Создание Дж. Максвеллом теории электромагнитного поля явилось важнейшим собы-тием в истории физики. Однако признание этой теории пришло далеко не сразу. Еще практи-чески в течение двадцати лет физики обсуждали альтернативные подходы к описанию элек-тромагнитных явлений. Решающую роль в подтверждении справедливости полевых пред-ставлений Фарадея – Максвелла сыграли опыты немецкого физика Г. Герца, в которых были получены и исследованы электромагнитные волны, существование которых предсказал Мак-свелл.
Генрих Рудольф Герц (1857-1894) родился 22 февраля в Гамбурге, в се-мье адвоката, ставшего позднее сенатором. Учился Герц прекрасно и был не-превзойденным по сообразительности учеником. Он любил все предметы, лю-бил писать стихи и работать на токарном станке. К сожалению, всю жизнь Гер-цу мешало слабое здоровье.
В 1875 г. после окончания гимназии Герц поступает в Дрезденское, а за-тем Мюнхенское высшее техническое училище. Дело шло хорошо до тех пор, пока изучались предметы общего характера. Но как только началась специали-зация, Герц изменил свое решение. Он не желает быть узким специалистом, он рвется к научной работе и поступает в Берлинский университет. Герцу повезло: его непосредственным наставником оказался Гельмгольц. Хотя знаменитый физик был приверженцем теории дальнодействия, но как истинный ученый он безоговорочно признавал, что идеи Фарадея - Максвелла о близкодействии и физическом поле дают прекрасное согласие с экспериментом.
Попав в Берлинский университет, Герц с большим желанием стремится к занятиям в физических лабораториях. Но к работе в лабораториях допускались лишь те студенты, которые занимались решением конкурсных задач. Гельм-гольц предложил Герцу задачу из области электродинамики: обладает ли элек-трический ток кинетической энергией? Гельмгольц хотел направить силы Герца в область электродинамики, считая ее наиболее запутанной.
Герц принимается за решение поставленной задачи, рассчитанное на 9 месяцев. Он сам изготовляет приборы и отлаживает их. При работе над первой проблемой сразу же выявились заложенные в Герце черты исследователя: упорство, редкое трудолюбие и искусство экспериментатора. Задача была ре-шена за три месяца. Результат, как и ожидалось, был отрицательным. (Сейчас нам ясно, что электрический ток, представляющий собой направленное движе-ние электрических зарядов (электронов, ионов), обладает кинетической энерги-ей. Для того чтобы Герц мог обнаружить это, надо было повысить точность его эксперимента в тысячи раз.) Полученный результат совпадал с точкой зрения Гельмгольца, хотя и ошибочной, но в способностях молодого Герца он не ошибся. “Я увидел, что имел дело с учеником совершенно необычного дарова-ния”, - отмечал он познее. Работа Герца была удостоена премии.
Вернувшись после летних каникул 1879 г., Герц добился разрешения работать над другой темой: “Об индукции во вращающихся телах”, взятой в качестве докторской диссертации. Это была теоретическая работа. Он предполагал завершить ее за 2-3 месяца, защитить и получить поскорее звание доктора, хотя университет еще не был закончен. Работая с большим подъемом и воодушевлением, Герц быстро закончил исследование. Защита прошла успешно, и ему присудили степень доктора с “отличием”- явление исключительно редкое, тем более для студента.
С 1883 по 1885 г. Герц заведовал кафедрой теоретической физики в провинциальном городке Киле, где совсем не было физической лаборатории. Герц решил заниматься здесь теоретическими вопросами. Он корректирует систему уравнения электродинамики одного из ярких представителей дальнодействия Неймана. В результате этой работы Герц написал свою систему уравнений, из которой легко получались уравнения Максвелла. Герц разочарован, ведь он пытался доказать универсальность электродинамических теорий представителей дальнодействия, а не теории Максвелла. “Данный вывод нельзя считать точным доказательством максвелловской системы как единственно возможной”, - делает он для себя, по существу, успокаивающий вывод.
