Heinrich Hertz životopis

Heinrich Rudolf Hertz bol jeden z najvýznamnejších nemeckých fyzikov 19. storočia. Narodil sa 22. februára 1857 v Hamburgu a zomrel 1. januára 1894 v Bonne. Bol strýkom východonemeckého fyzika Gustáva Hertza, ktorý dostal v roku 1925 Nobelovu cenu za fyziku spolu s J. Franckom za ich experimentálne práce a objav zákonov pôsobiacich pri zrážke elektrónu s atómom. Heinrich Rudolf Hertz dal meno fyzikálnej jednotke frekvencie - Hz - hertz, pričom 1 Hz je kmit za 1 sekundu.

Heinrich Rudolf Hertz študoval na technike v Mníchove, potom matematiku a fyziku v Berlíne, kde v tom čase prednášali významní učenci K. R. Kirchhoff a H. Helmholtz, o ktorých sme sa aj my už na fyzike učili.
V roku 1884 sa stal profesorom na technike v Karlsruhe a v roku 1889 profesorom na univerzite v Bonne. Jeho význam pre nás spočíva najmä v experimentálnom dôkaze existencie elektromagnetických vĺn a preskúmaní ich vlastností, čo vytvorilo základy pre vynájdenie rádia a televízie. Určil, že rýchlosť elektromagnetických vĺn sa rovná rýchlosti svetla a zistil úplnú totožnosť základných vlastností elektromagnetických a svetelných vĺn, čím dal experimentálny základ Maxwellovej teórii. James Clerk Maxwell bol významný škótsky fyzik, ktorý v roku 1864 vypracoval teóriu elektromagnetických vĺn, ktoré sú základom rádiového prenosu. Ich existenciu dokázal až Hertz. Ak by boli Maxwellove teoretické predstavy naozaj správne, tak by sa v praxi muselo odohrávať nasledovné: Z miesta, kde by sa nachádzali elektrické výboje, by sa museli šíriť na všetky strany elektromagnetické účinky, to značí, že by sa musela vytvoriť sférická elektromagnetická vlna. Keby preskakoval elektrický náboj hore dolu medzi dvoma kovovými guľami, tak by museli vzniknúť postupné elektromagnetické vlny tej istej frekvencie. Hertz vytvoril teóriu oscilátoru. V roku 1890 odvodil Maxwellove rovnice do terajšej podoby a pokúsil sa vysvetliť teóriu elektromagnetických javov v pohybujúcich sa vzťažných systémoch. Prístroje, pomocou ktorých Hertz dokázal pravdivosť Maxwellových rovníc, možno obdivovať v Nemeckom múzeu v Mníchove. Sú veľmi jednoduché, no napriek tomu sa dá s nimi dokázať, že elektromagnetické vlny maju všetky tie isté vlastnosti ako svetelné vlny.
Heinrich Rudolf Hertz sa však zaoberal aj mechanikou. V roku 1881 vypracoval teóriu nárazu pružných tuhých gúľ, vypočítal čas nárazu a zaviedol aj presný pojem tuhého telesa.

Výsledky jeho hlavných experimentálnych prác vydal v diele Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft, ktoré vyšlo v roku 1889. Hertz patril k k posledným veľkým reprezentantom klasickej fyziky. Zomrel však veľmi skoro - už ako tridsať šesťročný na Nový rok 1. januára roku pána 1894.
Ako sa však tie elektromagnetické vlny v priestore šírili? Elektromagnetické vlny sa môžu šíriť v nielen v hmote, ale aj v prázdnom priestore. Fyzici obdobia Hertzovej súčasnosti si však nedokázali predstaviť, že sa elektromagnetické vlny môžu šíriť prázdnym priestorom. Zdalo sa im to nemožné. Nevedeli si predstaviť, že by sa niečo mohlo šíriť v niečom nehmotnom. To, že elektromagnetické vlny existujú dokázal Heinrich Rudolf Hertz, ibaže ani on nenašiel to "niečo", bez čoho sa elektromagnetické vlny nemôžu šíriť. A tak si fyzici vymysleli neviditeľnú substanciu, ktorá by mala tieto vlny šíriť. Túto substanciu nazvali éter. Ak by tento éter však aj existoval, musela by to byť naozaj zvláštna látka, jemná, neviditeľná, nehmotná a pritom by mala viesť vlny, pevnejšie než oceľ. Neskôr niektorí vedci prijali Einsteinovu teóriu relativity a odložili ideu éteru, pretože teória relativity ponúkla iné (asi lepšie - poznámka autora referátu) vysvetlenie. Ale ani tým sa tento problém neskončil a záverom možno povedať, že o tom, ako putujú elektromagnetické vlny priestorom, existuje niekoľko veľmi odlišných teórií. Vieme, že sú, ale nevieme ako sa šíria. Ani dnešný vedci na konci 2. tisícročia nedokázali podať uspokojivé a jednoznačné vysvetlenie. . .

