation" était théorique et il a continué à s'engager dans des recherches théoriques à l'Institut de physique de l'université. Mais Heinrich Hertz a commencé à douter, car il croyait que les travaux théoriques qu'il publiait étaient accidentels pour lui en tant que scientifique. Il était de plus en plus attiré par les expériences. Sur la recommandation de son professeur, Hertz reçut en 1883 un poste de professeur assistant à Kiel et, six ans plus tard, il devint professeur de physique à la Technische Hochschule de Karlsruhe. Ici, Hertz avait son propre laboratoire expérimental, ce qui lui offrait la liberté de créativité, l'opportunité de faire ce qu'il sentait intéressé et reconnu. Hertz s'est rendu compte que ce qui l'intéressait le plus au monde, c'était l'électricité, les oscillations électriques rapides sur lesquelles il avait travaillé en tant qu'étudiant. C'est à Karlsruhe que commence la période la plus fructueuse de son activité scientifique, qui, malheureusement, ne dure pas longtemps. Dans un article de 1884, Hertz montre que l'électrodynamique maxwellienne présente des avantages par rapport à l'électrodynamique conventionnelle, mais considère qu'il n'est pas prouvé qu'elle soit la seule possible. Par la suite, Hertz a cependant opté pour la théorie du compromis de Helmholtz. Helmholtz a emprunté à Maxwell et Faraday la reconnaissance du rôle du milieu dans les processus électromagnétiques, mais, contrairement à Maxwell, il croyait que l'action des courants ouverts devait être différente de l'action des courants fermés. Cette question a été étudiée dans le laboratoire de Helmholtz par N. N. Schiller en 1876. Schiller n'a pas découvert la différence entre les courants fermés et ouverts, comme cela aurait dû être le cas selon la théorie de Maxwell ! Mais, apparemment, Helmholtz n'était pas satisfait de cela et suggéra à Hertz de recommencer à tester la théorie de Maxwell. Les calculs de Hertz ont montré que l'effet attendu, même dans les conditions les plus favorables, serait trop faible, et il "a refusé de résoudre le problème". Cependant, depuis ce temps, il n'a cessé de réfléchir aux moyens possibles de le résoudre, et son attention "a été aiguisée par rapport à tout ce qui touche aux vibrations électriques". Au début des recherches de Hertz, les oscillations électriques avaient été étudiées à la fois théoriquement et expérimentalement. Hertz, très attentif à ce sujet, alors qu'il travaillait à l'École technique supérieure de Karlsruhe, a trouvé dans un bureau de physique une paire de bobines d'induction destinées à des démonstrations de cours. « Il m'a semblé, écrivait-il, que pour obtenir des étincelles dans un enroulement, il n'était pas nécessaire de décharger de grosses batteries à travers un autre et, de plus, que de petites bouteilles de Leyde et même des décharges d'un petit appareil à induction suffisaient pour cela. , si seulement la décharge perçait l'éclateur » . En expérimentant ces bobines, Hertz a eu l'idée de sa première expérience. Hertz a décrit la configuration expérimentale et les expériences elles-mêmes dans un article publié en 1887 "Sur les oscillations électriques très rapides". Hertz décrit ici une méthode pour générer des oscillations « environ cent fois plus rapides que celles observées par Feddersen ». "La période de ces oscillations", écrit Hertz, "déterminée, bien sûr, uniquement à l'aide de la théorie, se mesure en cent millionièmes de seconde. Par conséquent, en termes de durée, elles occupent une place médiane entre les vibrations sonores de des corps pesants et les légères vibrations de l'éther. Mais Hertz ne parle d'aucune onde électromagnétique d'une longueur d'environ trois mètres dans cet ouvrage. Il n'a fait que construire un générateur et un récepteur d'oscillations électriques en étudiant l'action inductive du circuit oscillant du générateur sur le circuit oscillant du récepteur, avec une distance maximale entre eux de trois mètres. Dans Sur les actions du courant, Hertz passe à l'étude des phénomènes à plus grande distance, travaillant dans un auditorium de 14 mètres de long et 12 mètres de large. Il a constaté que si la distance du récepteur au vibrateur est inférieure à un mètre, la nature de la distribution de la force électrique est similaire au champ du dipôle et diminue inversement au cube de la distance. Cependant, à des distances supérieures à trois mètres, le champ diminue beaucoup plus lentement et n'est pas le même dans les différentes directions. Dans la direction de l'axe du vibrateur, l'action diminue beaucoup plus rapidement que dans la direction perpendiculaire à l'axe, et est à peine perceptible à une distance de quatre mètres, tandis que dans la direction perpendiculaire elle atteint des distances supérieures à douze mètres. Ce résultat contredit toutes les lois de la théorie à longue portée. Hertz a poursuivi ses recherches dans la zone d'onde de son vibromasseur, dont il a ensuite calculé théoriquement le champ. Dans un certain nombre de travaux ultérieurs, Hertz a prouvé de manière irréfutable l'existence d'ondes électromagnétiques se propageant à une vitesse finie. "Les résultats de mes expériences sur les oscillations électriques rapides", écrivait Hertz dans son huitième