Heinrich Hertz

Nuoruusvuodet

Hertz syntyi Hampurissa juutalaisen Gustav Ferdinand Hertzin ja luterilaisen Anna Elisabeth Pfefferkornin esikoisena vuonna 1857. Hertzillä oli kolme nuorempaa veljeä sekä yksi pikkusisko. Hertzin isä oli ammatiltaan asianajaja, toimien lähinnä Hampurissa ja myöhemmin muuton jälkeen Oberlandsgerichtsratissa. Hän toimi myös Hampurin senaatissa senaattorina.
Hertz aloitti koulunkäynnin kuusivuotiaana Richard Langen omistamassa yksityiskoulussa. Hertz opiskeli koulussa noin kymmenen vuotta, minkä aikana hän osoitti lahjakkuutensa. Hertz oli etevä erityisesti käytännön töissä, etenkin puutöissä. Hertz osoitti myös hallitsevansa hyvin niin moderneja kuin klassisiakin kieliä. Vuonna 1872 hän aloitti lukio-opinnot Hampurin Johanneum Gymnasiumissa, jossa hän menestyi monissa oppiaineissa. Hän opiskeli lukioaikanaan myös arabiaa, joka oli opintosuunnitelman ulkopuolinen aine. Pian Hertz joutui vaikean valinnan eteen, sillä hänen oli päätettävä mitä ainetta hän opiskelisi yliopistossa. Ylioppilaskokeet alkoivat keväällä vuonna 1875, ja tuolloin Hertz oli päättänyt jatkaa tekniikan parissa. Kirjoitusten jälkeen Hertz matkusti Frankfurtiin.

Opiskeluvuodet

Frankfurtissa ollessaan Heinrich Hertzistä alkoi tuntua, ettei hän ehkä haluaisi jatkaa tekniikan parissa. Hertz aloitti kuitenkin opinnot Dresdenin ammattikorkeakoulussa. Opiskelut jäivät kuitenkin lyhyeen, sillä Hertz matkasi vuonna 1876 Berliiniin suorittamaan vuoden kestävää asepalvelusta. Asepalveluksen jälkeen hän jatkoi opintojaan. Nyt Hertzille kävi selväksi, ettei tekniikka ole ala, jonka opiskelua hän haluaisi jatkaa. Hertzin opiskelua rahoitti hänen isänsä, joten Hertz tarvitsi isänsä hyväksynnän uran muuttamiseen ja pyysi häntä edelleen tukemaan opiskelujaan. Isä vakuuttui poikansa toiveista ja antoi luvan uran vaihdolle. Hertz kirjautui Münchenin yliopistoon vuonna 1877 opiskellen ensimmäisen lukuvuoden matematiikkaa saadakseen tarvittavat taustatiedot aineesta. Philipp von Jolly neuvoi tulokasta tutustumaan Lagrangen, Laplacen ja Poissonin töihin.
Toisena opiskeluvuotena Hertz kävi matematiikan ja fysiikan kursseja sekä yliopistolla että ammattikorkeakoulussa. Hertz oli tyytymätön oloonsa Münchenissä, joten hän päätti muuttaa Berliiniin. Berliinissä hän jatkoi opintojaan kaupungin yliopistossa, jossa hän sai opetusta muun muassa Hermann von Helmholtzilta ja Gustav Kirchhoffilta. Hertzillä oli tuolloin vain vuoden kokemus yliopistossa opiskelusta, mutta oli siitä huolimatta halukas aloittamaan kokeellisen tutkimisen.
Berliinin yliopiston filosofian laitos antoi vuonna 1879 Hertzille palkinnon, jonka laitos oli luvannut sähköistä inertiaa koskevan ongelman tutkimisesta. Hertz väitteli tohtoriksi vuonna 1880 ja pääsi heti väittelemisen jälkeen Helmholtzin apulaiseksi Berliinissä. Hertz työskenteli Berliinissä kolme vuotta, minkä aikana hän kirjoitti 15 tieteellistä tutkielmaa. Suurin osa käsitteli sähköä, kaksi katodisäteistä sekä muutama uusista instrumenteista kuten ampeerimittarista ja kosteusmittarista eli hygrometristä.
Hertzin oli päätettävä miten hänen tulisi edetä urallaan. Hertzin vaihtoehtoina olivat joko jatkaa Helmholtzin apulaisena tai siirtyä johonkin saksalaiseen yliopistoon teoreettisen fysiikan dosentiksi vaikka hän piti kokeellisesta työstä enemmän. Kielin yliopistossa oli virka avoinna. Hertz sai viran Helmholtzin suositusten avustuksella.

Hertzin tunnetuimmat tutkimukset

Hertz tuli kuuluisaksi suorittamalla Karlsruhessa sähkömagneettisia kokeita. Vuonna 1887 hän synnytti kipinäpurkauksen avulla säteilyä, jota nykyisin kutsutaan mikroaalloiksi. Hertz havaitsi, että näillä aalloilla oli samanlaisia ominaisuuksia kuin valolla (heijastuminen, taittuminen, polaroituminen, interferoituminen, eteneminen valon nopeudella). Aallonpituus saatettiin mitata synnyttämällä seisovia aaltoja. Kokeet todistivat, että James Maxwellin vuonna 1862 esittämä sähkömagneettinen teoria piti paikkansa. Tämä oli suuri askel kohti käytännön sovelluksia kuten radiotekniikkaa. Hertz tutki myös eristeitä sähkömagneettisessa kentässä. Valosähköisen ilmiön hän keksi havaitessaan, että purkausvälin kipinä syttyi paremmin, kun elektrodeja valaistiin ultraviolettivalolla. Ilmiö voitiin teoreettisesti todistaa vasta 1905 kvanttiteorian avulla. Hän myös havaitsi, että elektronit läpäisevät ohuita kulta- ja alumiinikalvoja.
Hertz oli etevä kokeellisen fysiikan tutkija, mutta hänen uransa jäi lyhyeksi sairastumisen ja varhaisen kuoleman (1894) takia. Sen vuoksi hän ei ollut näkemässä tutkimustensa ansiosta syntynyttä tietoliikennealan läpimurtoa. Kansainvälisessä yksikköjärjestelmässä on Hertzin kunniaksi värähdystaajuuden yksikön nimeksi annettu hertsi.