هاينريش هرتز - Heinrich Hertz

هاينريش هرتز عالم ومخترع ألماني، ساهمت أبحاثه في تقدم الفيزياء، ولاسيما تلك التي نجح من خلالها في إثبات وجود الموجات الراديوية.

وُلد هاينريش رودولف هرتز في 22 شباط عام 1857 في مدينة هامبورغ الألمانية،درس في Dr. Wichard Lange School في هامبورغ وفي عمر الخامسة عشر ترك المدرسة بعد أن أتقن اللغات اللاتينية واليونانية وقليلا ًمن العربية قبل أن يعود في عمر السابعة عشر إلى المدرسة لينهي تحضيراته لامتحان دخول الجامعة. سجل هرتز في جامعة ميونخ في دورات في الرياضيات المتقدمة والميكانيك والفيزياء والكيمياء التجريبية، وبعد عام ناجح انتقل إلى جامعة برلين حيث المخابر الفيزيائية أكثر تطوراً.

نال هرتز شهادة الدكتوراه في الفيزياء في عمر الثالثة والعشرين وعمل محاضراً في جامعة Kiel. يعد اكتشاف الموجات الراديوية أهم إنجازاته بالإضافة لاكتشافه التأثير الكهروضوئي. توفي في مدينة Bonn الألمانية في 1 كانون الثاني عام 1894.

وُلد هاينريش رودولف هرتز في الثاني والعشرين من شهر شباط عام ألف وثمانمائة وسبعة وخمسين في مدينة هامبورغ الألمانية، وكان الطفل الأول في عائلة مكونة من خمس أطفال، والدته كانت ابنة فيزيائي بينما والده كان محاميا ً وأصبح عضوا ًفي مجلس الشيوخ فيما بعد. ورغم أنه نشأ في عائلة متدينة إلَّا أن والديه اهتما بتعليمه أكثر من تقدمه الديني.

درس في Dr. Wichard Lange School في هامبورغ وهي مدرسة خاصة غير دينية يديرها المعلم الشهير Dr. Wichard Lange وكانت تتميز بأساليب التعليم التي تركز على مهارات الطلاب، كما أن لها قوانين صارمة من ناحية التنافس بين الطلاب وقد كان هرتز من الأوائل على صفه.

لاحظت والدته موهبته في الرسم وصنع الأشياء وكانت مهتمة بشدة بتعليمه فقامت بتسجيله في دروس للرسم أيام الأحد في كلية تقنية وكان وقتها يبلغ الحادية عشر من عمره.

في عمر الخامسة عشر ترك المدرسة بعد أن أتقن اللغات اللاتينية واليونانية وقليلا ًمن العربية وأصبح جاهزا ًلاجتياز اختبارات اللغة في الجامعة، في ذلك الوقت درس هرتز الرياضيات والعلوم في بيته بمساعدة بعض الأساتذة الخصوصيين، وتعلَّم كيف يعمل على خراطة المعادن حيث كان يصمم مساءا ً نماذج لأجهزة علمية معقدة مثل المطياف الذي استخدمه في تجاربه الفيزيائية والكيميائية الأولى.

عاد هرتز في عمر السابعة عشر إلى المدرسة لينهي تحضيراته لامتحان دخول الجامعة وبعد نجاحه اختار دراسة العمارة، وانتقل إلى فرانكفورت حيث عمل هناك في مكتب هندسة معماري، وبقي يقرأ كتب الفيزياء بعد العمل. سرعان ما شعر بالملل فانتقل إلى درسدن ليدرس الهندسة قبل أن يلتحق بالخدمة العسكرية.

عام ألف وثمانمائة وستة وثمانين تزوج هرتز من Elisabeth Doll في مدينة Karlsruhe وأنجبا طفلتين جوانا وماتيلد التي أصبحت عالمة أحياء كان لها إسهامات في اكتشاف آلية حل المشكلات عند الحيوانات.   أما من حيث ديانة هاينريش هرتز ومعتقداته وطائفته الأصلية ، فقد ولد لعائلة مسيحية لوثرية

أطلق اسمه على أحد البراكين على سطح القمر.
يحتوي معهد Karlsruhe للتكنولوجيا في ألمانيا على نصب تذكاري لهرتز.
أزال النازيون صورة كبيرة له من قاعة مدينة هامبورغ بسبب أصوله اليهودية.

بعمر الخامسة والثلاثين أصيب هاينريش هرتز بالشقيقة وبدأت صحته بالتدهور، وتوفي في الأول من كانون الثاني عام ألف وثمانمائة وأربعة وتسعين في مدينة Bonn الألمانية نتيجة التهاب مناعي في الأوعية الدموية، ودُفن في مسقط رأسه في هامبورغ.

عام ألف وتسعمائة وثلاثين تم تسمية واحدة الاهتزاز بالهرتز من قبل اللجنة الدولية للتقنيات الكهربائية، وفي عام ألف وتسعمائة وستين اعتُمدت الواحدة بشكل رسمي من قبل المؤتمر العام للأوزان والقياسات.

بعد أن أنهى هاينريش هرتز خدمته الإلزامية في العشرين من عمره، انتقل إلى ميونخ عام ألف وثمانمائة وسبعة وسبعين ليسجل في دورة هندسية، ولكن بعد شهر واحد أحس بعدم السعادة وقرر أن يترك الهندسة حيث كانت رغبته الأولى أن يصبح فيزيائياً.

