Heinrich Rudolf Hertz

Heinrich Rudolf Hertz, radyo dalgalarının laboratuar ortamında
yayılmasını ve toplanmasını gözlemleyebilen ilk kisidir. 1883 ve 1889
yılları arasında elektrik kıvılcımlarından elektromanyetik dalgalar
elde etmistir.
Heinrich Rudolf Hertz, 22 Şubat 1857’ de Hamburg, Almanya’da doğmuştur.
Babası Gustav Ferdinand Hertz, sonradan Hıristiyan olmuş bir yahudidir.
Hamburg’da ve Oberlandsgerichstrat’ da avukatlık yapmış ve 1887
yılından itibaren de hukuk idaresinin başkanlığına geçmiştir.

Annesi Anna Elizabeth Hertz ise Frankfurtlu doktor Pfefferkorn’ un kızıdır.

1875 yılında özel bir okulda yalnızca bir yıllık bir çalışmanın
sonunda, okulunu bitirip üniversiteye başlaması için geçmesi gereken
Abitur sınavını birincilikle geçmiştir.

Bu Dönemde doğa bilimlerine karsı olan ilgisi artmıştır ve ailesine ait
olan atölyede mekanik teçhizatlar üretmek konusunda pratik bilgiler
edinmiştir. Ayrıca Arapça öğrenmek konusunda gayret göstermiştir.

Okulu bittikten sonra Heinrich Hertz, mühendislikle ilgili pratik
deneyimini arttırmak için Frankfurt’a gitmiştir. Sonra 1876 – 1877
yılları arasında askeri hizmetini gerçekleştirmek için Berlin Demiryolu
Alayı’na katılmıştır. Askeri hizmeti bittikten sonra Münih
Üniversitesi’nde bir yıl geçirmiştir.

Oradayken akademik ve bilimsel bir kariyere sahip olmaya karar
vermiştir ve dolayısıyla Frankfurt’a mühendislik eğitimi almaya
gitmemiş, bilimsel çalışmalarına devam etmek üzere Berlin Üniversitesi’
ne gitmiştir.

Oradaki hocaları, o zamanın en önde gelen fizikçileri olan Gustav
Kirchhoff ve Herman von Helmoltz’ tu. 1880 yılında elektromanyetik
indüksiyonla ilgili teziyle fizik doktorasını almıştır. Bunun ardından
üç yıl boyunca Herman von Helmoltz’ un asistanlığını yapmıştır.

1883 yılında Hertz, Kiev Üniversitesi’ de teorik fizik alanında
konferanslar vermeye başlamıştır. Kiev’ de çalışmaları için yeterli
laboratuar ortamı olmamasına rağmen, fizikle ilgili daha çok teorik
görüş üretmiştir.

Burada James Clark Maxwell’ in yeni geliştirdiği elektromanyetik teori
üzerine de çalışmalarda bulunmuştur. Maxwell’ in teorisi sıradışı
mekanik fikirler üzerineydi ve evrensel olarak kabul görmemişti. Bu
sıralarda bir başka bilim adamı olan Michelson, Morley’ in yardımıyla
zekice deneyler yaparak Maxwell’in teorisini geliştirmekteydi. Hertz de
Maxwell’ in denklemlerini yeni bir metotla türetmiştir. Bu metotla
denklemler daha modern bir hal almıştır.

1885 yılında, daha 28 yasındayken, Heinrich Hertz, Karlsruhe
Üniversitesi’ de fizik profesörü olarak atanmıştır. Karlsruhe
Üniversitesi’ de ilk zamanlarında Hertz elektriksel fenomen ve
elektriksel teçhizatla ilgili araştırmalardan parçalar içeren
çalışmalar yapmıştır. Bu araştırmalar onun en ünlü deneylerini içerir.

1886 yılında, Hertz, Karlsruhe Üniversitesi’ndeki profesörlerden
birinin kızı olan Elizabeth Doll’ la evlenmiştir. Çiftin iki kızı
olmuştur. ilki olan Johanna 20 Ekim 1887’ de, kardeşi Mathilda 14 Ocak
1891’ de doğmuştur.

Hertz’ in kariyeriyle ilgili ilginç bir not da sudur ki, 1887 yılında,
ültraviyole radyasyonun, bir metal yüzeyindeki elektronları açığa
çıkarması sırasında oluşan fotoelektrik etkiyi keşfetmiştir. Ancak her
ne kadar özünü kavramış olsa da bu konuyla ilgili çalışmalarını
sürdürmemiştir. Bu konuyu, diğerlerine, araştırıp açıklamaları için
bırakmıştır.