article en 1888, "m'ont montré que la théorie de Maxwell a un avantage sur toutes les autres théories de l'électrodynamique". Le champ dans cette zone d'ondes à différents moments du temps a été représenté par Hertz à l'aide d'une image de lignes de force. Ces dessins de Hertz figuraient dans tous les manuels d'électricité. Les calculs de Hertz ont formé la base de la théorie du rayonnement d'antenne et de la théorie classique du rayonnement des atomes et des molécules. Ainsi, au cours de ses recherches, Hertz est finalement passé inconditionnellement au point de vue de Maxwell, a donné une forme commode à ses équations, a complété la théorie de Maxwell par la théorie du rayonnement électromagnétique. Hertz a obtenu expérimentalement les ondes électromagnétiques prédites par la théorie de Maxwell et a montré leur identité avec les ondes lumineuses. En 1889, lors du 62e Congrès des naturalistes et médecins allemands, Hertz lit un rapport "Sur la relation entre la lumière et l'électricité". Il résume ici ses expériences dans les mots suivants : "Toutes ces expériences sont très simples dans leur principe, mais, néanmoins, elles entraînent les conséquences les plus importantes. Elles détruisent toute théorie qui considère que les forces électriques sautent instantanément dans l'espace. Elles signifient une brillante victoire. La théorie de Maxwell ... Comme sa vision de l'essence de la lumière semblait improbable auparavant, il est maintenant si difficile de ne pas partager cette vision. En 1890, Hertz publie deux articles : « Sur les équations de base de l'électrodynamique des corps au repos » et « Sur les équations de base de l'électrodynamique des corps en mouvement ». Ces articles contenaient des recherches sur la propagation des «rayons de force électriques» et, en substance, donnaient l'exposition canonique de la théorie de Maxwell sur le champ électrique, qui fait depuis partie de la littérature pédagogique. Les expériences de Hertz ont provoqué une énorme résonance. Une attention particulière a été attirée sur les expériences décrites dans l'ouvrage "Sur les rayons de force électrique". "Ces expériences avec des miroirs concaves", écrit Hertz dans l'"Introduction" de son livre "Enquêtes sur la propagation de la force électrique", "ont rapidement attiré l'attention, elles ont été souvent répétées et confirmées. Elles ont reçu une évaluation positive, qui a largement dépassé mon attentes." Parmi les nombreuses répétitions des expériences de Hertz, une place particulière est occupée par les expériences du physicien russe P. N. Lebedev, publiées en 1895, la première année après la mort de Hertz. Au cours des dernières années de sa vie, Hertz a déménagé à Bonn, où il a également dirigé le département de physique de l'université locale. Là, il fit une autre découverte majeure. Dans son ouvrage "Sur l'influence de la lumière ultraviolette sur une décharge électrique", qui a été reçu par les "Protocoles de l'Académie des sciences de Berlin" le 9 juin 1887, Hertz décrit un phénomène important découvert par lui et appelé plus tard l'effet photoélectrique . Cette découverte remarquable a été faite en raison de l'imperfection de la méthode hertzienne de détection des oscillations : les étincelles excitées dans le récepteur étaient si faibles que Hertz a décidé de placer le récepteur dans un boîtier sombre pour faciliter l'observation. Cependant, il s'est avéré que la longueur d'étincelle maximale dans ce cas est bien inférieure à celle d'un circuit ouvert. En enlevant successivement les parois du boîtier, Hertz a remarqué que la paroi faisant face à l'étincelle du générateur avait un effet gênant. En étudiant attentivement ce phénomène, Hertz a établi la cause qui facilite la décharge d'étincelle du récepteur - la lueur ultraviolette de l'étincelle du générateur. Ainsi, purement par hasard, comme l'écrit Hertz lui-même, un fait important a été découvert qui n'avait aucun rapport direct avec le but de l'étude. Ce fait a immédiatement attiré l'attention d'un certain nombre de chercheurs, dont A. G. Stoletov, professeur à l'Université de Moscou, qui a étudié avec un soin particulier le nouvel effet, qu'il a appelé actinoélectrique. Hertz n'a pas eu le temps d'étudier ce phénomène en détail, puisqu'il mourut subitement d'une tumeur maligne le 1er janvier 1894. Jusqu'aux derniers jours de sa vie, le scientifique a travaillé sur le livre "Principes de mécanique, énoncés dans une nouvelle connexion". Dans ce document, il a cherché à comprendre ses propres découvertes et à esquisser d'autres moyens d'étudier les phénomènes électriques. Après la mort prématurée du scientifique, ce travail a été achevé et préparé pour publication par Hermann Helmholtz. Dans la préface du livre, il a appelé Hertz le plus talentueux de ses étudiants et a prédit que ses découvertes détermineraient le développement de la science pendant de nombreuses décennies à venir. Les paroles de Helmholtz se sont avérées prophétiques et ont commencé à se réaliser quelques années seulement après la mort du scientifique. Et au XXe siècle, presque tous les domaines de la physique moderne sont nés des travaux de Hertz. Auteur : Samin D.K.
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