היום לפני: המדען שהכה גלים

קרינה אלקטרומגנטית היא סוג של גל - הפרעה מחזורית בשדה החשמלי והמגנטי שסביבנו. הקרינה הזו כוללת בין השאר גלי רדיו, גלי מיקרו המשמשים בטלפונים סלולריים ובתנורי מיקרוגל, קרינת רנטגן, קרינת על-סגול, תת-אדום ועוד. קשה לדמיין את חיינו כיום ללא ההבנה והידע הנוגעים לקרינה אלקטרומגנטית, אך לפני פחות מ-150 שנה, היא הייתה רעיון מופשט בדמיונו של פיזיקאי.

היינריך רודולף הרץ (Hertz) היה פיזיקאי גרמני שהראה לראשונה את קיומם של גלים אלקטרומגנטיים, רעיון שהציע הפיזיקאי הסקוטי הדגול ג׳יימס קלרק מקסוול (Maxwell). הרץ נולד ב-22 בפברואר 1857, בהמבורג, גרמניה למשפחה אמידה מהמעמד הגבוה. אביו היה עורך דין יהודי שהתנצר בתחילת המאה ה-19, ואמו השתייכה לזרם הלותרני בנצרות.

הרץ גילה עניין נרחב במדעים ובשפות, ולמד ערבית וסנסקריט. מאוחר יותר הוא למד מדעים והנדסה– בדרזדן, במינכן ובברלין. בברלין הוא למד תחת הנחייתם של גוסטב קירכהוף (Kirchhoff) והרמן פון הלמהולץ (Helmholtz), שהציע לו לחקור  קרינה אלקטרומגנטית. ב-1865 פרסם מקסוול את תיאוריית האלקטרומגנטיות. הוא חזה את גילויים של גלים אלקטרומגנטיים שנעים במהירות האור, וטען שהאור הנראה הוא גל כזה. הלמהולץ הציע להרץ ב-1879 לשקוד על אישוש התחזית של מקסוול, והאמין שהוא המועמד האידיאלי לפתור את הבעיה. הרץ לא הצליח להעלות בדעתו דרך להוכיח בניסוי את התיאוריה של מקסוול ועבר לחקור השראה אלקטרומגנטית.

ב-1880 קיבל דוקטורט מאוניברסיטת ברלין, והמשיך במשרת בתר-דוקטורט תחת הנחייתו של הלמהולץ. ב-1883 קיבל הרץ משרת הוראה באוניברסיטת קיל, ושנתיים לאחר מכן קיבל פרופסורה מהמכון הטכנולוגי בקרלסרוהה. ב-1886 נישא לאליזבת דול (Doll) בתו של ד״ר מקס דול, מרצה לגיאומטריה במכון הטכנולוגי.

ניצוץ של השראה. היינריך הרץ. למעלה: תרשים של מערך ניסוי של הרץ למדידת גלים | צילומים: Science Photo Library

אין שימוש מעשי

באחד מניסוייו בקרלסרוהה, הוא הבחין שפריקה של קבל חשמלי אל אחד מסליליו, הפיקה ניצוץ בסליל אחר. תצפית זו הייתה מקור ההשראה לחזור ולחקור גלים אלקטרומגנטיים, והרץ חזר לשקוד על פתרון הבעיה מ-1879. הוא בנה מערכת שהייתה מורכבת ממשדר ומקלט, כאשר המשדר כלל מקור מתח, סליל ושני כדורי מתכת קרובים זה לזה, והמקלט היה מורכב מאנטנה. בעזרת המערכת הזו הצליח הרץ לייצר ניצוצות בין כדורי המתכת ולשדר ולקלוט גלים עומדים, כלומר שאינם נעים במרחב, והראה ששום תופעה אלחוטית שהייתה מוכרת בימיו אינה יכולה להסביר את הגלים האלה. במשך שלוש השנים שלאחר מכן ערך הרץ ניסויים למדידת מהירותם של הגלים  הללו, והראה שהם נעים במהירות האור, כפי שחזה מקסוול.

הרץ לא ייחס לממצאי הניסוי שלו חשיבות רבה. הוא אף הצהיר שאין שימוש מעשי לתוצאות שגילה, ושהניסוי בסך הכל הוכיח שמקסוול צדק – יש גלים אלקטרומגנטיים מסתוריים שאנו לא יכולים לראות, אך הם שם.

נוסף על עבודתו בתחום הקרינה האלקטרומגנטית, הרץ גם סייע לבסס את האפקט הפוטואלקטרי, שזיכה את אלברט איינשטיין בפרס נובל, ופרסם מחקרים אחדים בתחום המטאורולוגיה.

ב-1889 התמנה הרץ לפרופסור לפיזיקה וראש המכון לפיזיקה בבון, ושלוש שנים לאחר מכן, בהיותו בן 32, לקה בזיהום  ומצבו הבריאותי הידרדר.  כעבור שנתיים מת מדלקת בכלי הדם, הקרויה כיום מחלת וגנר והובא למנוחות בהמבורג.

הרץ הלך לעולמו לפני שהתבררה החשיבות העצומה של תגליתו, אבל יישומיה הרבים החלו לצוץ זמן קצר מאוד אחר אחר-כך. עוד לפני סוף המאה ה-19 גילה וילהלם רנטגן את קרני X, הקרויות כיום על שמו, וגוליילמו מרקוני רשם פטנט על שידור אלחוטי, שהיום אנו מכנים "רדיו" (אם כי ניקולה טסלה הקדים אותו בכמה שנים). כבר בתחילת המאה ה-20 פותחו גרסאות ראשונות של המכ"מ, הטלוויזיה, והמצאות נוספות המבוססות על גלים הממלאות עד היום לפקידים מרכזיים בחיינו.  

זכרו של הרץ מונצח ברחבי העולם: מכון מחקר על שמו נבנה בברלין, ושתי מדליות על הצטיינות במחקר ניתנות על שמו. מסדר אוצר השמש היפני העניק לו חברות של כבוד, ומכתש על הירח קרוי על שמו. לבסוף, יחידת המידה של תדירות (מספר מחזורים בשנייה) קרויה גם היא על שמו.

במהלך מלחמת העולם השנייה הסירו הנאצים את דיוקנו שהיה תלוי בעיריית המבורג, בגלל מוצאו היהודי. מאז הוא נתלה בחזרה.