Klantpaneel
In uw winkelwagen
Laat zich registreren

Heinrich Hertz – Een vonk die geschiedenis heeft geschreven

2021-02-22

Heinrich Hertz

Heinrich Hertz werd geboren op 22 februari 1857 in Hamburg. Hij begon zijn studie in zijn geboorteplaats, maar zette zijn opleiding in het hele land voort, aan universiteiten die hem de beste voorwaarden konden bieden om zijn interesses te ontwikkelen. Eerst verhuisde hij voor zijn leertijd naar Frankfurt en vervolgens naar Dresden. Hij studeerde ook in München tot hij uiteindelijk belandde aan de universiteit van Berlijn, waar hij in slechts een paar maanden tijd promoveerde en assistent werd van Hermann von Helmholtz. Na verloop van tijd ontwikkelde Hertz ook een wetenschappelijke carrière in Keulen en Karlsruhe, bij het beroemde Karlsruher Institut für Technologie.

Helmholtz had grote verwachtingen van de getalenteerde jonge natuurkundige, in de hoop dat hij de theorie van James Clerk Maxwell over elektromagnetisme zou kunnen weerleggen, die in tegenspraak was met zijn eigen hypothesen. In tegenstelling tot deze verwachtingen, toonde Hertz tijdens zijn onderzoek experimenteel de geldigheid van de vergelijkingen van Maxwell aan. Dit gebeurde per ongeluk, in experimenten met Riess-spoelen. Tijdens het onderzoek is er een vonk ontstaan in een Leidse fles die er niet op was aangesloten. Het was de wetenschapper duidelijk dat dit een reactie was op een tot dusver voor hem onbekend fenomeen. Na deze observatie begon Hertz intensief onderzoek, waarbij hij de apparaten gebruikte die hij zelf bouwde, waaronder een oscillator of een pulsgenerator. Zijn onderzoeken bewezen het bestaan en onderzochten de aard van elektromagnetische golven en resulteerden in de ontdekking van radiogolven. De experimenten toonden onder meer aan dat deze golven kunnen worden gebroken of weerkaatst, wat in de toekomst bijdroeg tot de ontwikkeling van radio- en radartechnieken Interessant is dat Hertz de praktische toepassing van zijn onderzoek in die tijd niet inzag en zich niet bewust was van de betekenis van zijn ontdekkingen. Hij heeft ze ook niet in levende lijve kunnen zien, want hij stierf voortijdig als gevolg van een ernstige ziekte.

Schema van Hertz’ experimentele opstelling Schema van Hertz’ experimentele opstelling: Rühmkorff-spoel en een dipoolantenne gemaakt van twee elektrische draden (12 m) met een vonkspleet ertussen (7,5 mm). De vrije uiteinden van de dipooldraden zijn verbonden met zinken bolletjes met een diameter van 30 cm. Metalen ring als ontvangerantenne.

De briljante Duitse natuurkundige werd echter niet vergeten door de wereld van de wetenschap. Zijn onderzoek werd gevolgd door Oliver Lodge, die zijn coherer op basis hiervan heeft gebouwd. Dit werd op zijn beurt door Marconi gebruikt om de eerste werkende radio te bouwen. Het foto-elektrische effect, voor het eerst opgemerkt en beschreven door Hertz, werd verklaard door Albert Einstein, waarvoor hij de Nobelprijs won. Dankzij deze ontdekking kunnen vandaag bijvoorbeeld fotovoltaïsche panelen of verschillende soorten foto-elementen een toepassing vinden. De Nobelprijs werd ook toegekend aan Philipp Lenard, de assistent van Hertz, die zijn onderzoek naar kathodestralen voortzette, wat in de toekomst de ontwikkeling van de geneeskunde en de uitvinding van het röntgenapparaat mogelijk maakte.

De Duitse natuurkundige is op veel manieren herdacht. Hertz is de SI-eenheid van frequentie. Aan de kant van de maan, niet zichtbaar vanaf de aarde, bevindt zich een naar hem vernoemde krater. Hij verscheen ook vaak op postzegels, o.a. in Duitsland, San Marino, Tsjecho-Slowakije en Mexico. Hij is ook de beschermheer van vele scholen en wetenschappelijke instituten.

Tegenwoordig vinden we echo's van de prestaties van Heinrich Hertz op vele gebieden van elektronica. Zijn werk legde de basis voor het tijdperk van draadloze communicatie, waar we elke dag van genieten. Natuurlijk gebruiken we tegenwoordig radiogolven voornamelijk om digitale gegevens te verzenden, maar de werking van zend- en ontvangapparatuur blijft nauw verwant aan de experimenten van de Duitse wetenschapper. Het meest voor de hand liggende voorbeeld zijn apparaten die gebruikmaken van GSM, WIFI en Bluetooth-communicatie, die zowel eigen zijn aan mobiele telefoons als miniatuurcomputers of zelfs elementen van automatisering in gebouwen.

De prestaties van Hertz hebben de hedendaagse elektronica echter in veel grotere mate beïnvloed. Vermeldenswaard is hier de verzending van het GPS-signaal. Dit systeem, bekend bij elke chauffeur en reiziger, kan dankzij eenvoudig toegankelijke modules niet alleen worden gebruikt in professionele maar ook in amateurprojecten. Hetzelfde geldt voor RFID-technologie. De werking is vergelijkbaar met de oplossingen die worden gebruikt bij contactloos betalen. Andere, universele RF-communicatiemodules worden tegenwoordig in massa geproduceerd en in duizenden toepassingen gebruikt, van draadloze schakelaars tot complexe besturingssystemen. En toch lijken al deze toepassingen een "niche" te zijn in vergelijking met de consumentenelektronica die dagelijks door miljarden mensen wordt gebruikt.

De methoden van radiotransmissie vereisten vele jaren van verbetering, hebben een lange evolutie doorgemaakt en (samen met alle elektronica) miniaturisatie. Er zijn in de afgelopen decennia veel soorten gespecialiseerde antennes voor smalle toepassingen ontwikkeld. Momenteel is hun formaat zo klein dat ze praktisch onzichtbaar zijn geworden. En toch blijft de dipool die Hertz gebruikte voor zijn onderzoek en demonstraties een veel gebruikte oplossing, evenals een modelvoorbeeld van een antenne. In kabeltelevisie- of zelfs satellietinstallaties worden gewoonlijk coaxiale kabels gebruikt met een impedantie van 75Ω. Deze waarde is niet toevallig, aangezien het de geschatte impedantie is van een eenvoudige halve golf dipool. Misschien zal dit ene cijfer ons het beste doen beseffen hoe nauw moderne technologieën nauw verwant zijn aan het werk van Heinrich Hertz.

VERDER LEZEN

Uw browser wordt niet meer ondersteund, download een nieuwe versie

Chrome Chrome Download
Firefox Firefox Download
Internet explorer Internet Explorer Download