В 1885 г. Герц принимает приглашение технической школы в Карлсруэ, где будут проведены его знаменитые опыты по распространению электрической силы. Еще в 1879 г. Берлинская академия наук поставила задачу: ”Показать экспериментально наличие какой-нибудь связи между электродинамическими силами и диэлектрической поляризацией диэлектриков”. Предварительные подсчеты Герца показали, что ожидаемый эффект будет очень мал даже при самых благоприятных условиях. Поэтому, видимо, он и отказался от этой работы осенью 1879 г. Однако он не переставал думать о возможных путях ее решения и пришел к выводу, что для этого нужны высокочастотные электрические колебания.
Герц тщательно изучил все, что было известно к этому времени об электрических колебаниях и в теоретическом, и в экспериментальном планах. Найдя в физическом кабинете технической школы пару индукционных катушек и проводя с ними лекционные демонстрации, Герц обнаружил, что с их помощью можно было получить быстрые электрические колебания с периодом 10 в минус восьмой степени. В результате экспериментов Герц создал не только высокочастотный генератор (источник высокочастотных колебаний), но и резонатор - приемник этих колебаний.
Генератор Герца состоял из индукционной катушки и присоедененных к ней проводов, образующих разрядный прмежуток, резонатор – из провода прямоугольной формы и двух шариков на его концах, образующих также разрядный промежуток. В результате проведенных опытов Герц обнаружил, что если в генераторе будут происходить высокочастотные колебания (в его разрядном промежутке проскакивает искра), то в разрядном промежутке резонатора, удаленном от генератора даже на 3 м, тоже будут проскакивать маленькие искры. Таким образом, искра во второй цепи возникла без всякого непосредственного контакта с первой цепью. Каков же механизм ее передачи? Или это электрическая индукция, согласно теории Гельмгольца, или электромагнитная волна, согласно теории Максвелла? В 1887 г. Герц пока ничего еще не говорит об электромагнитных волнах, хотя он уже заметил, что влияние генератора на приемник особенно сильно в случае резонанса (частота колебаний генератора совпадает с собственной частотой резонатора).
Проведя многочисленные опыты при различных взаимных положениях генератора и приемника, Герц приходит к выводу о существовании электромаг-нитных волн, распространяющихся с конечной скоростью. Будут ли они вести себя,как свет? И Герц проводит тщательную проверку этого предположения. После изучения законов отражения и приломления, после установления поля-ризации и измерения скорости электромагнитных волн он доказал их полную аналогию со световыми. Все это было изложено в работе “О лучах электричес-кой силы”, вышедшей в декабре 1888 г. Этот год считался годом открытия эле-ктромагнитных волн и эксперементального подтверждения теории Максвелла. В 1889 г., выступая на съезде немецких естествоипытателей, Герц говорил: “Все эти опыты очень просты в принципе, тем не менее они влекут за собой важнейшие следствия. Они рушат всякую теорию, которая считает, что элект-рические силы перепрыгивают пространство мгновенно. Они означают блестя-щую победу теории Максвелла. Насколько маловероятным казалось ранее ее воззрение на сущность света, настолько трудно теперь не разделить это воззре-ние”.
Напряженная работа Герца не прошла безнаказанно для его и без того слабого здоровья. Сначала отказали глаза, затем заболели уши, зубы и нос. Вскоре началось общее заражение крови, от которого и скончался знаменитый уже в свои 37 лет ученый Генрих Герц.
Герц завершил огромный труд, начатый Фарадеем. Если Максвелл пре-образовал представления Фарадея в математические образы, то Герц превратил эти образы в видимые и слышимые электромагнитные волны, ставшие ему веч-ным памятником. Мы помним Г.Герца, когда слушаем радио, смотрим телеви-зор, когда радуемся сообщению ТАСС о новых запусках космических кораб-лей,с которыми поддерживается устойчивая связь с помощью радиоволн. И не случайно первыми словами, переданными русским физиком А.С. Поповым по первой беспроволочной связи, были: “Генрих Герц”.