1888 yılında, Hertz, fizik sınıfının bir kösesinde bir çeşit elektrik
devresi kullanarak elektrik dalgaları üretmiştir. Devre, içinde
elektriksel kıvılcımların gedmesi için küçük bir boşluk olan metal bir
çubuk içermektedir.

Elektriksel kıvılcımlar boşluktan geçerken çubukta yüksek frekansta
şiddetli salınma hareketi gözlenmiştir. Hertz bu dalgaların havada
yayıldığını, bu dalgaları biraz uzak mesafede kurduğu benzer bir devre
ile meydana çıkartarak kanıtlamıştır.

Ayrıca Hertz bu deneyle, bu dalgaların ışık gibi yansıma, kırılma
özelliklerine sahip olduklarını ve en önemlisi onların da ışıkla eş bir
hıza sahip olduklarını ancak çok daha büyük dalga boylarına sahip
olduklarını keşfetmiştir.

Bunun dışında Hertz, elektriksel iletkenlerin bu dalgaları
yansıttığının ve bu dalgaların içbükey yansıtıcılarla
odaklanabileceğinin altını çizmiştir. Hertz birçok yalıtkanın
dalgaların çoğunu geçirdiğini bulmuştur. Bu dalgalara Hertzin dalgaları
denmiştir, günümüzde ise radyo dalgaları denmektedir.

Bu kesif Maxwell’ in elektromanyetik dalgaların hem ışık hem de radyo
dalgaları halinde varolabileceği öngörüsünün doğruluğunu da kesin
olarak kanıtlamıştır.

Heinrich Hertz deneylerinde ilk olarak ortasında elektriksel
kıvılcımlar için boşluk olan ve radyatör olarak kullanılmak üzere bir
adet indüksiyon bobinine bağlı bir çift birer metrelik tel
kullanmıştır. Bu düzeneğe uçlardan iki geniş küre bağlanmıştır. Bu
küreler ise rezonans için devrenin kapasitesini ayarlamakta
kullanılmıştır. Alıcısı, telden oluşan radyatör boşaldığında
elektriksel kıvılcımların gözlenmesi için üzerinde boşluk olan bir
levhadır. Alıcı, osilatörden birkaç yarda uzağa yerleştirilmiştir. Bu
tellere zıt işaretli akım verildiğinde devre salınır. Bu osilatör
sayesinde Hertz iki problemi çözmüştür:

Maxwell dalgalarını zamanlamıştır. (ışık ve radyo dalgalarının
hızlarının eşitliği konusunda Maxwell sadece teori üretebilirken Hertz
bunu kesin bir şekilde kanıtlamıştır.)

Elektrik ve manyetik alanlar üretip onların tellerden ayrılarak Maxwell
dalgaları gibi serbest bir şekilde hareket edebilmelerini sağlamıştır.

Bu gelişmeler sonucunda Hertz’ in öğrencileri çok etkilenmişlerdi ve bu
harika buluşla neler yapılabileceğini merak ediyorlardı, fakat Hertz’ e
göre düşünceleri Maxwell’ incilerden daha pratik değildi.
Öğrencilerine, “Sonuçta hiç kullanışlı değil. Bu sadece Maestro
Maxwell’ in yanılmadığını kanıtladı.

Bu gizemli elektromanyetik dalgaları gözlerimizle göremiyoruz ama
oradalar.” demiştir. Öğrencilerden birinin “Peki sırada ne var?”
sorusuna ise omzunu silkerek alçakgönüllü, gösteriş meraklısı olmayan
ancak uğraştığı şeyleri başarmak konusunda hırslı biri olan Hertz,
öğrencisini “Hiçbir şey, sanırım…” diyerek cevapladı. Fakat teorik
seviyede bile Hertz’ in başarıları diğerleri tarafından hemen fark
edildi ve yeni bir elektrik çağının başladığı seklinde yorumlandı. Bir
ingiliz fizikçisi olan Sir Oliver Heaviside, 1891’de “Üç yıl önce
hiçbir yerde elektromanyetik dalga yoktu, artık her yerdeler” demiştir.

Hertz’ in Deneylerinin Öneminin Özeti

Hertz’ in elektrik dalgalarının kırılmaları, yansımaları, parazit
oluşturmaları, polarizasyonu ve hızları hakkında yaptığı deneyleri,
kablosuz telgraf, radyo, televizyon ve radarların icat edilmelerini
tetiklemiştir. Bunun bir örneği söyle gerçekleşmiştir: 1888’ de Hertz
bir makalede elektromanyetik dalgalarını osilatör ile nasıl
tetiklediğini ve ortaya nasıl çıkardığını açıklamıştır. O sıralarda
Alplerde tatil yapmakta olan bir genç bu makaleyi okumuştur. Hertz’ in
keşfi bu gencin aklına neden osilatör düzeneğindeki elektromanyetik
dalgaları sinyalleşmek için kullanmayalım sorusunu getirmiştir. Bu
gencin adı Guglielmo Markoni idi. O makaleyi okuduktan sonra hemen
evine, İtalya’ya döndü ve fikrini denemeye karar verdi.

