هاینریش رودولف هرتز – زندگینامه و فعالیت‌های علمی او
هاینریش رودولف هرتز در سال ۱۸۷۸ دوردی دکتری خود را در دانشگاه برلین آغاز کرد. در سال ۱۸۸۰ مدرک دکتری خود را دریافت کرد. در سال ۱۸۸۵ در مدرسهٔ عالی فنی کارلسروهه به سمت استادی فیزیک منصوب شد. در سال ۱۸۸۸ امواج رادیویی را کشف کرد.
هرتز از دودمانی ثروتمند بود و ابتدا تحصیلات خود را در مدارج بالاتر در دانشگاه مونیخ پی گرفت. او در سال ۱۸۷۸ که هنوز ۲۳ سال داشت دوره دکتری خود را در دانشگاه برلین آغاز کرد و آن را در سال ۱۸۸۰ به پایان رساند. تا سال ۱۸۸۵ در مدرسهٔ عالی فنی کارلسروهه استاد فیزیک بود و سمت مشابهی را در سال ۱۸۸۹ در دانشگاه بن بر عهده گرفت. تقریباً به یادماندنی‌ترین اثر خود را تا این زمان تکمیل کرده بود و ظرف ۵ سال در اثر مسمومیت خونی درگذشت.
آزمون پیش‌گویی‌های مکسول
آزمایش‌هایی که هرتز را مشهور ساخت، در سال ۱۸۸۸ انجام داد. او آنها را ظرف حدود ۳ سال به پیش برده بود ولی دست کم از لحاظ نظری مدت طولانی‌تری آنها را کاویده بود. استاد راهنمایش وقتی او مشغول تحصیل در دوران دکتری بود، در سال ۱۸۷۹ کاری جستجوگرانه تجربی را در زمینه‌ای که هرتز سرانجام آن را آزمود، به وی پیشنهاد کرد، ولی انجام این کار برای این مرد آلمانی چندین سال طول کشید تا بتواند به تجهیزات مورد نیاز و تسهیلاتی به منظور هدایت این آزمایش‌ها دست یابد. در اصل منافعی در پیش‌گویی اساسی جیمز کلارک مکسول نهفته بود و تقریباً به طور قطع در شکل‌های دیگری از تابش الکترومغناطیس وجود داشت که از نظر رفتاری مشابه فروسرخ، فرا بنفش و نور مرئی طبیعی بودند که خارج از دامنه شناخته شده آن زمان قرار داشتند و بعدها کشف شدند. هرتز فرض کرد اگر این امر درست باشد می‌تواند به طور تجربی از طریق ساختن دستگاهی به منظور شناسایی تابش الکترومغناطیس خاصی به جستجوی این امواج بپردازد. او دستگاهی اختراع کرد که شامل یک مدار الکتریکی بود ولی یک شکاف در آن وجود داشت و وقتی مدار را وصل می‌کرد جرقه‌ای در میان آن شکاف زده می‌شد. با دلیل اثبات کرد که اگر نظریه مکسول درست باشد، الزاماً این دستگاه حساس باید امواج الکترومغناطیسی را که در اثر این جرقه پخش می‌شوند جمع آوری کند و به این ترتیب چیزی شبیه یک آنتن ساخت. او این وسیله را در وسط اتاقی که در آن مدار ایجاد جرقه وجود داشت قرار داد، و به اندازه کافی مطمئن بود که این آنتن امواج را آشکارسازی می‌کند. این امواج را «امواج هرتزی» نامید ولی آن‌چه که در واقع کشف کرده بود و بعدها شناخته شدند، امواج رادیویی بودند.
سرعت امواج رادیویی
بررسی‌های تجربی نشان داد که این امواج رادیویی دقیقا دارای خواصی‌اند که مکسول وجود آنها را پیش‌بینی کرده بود. اولاً مانند سایر اشکال تابش الکترومغناطیسی با سرعت نور حرکت می‌کنند. می‌توانند بازتابیده و شکسته و همانند سایر امواج وادار به نوسان کردن شوند. در واقع، به همان اندازه که به نوبه خود به علت اهمیت‌شان به عنوان پدیده‌ای که به تازگی کشف شده بودند مهم بودند، کشف امواج رادیویی هرتز و خواص آنها نیز از این نظر که به طور قطعی و تجربی اثبات کردند که مکسول وقتی بیان داشته امواج نور و به علاوه گرما، اشکالی از تابش الکترومغناطیسی‌اند، درست اندیشیده است.
کشفی بی‌فایده
به هر حال این دانشمند آلمانی بلافاصله خودش اهمیت حقیقی دستاوردهای تجربی‌اش را صرف ورای اثبات درستی نظریه‌های مکسول ندید وقتی از او سوال شد چه کاربردی فیزیکی از کشف او می‌تواند حاصل شود، هرتز پاسخ داد «هیچ کاربردی ندارد. فقط یک آزمایش است که اثبات می‌کند حق با استاد مکسول بوده است. ما فقط این امواج الکترو مغناطیسی مرموز را در اختیار داریم که با چشم غیر مسلح نمی‌توانیم آنها را ببینیم. ولی آنها اینجا هستند.» هر چند دیگران چنین نتیجه‌گیری ساده‌ای را نپذیرفتند و وقتی هرتز شیوه‌ها و نتایج آزمایش‌های خود را منتشر کرد شروع به تماشای روش‌های بهره‌برداری از این امواج رادیویی کردند.
پیشرفت مارکونی
متاسفانه هرتز به اندازه کافی عمر نکرد تا کاربردهایی را ببیند که شرح کشف او در مقاله‌ای الهام بخش گولیلمور مارکونی شد. طول مسیر انتقال سیگنال‌های رادیویی از ایرلند تا امریکا با نزدیک شدن به اواخر قرن نوزدهم افزایش یافت و در ارسال یک پیام در سراسر اقیانوس اطلس تا سال ۱۹۰۱ به توفیق دست یافت.
میراث هرتز
هرتز نامی است که جهان حتی امروزه با آن آشنا است. به افتخار دستاوردهای هاینریش رودولف هرتز، یکای بسامد در دستگاه S به نام وی نامیده شده است. در واقع، این اصل که مردم عموماً هنگامی که رادیوی خود را تنظیم می‌کنند با نام او مواجه می‌شوند حاکی از دستاوردهای عظیم اوست. آن‌چه که احتمالاً کمتر شناخته شده، از این قرار است که این فیزیکدان آلمانی به این دستاورد در جوانی نایل آمده و در حالی که فقط ۳۶ سال داشت در گذشت.
امروزه نام هرتز برای هر کسی که یکبار رادیو را روشن کرده باشد آشناست.