سجل في جامعة ميونخ في دورات في الرياضيات المتقدمة والميكانيك والفيزياء والكيمياء التجريبية، وبعد عام ناجح انتقل إلى جامعة برلين حيث المخابر الفيزيائية أكثر تطوراً.

بدأ هرتز في برلين العمل في مختبر الفيزيائي الشهير Hermann von Helmholtz، الذي رأى فيه موهبة واضحة فكلفه بالعمل على مشكلة كانت موضع جدل ونقاش بينه وبين الفيزيائي Wilhelm Weber، وهي: هل يملك التيار الكهربائي كتلة أو طاقة حركية؟.

بدأ هرتز العمل على هذه القضية التي كان قسم الفلسفة في جامعة برلين قد عرض مكافأة على من يحلها، وكان يوم هرتز يبدأ بمحاضرات صباحية عن الديناميك التحليلية أو الكهرباء والمغناطيسية، ثم يكمل تجاربه وتفكيره وحساباته في المختبر.

في آب عام ألف وثمانمائة وتسعة وسبعين حصل هرتز على جائزته وهي ميدالية ذهبية عن اكتشافاته، حيث قال إن التيار الكهربائي إن كان له أي كتلة فستكون كتلة صغيرة للغاية – يجب الأخذ بعين الاعتبار بأن اكتشاف هرتز هذا كان قبل أن يتم اكتشاف الإلكترون بثمانية عشر عاماً.

بدأت أعمال هرتز وتجاربه تلقى إعجابا ً في الوسط العلمي نظرا ًللتجديد في التجارب الذي قام به والأدوات التي قام بتطويرها بنفسه، وهو ما دفع مجلة Annalen der Physik إلى نشر اكتشافه.

موهبته الفريدة جعلت أستاذه Helmholtz يطلب منه العمل على الحصول على جائزة جديدة عرضتها جامعة برلين لمن يتمكن من التحقق من صحة نظرية Maxwell حول الكهرومغناطيسية والتي قال فيها إن الضوء هو عبارة عن أمواج كهرومغناطيسية وأنه يمكن أن يوجد أنواع أخرى من هذه الأمواج الكهرومغناطيسية.

لم يطُل عمل هرتز على هذه النظرية، بل بدأ مشروعه الخاص وأنجز خلال ثلاثة أشهر أطروحته حول التحفيز الكهرومغناطيسي، فنال بذلك الدكتوراه بالفيزياء في شباط عام ألف وثمانمائة وثمانين حيث كان يبلغ الثالثة والعشرين من العمر، وعمل لمدة ثلاث سنوات في مختبر Helmholtz نشر خلالها خمس عشرة ورقة بحثية.

كما عمل فيما بعد محاضِراً في جامعة Kiel، كما توصل في أبحاثه إلى نتائج متوافقة مع نظرية Maxwell حول الكهرومغناطيسية.

انتقل هرتز في آذار عام ألف وثمانمائة وخمسة وثمانين إلى جامعة Karlsruhe حيث المخابر الفيزيائية المتطورة وقرر العمل على إثبات نظرية Maxwell، وبعد شهور من التجارب توصل إلى ملاحظة فريدة، فقد لاحظ أن الشرارات الكهربائية تولد اهتزازاً كهربائياً منتظماً داخل الأسلاك وهذا الاهتزاز يتحرك للأمام والخلف نتيجة تسارع الشحنات الكهربائية وتباطؤها، وفي حال كانت نظرية Maxwell صحيحة فإن هذه الشحنات سوف تشع موجات كهرومغناطيسية تنتقل في الهواء كالضوء.

وبعد تطويره لأدوات وأجهزة خاصة تمكن هرتز في تشرين الثاني عام ألف وثمانمائة وستة وثمانين من توليد الموجات الكهرومغناطيسية أو ما عُرف بالموجات الراديوية مثبتا ًبذلك نظرية Maxwell، وبأن الأمواج الضوئية وأمواج الراديو هي جزء من طيف واحد هو الطيف الكهرومغناطيسي.

وقد كانت الأمواج الراديوية اللاسلكية التي ولَّدها هرتز هي الأساس لكثير من وسائل الاتصال التي نستخدمها حاليا ًكالراديو والتلفاز والاتصالات الخلوية، بالإضافة إلى تطبيقاتها في العلوم الطبية والفلكية وحتى في مجال الطبخ في أفران الميكروويف.

خلال تجارب هرتز على إثبات نظرية Maxwell اكتشف ظاهرة فريدة، فقد لاحظ أن تعريض المعدن المشحون كهربائيا ًإلى الأشعة فوق البنفسجية يفقده شحنته بشكل سريع، ونشر هذا الاكتشاف في مجلة Annalen der Physik.

وفي عام ألف وثمانمائة وتسع وتسعين أوضح العالم ج.ج.تومسون J. J. Thomson مكتشف الالكترون أن الأشعة فوق البنفسجية تفقد المعدن الكتروناته وبالتالي شحنته، كما أن اكتشاف هرتز جعل ألبرت آينشتاين يعيد التفكير في نظرية الضوء حيث اقترح أن الضوء يأتي بشكل حزم من الفوتونات، وهذا التفسير للتأثير الكهروضوئي نال عليه آينشتاين جائزة نوبل في الفيزياء عام ألف وتسعمائة وواحد وعشرين.