3 Nisan 1889’ da Heinrich Hertz, fizik profesörlüğü ve fizik bölümü
başkanlığı pozisyonuna, Rudolf Clausius (1822 – 1888)’ un varisi olarak
geçsek üzere Bonn’ a geldi. Hertz, çok başarılı bir takım deneylerden
sonra yüksek dalga boylu elektromanyetik dalgaların, Maxwell’ in
teorisinin doğruluğunu ve bu dalgaların, ışık dalgalarının kırılma,
yansıma, polarizasyon gibi özelliklerini de taşıdığını kanıtladığı
Karlsruhe Üniversitesi’ den geldiğinde, yıldızı parlamaya başladı. Çok
kısa bir sürede sadece Almanya’ da değil, tüm dünya çapında fizik
toplumunun yıldızı oldu.

Ancak Hertz, Bonn’ da geçirdiği beş yılda (3 Nisan 1889 – 1 Ocak 1894)
hemen hemen tüm deneysel çalışmalarına son verip mekanik üzerine zorlu
teorik çalışmalar yapmış ve çalışmaları da 1894’ de ölümünden sonra
yayınlanan kitabıyla son bulmuştur. (Heinrich Hertz, Die Prizipien Der
Meckanik in Neuem zusammenhange Dargestdellt) Daha sonra çeşitli bilim
adamları bu çalışmalarına katkıda bulunmuştur. Bunlar Philipp Lenard
(ed.), Leipzik, J. A. Barth, 1894 çevirisi D. E. Jones, J. T. Wally,
“The principles of Mechanics Presented in a New Form”, London,
Macmillan and Co. 1889 Reprinted New York, Dover Publications, 1956)

Peki Hertz niçin büyük başarılara imza attıktan sonra elektromanyetik
deneylerine sırt çevirip üç yılını mekanik üzerine yazdığı kitabına
adamıştır? Pratik bir cevap olarak (tam sebebi bu olmasa da ) o
yıllarda bir dizi enfeksiyon sonucu hasta olması ve bu hastalığının
gitgide ilerlemesi, onun hem kişisel hem de profesyonel anlamda
karşılığını fazlasıyla veren deneylerine devam etmek için yapması
gereken laboratuar çalışmalarına engel olmuş olabilir. Ye da Karlsruhe
Üniversitesi’ deki çalışmaları kadar önemli sonuçlar doğuracak deneysel
çalışmalar bulmak konusunda zorlanmış olabilir. Hertz’ in teorisel
mekaniğe yönelmesinin göze çarpan nedeni ise, Hertz’ in on dokuzuncu
yüzyıldaki her fizikçi gibi, fiziğin nihai amacının gözlenebilen tüm
fizik olaylarının mekaniğe indirgenmesi olduğunu düşünmesidir.

Bu yıllarda Hertz, mekanikteki teorisel çalışmalarına ek olarak düşük
yoğunluktaki gazlarda elektriksel boşalma üzerine çalışmalarda
bulunmuştur. Bunu yanında Hertz, Maxwell’ in teorisini analiz etmeye
devam etmiştir ve 1890 yılında bununla ilgili iki yazı yazmıştır. Onun
deneysel çalışmaları elektrodinamik alanlarla ilgili görüşlerin daha
sağlam temeller üzerine oturmasını sağlamıştır. Bilimsel yazıları, daha
sonra İngilizciye çevrilerek üç cilt olarak yayımlanmıştır. Electric
Waves (1893), Miscellaneous Papers (1896) ve Principles of Mechanics
(1899).

Hertz 1892 yazında bir kemik hastalığından mustarip olmuştur.

Daha sonra 1 Ocak 1894’ ta ise daha 37 yasına bile gelmeden kan zehirlenmesinden dolayı ölmüştür.

Sağlık durumunun kötü olduğu birkaç yıldan sonra, trajik bir şekilde
erken ölmesi parlak kariyerinin son bulmasına neden olmuştur.

Hertz, ölümünden sonra Ohlsdorf, Hamburg, Almanya’daki Yahudi mezarlığına defnedilmiştir.

