عامعلماءقصة نجاحمقالات في الفيزياء

5 اكتشافات مهمة للعالم الفيزيائي هاينريش هيرتز

كان العالم هاينريش هيرتز (1857-1894) عالمًا فيزيائيًا تجريبيًا ألمانيًا شهيرًا، كانت اكتشافاته على مدى 10 سنوات بمثابة حجر الأساس لتقنية الاتصالات الحديثة وميكانيكا الكم.

كان هيرتز يدرس في المنزل منذ ان كان عمره 15 عاما، حيث كان طالبًا متميزًا أظهر إتقانًا ليس فقط في العلوم، ولكن أيضًا في اللغات الاخرى، مثل العربية والسنسكريتية (هي لغة قديمة في الهند). في عام 1930، تم تسمية وحدة التردد باسم Hertz تكريما له. وفي عام 1880م حصل على الدكتوراه من جامعة برلين، وأصبح محاضر فيزياء نظرية في جامعة كيل، وفي عام 1885م أصبح بروفسوراً في جامعة كارلسروه.

1- القصور الذاتي للكهرباء

درس هيرتز تحت إشراف الفيزيائي هيرمان فون هيلمهولتز في جامعة برلين. في عام 1878، شارك هيلمهولتز في نقاش حاد مع زميل له: هل للتيار الكهربائي كتلة؟ أعلن جائزة لمن يجيب على السؤال.

اعلانات جوجل

في ذلك الوقت، لم يتم اكتشاف الإلكترون بعد، لذا كان هذا السؤال بمثابة تحديا كبيرًا. قبل هيرتز التحدي لأنه منحه متعة كبيرة في التعلم من خلال تجارب مدروسة جيدًا.

بعد عام واحد من العمل الشاق، حسم هيرتز الجدل من خلال إظهار سلسلة من التجارب أنه إذا كان للتيار الكهربائي أي كتلة على الإطلاق، فلا بد أن تكون صغيرة بشكل كبير. بعد ما يقرب من 20 عامًا، اكتشف العالم ج. طومسون الإلكترون.

2- موجات الراديو

كان هيرتز يبلغ من العمر 7 سنوات عندما نشر جيمس كلارك ماكسويل المعادلات الشهيرة للنظرية الكهرومغناطيسية. لم يكن أحد قادرًا على توليد موجات كهرومغناطيسية حتى تمكن هيرتز من توليد اول امواج كهرومغناطيسية وهو في عمر 30 عاما، وكان ذلك وهو يعرض شرارات كهربائية لطلابه في عام 1886 لاحظ خلال المحاضرة أن الشرارات تنتج اهتزازًا كهربائيًا منتظمًا داخل الأسلاك الكهربائية.

اعتقد هيرتز أن هذا الاهتزاز ناجم عن تسارع وتباطؤ الشحنات الكهربائية. إذا كان ماكسويل على حق، فإن هذا سيشع موجات كهرومغناطيسية عبر الهواء.

في مقابلة مع هيرتز حول ما هي استخدامات الموجات الكهرومغناطيسية، أجاب: لا شيء على ما أظن! هذه مجرد تجربة محلية الصنع تثبت أن مايسترو ماكسويل على حق.

3- الطيف الكهرومغناطيسي

حسب هيرتز سرعة موجات الراديو التي أنشأها ووجدها هي نفسها سرعة الضوء. كان هذا انتصارًا تجريبيًا لأنه أثبت تنبؤًا آخر لماكسويل.

أظهر هيرتز أيضًا أن الموجات التي تشع من مذبذبه يمكن أن تنعكس وتنكسر وتستقطب وتنتج أنماط تداخل مثل الضوء.

في تسعينيات القرن التاسع عشر، عمل هيرتز أيضًا مع الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. وخلص إلى أن الأشعة فوق البنفسجية والراديو والأشعة السينية والضوء جزء من عائلة كبيرة من الموجات تسمى اليوم الطيف الكهرومغناطيسي.

4- التأثير الكهروضوئي

في عام 1887، لاحظ هيرتز أن المعدن المشحون كهربائيًا عند وضعه تحت الأشعة فوق البنفسجية يفقد شحنته أسرع من أي شيء آخر. وهذا ما يسمى التأثير الكهروضوئي.

اعلانات جوجل

نظرًا لأن هيرتز كان فيزيائيًا تجريبيًا لم يحاول شرح هذه الظاهرة. كان الفيزيائي النظري ألبرت أينشتاين صبيًا صغيرًا في ميونيخ في ذلك الوقت.

في عام 1905، كتب أينشتاين نظرية التأثير الكهروضوئي وحصل على جائزة نوبل لنفسه في عام 1921. لعب هذا العمل دورًا رئيسيًا في تطوير ميكانيكا الكم.

5- ميكانيكا الاتصال

كتب هيرتز ورقة في عام 1881 تحدد مجال ميكانيكا الاتصال. ميكانيكا الاتصال هي جزء من الهندسة الميكانيكية حيث يدرس المهندسون نقاط التلامس للمواد الصلبة.

تعتبر مبادئ ميكانيكا التلامس مفيدة في تطبيقات مثل ملامسة عجلة السكة الحديدية وأنظمة الكبح والإطارات.

الخلاصة

كان هاينريش هيرتز يبلغ من العمر 36 عامًا فقط عندما توفي بسبب مضاعفات في الجراحة لإصلاح الصداع النصفي المستمر. خلال 15 عامًا فقط من مسيرته العلمية، قدم هيرتز مساهمات رائدة في مختلف مجالات الفيزياء.

من ماكسويل إلى أينشتاين، هيرتز هو المجرب الشهير الذي أكدت ملاحظاته نظرية سابقة أو أرست الأساس لنظرية جديدة. هيرتز هو من بين العلماء القلائل الذين تم تكريمهم بإطلاق اسمه على وحدة التردد.

اعلانات جوجل

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى