El físico alemán H. Hertz (1857 ~ 1894), aunque sólo vivió 37 años, hizo dos descubrimientos importantes: primero, confirmó experimentalmente las ondas electromagnéticas predichas por Maxwell; Descubrimiento del efecto fotoeléctrico.
En la década de 1970, cuando Hertz inició sus actividades científicas, la comprensión de los fenómenos electromagnéticos por parte de la gente aún era inconsistente. Se acababa de proponer la teoría electromagnética de Maxwell. Debido a que esta teoría utiliza herramientas matemáticas relativamente avanzadas y novedosas, y debido a que los conceptos de la mecánica newtoniana están profundamente arraigados en los corazones de la gente y los fenómenos de la mecánica macroscópica son intuitivos, no ha sido generalmente aceptada. Muchos físicos todavía se limitan al marco de la teoría mecánica y tratan de establecer una teoría electromagnética basada en el marco de la teoría mecánica. La clave de la teoría de Maxwell es la corriente de desplazamiento y las ondas electromagnéticas. Predijo teóricamente la existencia de ondas electromagnéticas y propuso que la luz es un tipo de ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas deben tener un amplio rango de frecuencia, y el rango de frecuencia de las ondas luminosas sólo ocupa una pequeña parte. Para demostrar la exactitud de la teoría de Maxwell, es necesario realizar experimentos para demostrar la existencia de ondas electromagnéticas de otras frecuencias. También viaja a la velocidad de la luz y tiene las mismas características de reflexión, refracción, difracción, interferencia y polarización que las ondas luminosas. Así, en 1879, la Academia Prusiana de Ciencias de Berlín ofreció una recompensa por la verificación experimental de las ondas electromagnéticas.
Hertz fue alumno de Helmholtz, y Helmholtz lo admiraba mucho. Profesores y estudiantes mantuvieron estrechas amistades durante toda su vida. ¿Cómo llamó Helmholtz en su momento al campo del electromagnetismo? "Un desierto sin caminos" se propuso realizar un estudio exhaustivo en este campo, tratando de aclarar este estado caótico. De hecho, fue Helmholtz quien formuló la cuestión de los premios para la Academia de Ciencias de Berlín, influenciado por Hertz. Realizó un estudio en profundidad de la teoría electromagnética. Estaba decidido a realizar un experimento que fue premiado por la Academia de Ciencias, sin embargo, debido a otros trabajos, el asunto quedó archivado durante varios años. La confirmación de la existencia de ondas electromagnéticas se completó en 1887 ~ 1888. Año. El generador y detector de ondas electromagnéticas que utilizó. A la izquierda hay un generador, que se compone de dos pequeñas bolas de cobre que están muy cerca una de la otra y conectadas entre sí. Una gran bola de cobre pasa por una varilla de cobre de 30 cm de largo. Equivale a dos placas de un condensador, hay un condensador en el medio y la varilla de cobre tiene una inductancia. La salida de la bobina de inducción está conectada a las dos pequeñas bolas de cobre. Para cargar el capacitor, cuando se alcanza un cierto voltaje, se produce un voltaje entre las dos pequeñas bolas de cobre. Cuando la chispa se cortocircuita, el generador se convierte en un bucle LC y la chispa descarga la carga del capacitor, lo que produce. Oscilación de alta frecuencia (porque la inductancia y capacitancia del bucle son muy pequeñas), y el campo eléctrico penetra en todo el espacio debido a la forma del condensador, provocando una oscilación direccional La onda electromagnética se propaga hacia el exterior. El detector, que está hecho de un alambre de cobre doblado en un círculo (el radio utilizado por Hertz es de 35 cm), y la distancia entre las dos bolas se puede ajustar. También es un circuito oscilante. la capacitancia del circuito y la frecuencia natural del circuito están determinadas por su inductancia y capacitancia. Para lograr un efecto de detección significativo, el detector está sintonizado para resonar con el generador cuando llega la onda electromagnética. Se induce una fuerza electromotriz en el cable de cobre circular del detector, lo que provoca una oscilación forzada en el bucle. Debido a la resonancia, el bucle del detector genera una fuerte oscilación. En este momento, aparecen chispas en la vía de chispas, por lo que la onda electromagnética puede ser. Hertz también midió la longitud de onda de la onda electromagnética moviendo el detector a diferentes posiciones, lo que equivale a 106 veces la longitud de onda de la onda luminosa. Según la longitud de onda y la frecuencia de oscilación calculada, la velocidad de la onda puede ser. calcula que es igual a la velocidad de la luz.
Posteriormente Hertz también se dio cuenta de la reflexión de las ondas y verificó la ley de la reflexión. La superposición de las ondas originales y las ondas reflejadas produjo ondas estacionarias, confirmando así también la interferencia. ondas electromagnéticas refractadas a través de prismas de asfalto; la difracción se puede observar a través de escudos perforados; rejillas de alambre paralelas producen polarización; también se utilizan pantallas metálicas cilíndricas para enfocar las ondas electromagnéticas. De esta manera, Hertz demostró experimentalmente la exactitud de la teoría de Maxwell y la teoría electromagnética comenzó a ser aceptada. A finales del siglo XIX, la teoría de Maxwell se había vuelto dominante en el campo del electromagnetismo. >
Hertz también descubrió el efecto fotoeléctrico en experimentos con ondas electromagnéticas en 1887. Cuando los dos polos son iluminados por la luz de chispa del oscilador del transmisor, la chispa del detector se fortalece. Investigaciones posteriores demostraron que esto se debe a la. La radiación ultravioleta, que expulsa las partículas cargadas negativamente del polo negativo, lo publicó en un artículo, pero no se realizaron más investigaciones.
En 1894, Hertz murió de toxemia causada por una enfermedad dental. edad menor de 37 años.
En honor a Hertz, su nombre se utiliza como nombre de la unidad de frecuencia.
Hertz no sólo era un excelente físico experimental, sino que también tenía una buena formación teórica. En 1884, introdujo el potencial vectorial A en la teoría electromagnética. En 1890, reescribió las ecuaciones de Maxwell de la forma original (***8 ecuaciones, incluidas 6 ecuaciones vectoriales) a una forma simétrica simplificada, que incluye solo 4 vectores. todavía se usa hoy. Su sistema era simple y vívido, lo que aceleró la difusión de la teoría de Maxwell. También escribió un libro, "Principios de mecánica (expresados en una nueva forma)", que se publicó póstumamente. Este libro no sólo reitera los logros de sus predecesores, sino que también incluye algunas perspectivas nuevas propias.
Aunque Hertz estudió ingeniería cuando era joven y era profesor en una universidad de ingeniería cuando realizó experimentos con ondas electromagnéticas, persiguió la comprensión de las leyes básicas de la naturaleza y no le importó la aplicación práctica de las ondas electromagnéticas. ondas. Después de descubrir las ondas electromagnéticas, se dedicó a estudiar la teoría de Maxwell y los principios básicos de la mecánica. Sumado a su prematura muerte, el propio Hertz no consideró la posibilidad de utilizar ondas electromagnéticas para transmitir información. Sin embargo, la brecha se ha ampliado y las condiciones han madurado. Hertz preparó el escenario para Marconi y Popov, y la invención de la radio fue una necesidad histórica. Muchas personas se dedicaron a la investigación sobre la aplicación de las ondas electromagnéticas y lograron resultados concretos uno o dos años después de la muerte de Hertz. La radioelectrónica se desarrolló rápidamente a lo largo del siglo XX, creando la era de la información actual.