Hertz ölünce, Sir. Oliver Lodge, Hertz’e zamanın büyük ingiliz
fizikçilerinin yapamadığı şeyleri yapmasından dolayı duyduğu saygıyı
ifade etmek için, “O sadece Maxwell’ in teoremlerinin geçerliliğini
kanıtlamadı, O, bunları büyük bir alçakgönüllülükle yaptı. O asil bir
adamdı.” demiştir. 1894’ ta bir yazar “O, hiçbiri ona karsı kıskançlık
ye da kin duymayan, birçok hayrana sahip biri idi. Onunla kişisel
olarak irtibat kuran kişiler, onun alçakgönüllülüğü ve sevimliliği
karsısında çok etkilenmişlerdir. Hertz, arkadaşları için iyi bir
arkadaş, bazıları çok uzak bir mesafeden gelmiş olan çok sayıda
öğrencisi için saygı duyulan bir öğretmen, ve ailesi için de sevilen
bir koca ve baba olmuştur.”

Heinrich Hertz’ in yirminci yüzyılın baslarında fiziğin gelişimi için
yaptığı çalışmalar, Ludwin Boltzmann’ın, Herman von Helmoltz’ a 6 Ocak
1894’ ta – Hertz’ in ölümünden sadece beş gün sonra – yazdığı bir
mektupta çok iyi bir şekilde özetlenmiştir: “Biri Hertz’ in
buluşlarının bizim tüm doğa konseptimiz için ne kadar önemli olduğunu
ve buluşların tamamının yalnızca bir yönü gösterdiği gerçeğini
vurgulamak isterse, araştırması uzun yıllar alır”.

Günümüzde Hertz’ in çalışmalarının kabulünün sembolü, adının frekans
birimi olarak atanmasıdır. Saniyedeki dönüş sayısı olan Hertz, “Z.”
Seklinde kısaltılmaktadır.

1899 yılında, ölümünün üzerinden sadece beş yıl geççikten sonra,
Hamburg, Hertz’ in ismini Uhelenhorst semtinde bir caddeye (Heinrich
Hertz StraBe) vermiştir. Yine Hamburg’ da bir ilkokula da ismi
verilmiştir. (Heinrich Hertz Grundschule)

Heinrich Hertz’ in portresi, Hamburg Belediye Binasının önündeki elli
altı önemli portrenin arasındadır. Bu portre, ikinci Dünya Savası’nda
Naziler tarafından yıkılan yedi Yahudi portresinden biridir. 1949’ da
portreler yenilenmiştir. ikinci Dünya Savası’ndan sonra, Hamburg,
yaklaşık iki yüz yetmiş metre boyundaki bir gökdelene (RentzellstraBe),
Hertz’ in adını vermiştir.

(Heinrich Hertz Turm)

1987 yılında IEEE, Hertz’ in radyo dalgalarındaki inanılmaz başarıları
nedeniyle Hertz’ in adına madalya bastırmıştır. (Heinrich Hertz Medal).
Bu madalya her yıl, teorik ye da deneysel basarı gösteren bir kişiye
hediye edilir.

1923 yılından itibaren, alman parası değer kaybedince, Heinrich Hertz’
in esi Elizabeth Hertz, iki kızı Mathilda ve Johanna ile birlikte
çeşitli bölgelerdeki radyo şirketlerinin bağışları sayesinde
yaşamlarını sürdürmüşlerdir. Ailesi yarı Yahudi olduğundan (Heinrich
Hertz’ in babası sonradan Lutheran olduğu için) Almanya’ da kalmalarına
izin verilmiştir ancak üniversitede çalışan Mathilda Hertz isinden
kovulmuştur. Sonra Max von Laue ve Erwin Schrodinger’in yardımıyla
Oxford’da geçici olarak kalmaya başlamıştır. Daha sonra Cambridge’ den
J. J. Thomson (1890 yılında Heinrich Hertz ile buluşup ondan
etkilenmiştir), Mathilda’nın, Cambridge’ e üç mil uzaklıkta olan Girton
adında bir kasabaya kalıcı olarak yerleşmesini sağlamıştır. 1937
yılında Mathilda, annesini ve kız kardeşini, yanına gelmeye ikna
etmiştir. Elizabeth Hertz, kırk sekiz yıl dul olarak yasadıktan sonra
28 Şubat 1941’ de yetmiş yedi yıl yasında ölmüştür.

Heinrich Hertz’ in kuzeni, Gustav Ludwig Hertz, 1925 yılında James
Franck ile birlikte “bir elektronun, atom üzerindeki etkisinin idare
edilmesine dair keşfettikleri kanunlar nedeniyle Nobel Fizik Ödülü’nü
almışlardır.