Heinrich Hertz
(1857-1894)
Deutscher Physiker

Stichworte von
Verena Hack, Schweinfurt

 

1. Biographie

2.Hauptwerke

3.Wissenschaftliche Hauptarbeiten
wesentliche experimentelle u. theoretische Grundlagen auf dem Gebiet der Elektrodynamik;
erstmaliger experimenteller Nachweis der von Faraday und Maxwell vermuteten Wesensgleichheit
von elektromagnetischen Schwingungen und von Lichtschwingungen;
entdeckt die elektrischen Wellen;
eigentliche Entdecker des lichtelektrischen Effektes;
wichtige Arbeiten zur Elastizitätstheorie und Versuch einer Begründung der Mechanik auf ganz
neuer Basis

4. Bedeutung der Ergebnisse seiner Forschung für die spätere technische Entwicklung
Erkenntnis, daß Kathodenstrahlen dünne Metallschichten durchdringen, ohne die Eigenschaft zu
verlieren, sich geradlinig auszubreiten > wenige Jahre später Entdeckung der Röntgenstrahlen;
Tatsache, daß elektromagnetische Stahlen polarisiert und reflektiert werden können > Grundlage
zur Entwicklung des Radars;
lichtelektrischer oder äußerer Photoeffekt, nämlich das Herauslösen von Elektronen aus dem
Inneren eines Festkörpers bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht > Begründung eines neuen
Zweiges der Physik: die Halbleitertechnik;
Entdeckung der elektromagnetischen Wellen > Erfindung des Radios und des Fernsehens

5.Experimenteller Nachweis der elektromagnetischen Wellen (Radiowellen)

mathematische Theorie der Kraftfelder- insbesondere der elektrischen und magnetischen Felder- hat
Maxwell begründet und Heinrich Hertz vollendet;
Existenz der elektromagnetischen Wellen von Maxwell bereits theoretisch vorausgesagt
seine Hypothese über das elektromagnetische Feld: Eine schwingende elektromagnetische Störung
(z.B. Funkenentladung) erzeugt elektromagnetische Wellen, die sich mit Lichtgeschwindigkeit
ausbreiten;
Hertz gelingt dieser Nachweis mit einer verhältnismäßig einfachen Versuchsanordnung:
ein langer, gerader Draht trägt an beiden Enden zwei größere Metallkugeln zur Erhöhung
der Kapazität und ist in der Mitte von einer Funkenstrecke (d =10mm) unterbrochen.
die beiden Hälften werden mit einem Induktionsapparat (Spule) verbunden, so daß sie
gegeneinander elektrisch aufgeladen werden;
mit einem Funken setzen Entladungen in Form elektrischer Schwingungen ein; dieser Funke
springt von einer Kugel zur anderen; damit dient die Kugelfunkenstrecke als Sender; der
Sender ist ein schwingender Dipol, auch Hertz- Oszillator oder linearer Oszillator genannt;
im Abstand von einem Meter montiert Hertz einen einfachen Drahtring, der eine
Funkenstrecke enthält; dies ist der Empfänger, er ist auf die Eigenfrequenz des Senders
abgestimmt und dient zum Abtasten des Wellenfeldes;
jedesmal, wenn zwischen dem ersten Kugelpaar ein Funke überspringt, geschieht das
gleiche auch beim zweiten Kugelpaar, obwohl keine galvanische Verbindung besteht;
damit im Herbst 1886 erstmaliger Nachweis für elektromagnetische Wellen, die sich durch
die Luft fortpflanzen;

Auf dieser tschechischen Briefmarke sind Versuchsanordnung und Dipolfeld sehr schön zu erkennen.

experimenteller Nachweis von elektrischen Schwingungen in einem Dipol und von dem
elektrischen Feld um einen schwingenden Dipol;
Geburtsstunde des Rundfunks;

6. Der Hertzsche Oszillator

in der Elektrodynamik: Anordnung zur Erzeugung und Ausstrahlung elektromagnetischer Wellen,
mittels des linearen Oszillators gelingt es Hertz erstmals elektromagnetische Wellen auszustrahlen;
unter Einschluß des Systems, das die Oszillation der Ladung hervorruft, wird der Hertzsche
Oszillator auch als Hertzscher Sender bezeichnet;
mit dieserAnordnung erzeugten elektromagnetischen Wellen > Hertzsche Wellen;
Wirkungsweise des Hertzschen Oszillators: Betrachtung eines elektrischen Schwingkreises, in dem
die Gesamtenergie zwischen der magnetischen Energie der Spule L und der elektrischen Energie
des Kondensators hin und her pendelt;
Betrachtung des Zeitpunktes, in dem sich die gesamte Energie im elektrischen Feld des
Kondensators befindet;
vergrößert man den Abstand der beiden Kondensatorplatten C1 und C2 , so wird das vorher
homogene Feld des Kondensators zunehmend inhomogen und greift teilweise in die Umgebung
über;
bringt man die Spule in die Mitte zwischen die Kondensatorplatten, so bildet
sich ein kräftiges Streufeld in der Umgebung des Kondensators;
wenn nun die Frequenz der Schwingung groß ist, hat dieses Streufeld während einer Viertelperiode
der Schwingung nicht genügend Zeit , in die Kondensatorplatten zurückzukehren; stattdessen haben
sich geschlossene Feldlinien (elektrische Wirbel) gebildet und vom Kondensator abgeschnürt; diese
breiten sich im Raum nach allen Seiten hin aus;
ist die Frequenz der Schwingung hinreichend groß, so genügen die Kapazität zwischen den Enden
eines beliebig kurzen Leiters und seine Induktivität, um einen solchen offenen Schwingkreis
darzustellen.
das den Hertzschen Oszillator umgebende Feld ist nach der Maxwellschen Theorie unlösbar
verknüpft mit einem magnetischen Feld;
Dipol ani-gif bei MM-Physik
Der Hertzsche Dipol MPG Clip 85 kB FH Darmstadt

7. Einheit der Frequenz- benannt nach Hertz

Hertz: abgeleitete Einheit der Frequenz
Kurzzeichen Hz
Definition: Ein Hertz (Hz) ist die Frequenz eines periodischen Vorganges, bei dem die
Periodendauer eine Sekunde beträgt;
1 Hertz (Hz) = 1 Schwingung/ 1Sekunde (s) = 1 s-1
häufig verwendete Vielfache dieser Einheit: Kilohertz (1 kHz = 103 Hz), Megahertz (1MHz = 106 Hz),
Gigahertz (1 GHz = 109 Hz);
Bezeichnung Hz nur für Frequenzen und nicht für Kreisfrequenzen (Einheit s-1)
üblicher Wechselstrom: Frequenz von 50 Hz, d. h. Strom und Spannung führen in 1 sek
50 volle Schwingungen aus >> wechseln ihre Richtung in dieser Zeit 100 mal;
Gebrauch der Einheiten Kilohertz und Megahertz in der Radiotechnik;

Zusammengestellt von Verena Hack, Schweinfurt, Jan 1998

  • Weitere Links


  • Der Hertzsche Dipol kurzer Lehrtext
    THD: Theorie Elektromagnetischer Felder
    Heinrich Hertz

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