150 éve született az elektromágneses rezgőkör atyja

Pedig a kezdetek nagyon szerények voltak: mindössze néhány tudós állt az elektromágnesség „bölcsőjénél“. Közülük is kulcsszerepet játszott a sajátosan tragikus életsorsú Heinrich Hertz.

Majdnem építész lett

A világ első elektromágneses rezgőkörének megalkotója százötven évvel ezelőtt, 1857. február 22-én született Hamburgban. Építészmérnöknek készült a müncheni egyetemen, de figyelme hamarosan az elméleti tárgyak - fizika, kémia, matematika - felé fordul, emiatt tanulmányait Berlinben folytatja. A kor egyik legjelesebb professzora, Hermann Helmholtz (1821-1894) felfigyel a tehetségére, felkéri asszisztensének. Ez döntő fordulatot jelent életében: megismerkedik az elektromágnesség témakörével, szellemi mentora hatására doktori disszertációját 1880-ban már az Elektromágneses indukció forgó testekben címmel írja. Abban a korban, amikor az elektromágneses hullámok létéről csak feltételezések voltak.

A tudományág megalapítója, Michael Faraday (1791-1867) rájött arra, hogy az elektromosság és mágnesség egymástól elválaszthatatlan fogalmak, neki köszönhetjük az első kísérleti villamos motor és a laboratóriumi ősáramfejlesztő feltalálását. Mivel eredetileg könyvkötő volt, minden zsenialitása ellenére nem tudta elmélettel alátámasztani találmányait.

Ez egy skót tudósnak, James Clerk Maxwellnek (1831-1879) sikerült, aki Az elektromosság és mágnesség elmélete című, 1873-ban megjelent munkájában közölte azt a négy egyenletet, amely ma az elektromágnesség minden törvényszerűségét magában foglalja. Érdemes megemlíteni, hogy a vákuum elektromos és mágneses jellemzőit alapul véve arra a megdöbbentő következtetésre jutott, hogy az elektromágneses hullámok ugyanolyan sebességgel terjednek, mint a fény! Mivel ebben az időben már ismerték a fénysebességet, a skót tudós meggyőződéssel vallotta, hogy a fény is elektromágneses hullám.

Csakhogy ezt be is kellett bizonyítani. Ráadásul még ott sem tartottak, hogy rezgőkör segítségével mesterséges elektromágneses hullámokat állítsanak elő. Ez elsőként Heinrich Hertznek sikerült.

Megszerkeszti a szikratovábbítót

A fiatal tudós kezdetben, Helmholtz mellett gázkisülésekkel foglalkozott. Bár ezen a téren nem ért el áttörő felfedezéseket, viszont megfigyelései hozzájárultak későbbi tanítványának és asszisztensének, a pozsonyi születésű Lénárd Fülöpnek világraszóló felfedezéseihez, amelyekért 1905-ben fizikai Nobel díjjal tüntették ki.

1886-ban kinevezik a karlsruhei egyetem professzorának. Ebben az időben kezdi el elektromágneses kísérleteit. 1888-ban szerkeszti meg azt a szikratovábbító berendezést, amellyel egy kis szikraközzel elválasztott kör alakú vezető - a mai vevőantenna őse - két végpontja között szikrát tud indukálni. Ezzel igazolja, hogy a levegőn keresztül elektromágneses hatást lehet elérni!

További kísérletekkel azt is bebizonyítja, hogy az általa keltett elektromágneses hullámok fénysebességgel terjednek, a környező tárgyakról visszaverődnek, rajtuk megtörnek, valamint érvényes rájuk a Doppler-hatás, ebből következően kereszt-, szakszóval tranzverzális hullámokról van szó.

Laboratóriumi kísérleti eredményként kidolgozta az oszcillátorok elméletét, amely a későbbi rádió- és tévéadók alapjává vált. Felfedezéseiről 1890-ben jelentette meg munkáját Über die Grundleichungen der Elektrodynamik für ruhende Körper címen, amellyel végső győzelemre segítette Maxwell elméletét.

De a zseniális skót ezt már nem érhette meg: tizenegy évvel korábban, 1879-ben, mindössze negyvennyolc évesen elhunyt.

Ugyanilyen tragikus sors várt Herztre is: ő sem láthatta, hogy felfedezésének mekkora jelentősége van. Mindössze harmincöt éves, amikor egyre kínzóbb fejfájás gyötri. Az orvosok hamarosan agydaganatot állapítanak meg nála. Bár többször megműtötték, nem tudtak segíteni rajta: 1894. január 1-én Bonnban elhunyt.

Lemorzézták nevét

Bő egy évvel később Alexander Sztyepanovics Popov (1859-1906) létrehozza az első rádióadást: Morze-jeleket továbbít egyik helyiségből a másikba. Az üzenet egyetlen nevet tartalmaz: Heinrich Hertzét, így tisztelegve a nagy előd emlékének. A kegyetlen sors játéka, hogy ő sem lehetett tanúja a rádiózás diadalának. Míg Hertz nem érte meg harminchetedik életévét, ő nem töltötte be a negyvenhetediket: a cári hivatalok zaklatásainak következtében agyvérzést kapott, amelybe négy nappal később belehalt.

ĺgy aztán Gugliemo Marconira (1874-1934) és Karl Ferdinand Braunra (1850-1918) várt a rádiózás gyakorlati feladatainak megoldása. Ők ketten 1909-ben vehették át munkásságukért a fizikai Nobel-díjat. Torokszorító élmény tudatosítani, hogy Braun Hertznél hat, Popovnál kilenc évvel volt idősebb. Mindketten teljes mértékben megérdemelték ezt a kitüntetést, melyet Hertz nem kaphatott meg, korai halála miatt.

Nobel-díjas család

Viszont családja egyik tagja így is feliratkozhatott a fizikai Nobel-díjasok közé: unokaöccse, Gustav Hertz 1925-ben vehette át az elektronok és az atomok közötti ütközések törvényeinek felfedezéséért.

Heinrich Hertz neve pedig mindennapi életünk részévé vált: valahányszor a hálózati áram rezgésszámát határozzuk meg hertzekben, a középhullámú rádiók sugárzási rezgésszámát kilohertzekben, az URH adókét megahertzekben, a televízió csatornáit több száz megahertzben, a műholdadókét és a mobiltelefonokét gigahertzekben, mindannyiszor őt emlegetjük: a hálás utókor róla nevezte el a rezgés alapegységét.

Az SI (Systéme Internacionale) nemzetközi rendszer szerint egy rezgés másodpercenként 1 hertz. Ennek szorzószámai az ezerszer nagyobb kHz, milliószorosa, a MHz és milliárdszorosa a GHz. Annak a tudósnak a tiszteletére, aki rövid élete alatt is maradandót alkotott, civilizációk fejlődését alapvetően befolyásoló felfedezésekkel gyarapította a tudományt.