11 Heinrich Rudolf Hertz, der Namensgeber der Frequenzeinheit

Die internationale Einheit der Frequenz ist das Hertz. Die Sl Einheit 1 Hertz mit dem Einheitenzeichen Hz ist festgelegt als die Frequenz eines periodischen Vorgangs mit der Periodendauer 1 Sekunde (s) (Bild 36):

Formel

Damit ist die Einheit der Frequenz eine von der Basiseinheit Sekunde abgeleitete Einheit des Internationalen Einheitensystems.

Festlegung der SI-Einheit der Frequenz

Bild36: Festlegung der SI-Einheit der Frequenz

Man hat der Sl Einheit der Frequenz den besonderen Namen Hertz zu Ehren des deutschen Physikers Heinrich Rudolf Hertz (Bild 37) gegeben. Hertz wurde am 22. Februar 1857 in Hamburg als Sohn eines Rechtsanwaltes und Senators geboren. Zunächst wurde er in einer Privatschule unterrichtet und legte anschließend nach einem Jahr in der Oberprima des "Johanneum" in seiner Heimatstadt die Reifeprüfung ab. Begabung und Interessen waren bei ihm vielseitig und reichten von alten und neuen Sprachen über Mathematik und Naturwissenschaften bis zum praktischen Bau von Experimentiergeräten. Obwohl ihn seine Lehrer drängten, Mathematik oder (!) Orientalistik zu studieren, leistete er nach der Reifeprüfung in einem Frankfurter Baubüro ein Vorbereitungspraktikum für das Ingenieurstudium ab. Nebenbei las er Bücher über Physiologie und Architektur, hörte Vorlesungen über Mathematik, Physik, Chemie und Anthropologie und arbeitete an der Verbesserung des Telegrafen und der Herstellung großer Linsen. Nach seinem Praktikum trat er in Dresden ein polytechnisches Studium an, welches er in München fortsetzte. Der Umgang mit Tabellen und Formeln befriedigte ihn jedoch nicht, so daß er zur Universität in München wechselte und Physik studierte. Im Herbstl878 ging Hertz nach Berlin, wo er zwei Jahre später als 23jähriger mit der Preisarbeit der Berliner Akademie "Über die Induktion in rotierenden Kugeln" promovierte. Während dieserZeit machte er seine entscheidende Begegnung mit Hermann von Helmholtz (1821 1894), bei dem er im Herbstl 880 eine Assistentenstelle antrat. Neben dem Aufbau von Versuchen für Vorlesungen und der Durchführung von Praktika beschäftigte er sich unentwegt experimentell und theoretisch mit elektrischen Schwingungen, Katodenstrahlen, Gasentladungen, dem Auftrieb in Flüssigkeiten, der Erscheinung von Ebbe und Flut, der Verdunstung von Flüssigkeiten und dem Messen der Luftfeuchtigkeit. Im Jahre 1883 habilitierte Hertz in Kiel. Jedoch erhielt er eine versprochene Professorenstelle nicht. Erst zwei Jahre später, im März 1885, bekam er einen Physik Lehrstuhl in Karlsruhe.

Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894)

Bild 37: Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894)

1887 entdeckte Hertz beim Experimentieren den lichtelektrischen Effekt, die Elektronenablösung von festen Körpern beim Bestrahlen mit kurzwelligem Licht. Weiter erkannte er die Fähigkeit von Katodenstrahlen, Materie zu durchdringen. Im gleichen Jahr gelang ihm auch mit Hilfe eines Dipols die Erzeugung von elektromagnetischen Wellen und der Nachweis der Wesensgleichheit mit Lichtwellen, was der englische Physiker James Clerk Maxwell (1831 1879) vorausgesagt hatte (Bild 38). Er gab den beiden Maxwellschen Gleichungen, den Grundgleichungen der Elektrodynamik, die heutige Form in der Vektorschreibweise. Die erste Maxwellsche Gleichung besagt, daß ein sich änderndes elektrisches Feld stets ein magnetisches Wechselfeld zur Folge hat. Die zweite Maxwellsche Gleichung ist die Umkehrung der ersten und beinhaltet, daß ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld wiederum ein elektrisches Wechselfeld verursacht, woraus sich das Induktionsgesetz ergibt. Mit diesem Nachweis war die erste wesentliche Grundlage für die drahtlose Telegrafie, Rundfunktechnik und Fernsehtechnik geschaffen. Hertz erkannte aber auch die Brechung, Transversalität, Polarisierung und Reflexion der elektromagnetischen Wellen, womit das Grundprinzip des Radars erfunden war.

Magnetisches Wechselfeld und elektrisches Wechselfeld bei einem Schwingkreis

Im Jahre 1889 wechselte Hertz nach Bonn, wo er nur noch wenige Jahre als Physik¬Professor lehrte. Großes Aufsehen erfuhr am 20. September 189 sein Vortrag "Uber die Beziehung von Licht und Elektrizität" auf der 62. Heidelberger Naturforscher und Ärzteversammlung, der vielleicht als der großartigste populäre Vortrag in der Geschichte der Physik anzusehen ist.

Mittlerweile hatte sich bei Hertz eine Krankheit stetig verschlimmert, so daß für ihn das Experimentieren unmöglich wurde. In dieser Zeit verfaßte er eine Arbeit über die Mechanik und zwei berühmte theoretische Werke über die Elektrodynamik ruhender und bewegter Körper, womit er den Weg zur Relativitätstheorie von Albert Einstein (1879 1955) ebnete.

Heinrich Rudolf Hertz starb nach schwerstem Leiden am 1. Januar 1894 im 37. Lebensjahr in Bonn. Er war der deutsche Physiker, der die physikalischen Grundlagen für die drahtlose Nachrichtentechnik legte, ohne jedoch an die Nutzung zu denken. Dies taten erst später der italienische Physiker Guglielmo Marconi (1874 1937) und der russische Physiker Alexander Stepanowitsch Popow (1859 1905). Aber auch ohne die Würdigung seiner Leistungen durch den Einheitennamen Hertz wäre Heinrich Rudolf Hertz nicht aus der Geschichte der elektrischen Nachrichtentechnik wie aus dertheoretischen und experimentellen Physik wegzudenken.