Chronológia najdôležitejších dát zo života Heinricha Rudolfa Hertza.
1857 - narodil sa v Hamburgu.
1881 - zaviedol presný pojem tuhého telesa.
1884 - stal sa profesorom v Karlsruhe (Nemecko)
1887 - dokázal, že sa elektromagnetické vlny môžu odrážať podobne ako svetlo a rýchlosť šírenia elektromagnetických vĺn sa rovná rýchlosti šírenia svetla.
1888 - objavil rádiové vlny.
1889 - stal sa profesorom na univerzite v Bonne a výsledky jeho hlavných experimentálnych prác boli vydané knižne.
1890 - vysvetlil teóriu elektromagnetických javov v pohybujúcich sa vzťažných systémoch.
1894 - presne na Nový rok umiera v Bonne.

Zvuk
Vysoké tóny majú vysokú frekvenciu a vyznačujú sa veľkým počtom vybrácií. Nízke tóny majú naopak nízku frekvenciu. Frekvencia je počet zvukových vĺn (kmitov) za sekundu. Včely mávajú krídlami 200-krát za sekundu, čiže zvuk, ktorý pri lietaní vydávajú (a my počujeme) má frekvenciu 200 Hz.

Komáre vydávajú vyšší zvuk ako včely, lebo mávajú krídlami rýchlejšie (asi 500-krát za sekundu).
Človek nepočuje zvuky s príliš vysokými frekvenciami ani s veľmi nízkymi frekvenciami. Nepočuje ich preto, lebo sú buď nad alebo pod hranicou počuteľnosti ľudským uchom. Ľudia vnímajú zvuky od 20 hertzov, čo je nízke dunenie až do asi 18 000 hertzov. Mladý človek má hranicu počuteľnosti vyše 20 000 hertzov a so stúpajúcim vekom hranica počuteľnosti klesá. Mačka má hranicu počuteľnosti až 25 000 hertzov. Pes až do 35 000 hertzov. Myš do 100 000 hertzov a Netopier až do 120 000 hertzov.
Človek môže počuť dva po sebe nasledujúce zvuky iba vtedy, ak medzi nimi uplynie viac ako 1/10 sekundy.

Rozhlasové a televízne vlny
Podstatou rádiových vĺn sú rýchlo sa meniace elektrické a magnetické polia. Rýchlosť zmeny sa nazýva frekvencia (kmitočet) a meria sa v hertzoch (Hz). Vysielače môžu vysielať na rôznych rozhlasových frekvenciách čiže ich vlny môžu byť rôzne:
Dlhé vlny (DV, 30-300 kHz) sa šíria do vzdialenosti 1000 km. Využívajú ich národné rozhlasové okruhy (u nás Slovenský Rozhlas), ale aj lode, ktoré na týchto frekvenciách (vlnách) prijímajú správy o počasí .
Stredné vlny (SV, 300 kHz - 3 MHz) sa šíria na vzdialenosť niekoľko sto kilometrov. Na rozsahu stredných vĺn su môžeme naladiť veľa rozhlasových staníc z celej Európy.
Krátke vlny (VK, 3-30 MHz) sa šíria na veľké vzdialenosti vďaka tomu, že sa odrážajú od ionosféry (je súčasťou termosféry, ktorá sa nachádza vo výške 80-480 km nad Zemou. Ionosféra je vrstva elektricky nabitých častíc) a zemského povrchu. Môžu takto obísť okolo celej Zemegule. Využívajú ich najmä rádioamatéri.
Veľmi krátke vlny (VKV, 30-300 MHz) sa šíria len priamočiaro a preto nedosiahnu za horizont. Tieto frekvencie využívajú napríklad požiarnici, policajti, televízia a rozhlas (napr. BETA Rádio 93,9 MHz či Rádio Koliba 106,0 MHz).
Ultra krátke vlny (UKV, 300 MHz - 3 GHz) prenášajú televízne programy.

Použitá literatúra:
Roman Bednár: NAJVÄČŠÍ GÉNIOVIA ZÁPADNEJ CIVILIZÁCIE, Vydavateľstvo Book & Book, Bratislava 1995, strany 54, 93, 94.
Annabel Craigová a Cliff Rosney: DETSKÁ VEDECKÁ ENCYKLOPÉDIA, Mladé Letá, Bratislava 1992, strany 64, 67, 68.
Ing. Juraj Bober, CSc.: MALÁ ENCYKLOPÉDIA BÁDATEĽOV A VYNÁLEZCOV, Obzor, Bratislava 1973, strana 295.
Kolektív autorov: DETSKÁ ILUSTROVANÁ ENCYKLOPÉDIA I.

- SVET VEDY A TECHNIKY, Vydavateľstvo Slovart, Bratislava 1992, strany 64, 90, 94.
Kolektív autorov: MALÁ ČESKOSLOVENSKÁ ENCYKLOPEDIE svazek II., Academia, Praha 1985, strana 763.
Kolektív autorov: SVET CHÉMIE, FYZIKY, ASTRONÓMIE, Mladé Letá, Bratislava 1975, strana 207.
Kolektív autorov: VEĽKÁ DETSKÁ ENCYKLOPÉDIA, Agentúra CESTY, s. r. o., Bratislava 1995, strana 413.