NIEUW: Blog reclamevrij maken?
Painting History / Schilderen (olie,acryl,aquarel)
Inhoud blog
  • 40 . Heinrich Hertz
  • 41 Heaviside
  • 38 Kirchoff
  • 39 Henry Joseph
  • 42 Fleming Ambrose
  • 43 Lee de Forest
  • 44. BASIC_Progs.
  • 1 Renaissance
  • 4 Dansen in de schilderkunst .
  • 5 Enkele van de honderden vrouwen die schilderden.
  • 6 Kunst bekijken en interpreteren .
  • 7 Impressionisme .
  • 10 Enkele grote meesters v.d. schilderkunst uit de 20igste eeuw .
  • 12 Het expressionisme .
  • 13 Surrealisme .
  • 3 Muziekinstrumenten
  • 8 Schilderkunst in de 18e eeuw.
  • 9 Schilderkunst in de 19e eeuw : De Romantiek .
  • 11 Abstracte Schilderkunst .
  • 14 Dadaisme
  • 15 Erotiek en naakt in de kunst . Deel I
  • 16 Een gering aantal schilderijen van grote meesters
  • 16 20e eeuw schilderijen
  • 18 Cyd Charisse ,danseres
  • 17 Boten en Schepen
  • 19 Jugendstil
  • 20 zonsondergangen / Sunsets
  • 21 Portretten
  • 23 Schelpen,kristallen en fossielen.
  • 22 Paarden
  • 26 Stillevens
  • 25 Landschappen en Maritiem
  • 24 Bloemen
  • 28 Molens en Vuurtorens+Onstaan van aarde en mens
  • 27 Enkele mooie schilderijen
  • 29 Kubisme
  • 30 Schilderijen van aquarel tentoonstellingen
  • 31 Tango + spaans
  • 32 Winter-landschappen
  • 34 cinema-affiches/movie-posters
  • 37 Radio Amateurs
  • 33 Rococo
  • 38 HITLER
  • 36 Fauvisme en Pointillisme
  • 47 Over mijn schilderijen
  • 2 Barok
  • 46 Grappig+mooi+muziek
  • Basic programma's
    Schilderen vanaf 1400 :Grote Meesters
    GEBRUIKSAANWIJZING: daal in de linkse kolom neer tot helemaal onderaan,en klik met de muis op een hoofdstuk dat U interesseert. Op de groene bladzijde die dan verschijnt,klik met de muis op de afbeelding bovenaan links.Dan kunt U een groot aantal schilderijen bekijken.Indien U niet zoudt uitkomen bij Uw keuze in de linkse kolom,daal dan in de hoofdkolom in het midden van de bladzijde naar beneden met de pijltjes uiterst rechts van het scherm,tot het gezochte gevonden is. HOW TO USE THIS SITE : choose a chapter in the left column by clicking on it with the mouse.On the green page which appears.click with the mouse on the image in the left corner above.You will be able to view a great number of paintings.If you would not find immediately the chosen item,then scroll down on the main page until you encounter your preference.
    16-04-2004
    Klik hier om een link te hebben waarmee u dit artikel later terug kunt lezen.41 Heaviside
    Klik op de afbeelding om de link te volgen
    Oliver Heaviside (1850 - 1925 ) 
    Klik op deze foto van Heaviside ,om de andere afbeeldingen te zien.
         Heaviside
    -----------------
    Oliver Heaviside wordt "a magnificent spirit "  genoemd in de literatuur , en is een van de bijzonderste figuren uit de geschiedenis van de Britse wetenschap . Zijn  critici noemden hem   een sarcastische , excentrieke man , een genie die geen vat had op de alledaagse dingen in het leven . Volgens hem "was de ontwikkeling van de wiskunde , te wijten aan de vooruitgang van de fysica ".Hij was een wiskundige-natuurkundige door zelfstudie , van wie de ontdekkingen , telefonie op grote afstand mogelijk maakte . Hij verzette zich tegen het gebruik van 4p  in tal van  uitdrukkingen in het CGS-stelsel. ( nu niet meer gebruikt en vervangen door het MKS - of Giorgi -stelsel ) .
    Hij paste als eerste ,  de complexe getallen toe , op de studie van elektrische ketens.Hij was een der eersten (1880) die het begrip "negatieve weerstand "  ( belangrijk voor het verklaren van de werking van oscillatoren )  gebruikte , en vektor-wiskunde, onder meer  voor het vereenvoudigen van de vergelijkingen in de elektromagnetische theorie van Maxwell . Samen met de vektor-algebra , zegt men dat de begrippen "reactantie ", "impedantie ", "inductantie " ,"capacitantie " ," admittantie","permittiviteit ",
    "susceptantie ", "resistiviteit ", en "attenuatie " of verzwakking , in de wisselstroom-theorie , van hem afkomstig zijn . Hij was de eerste die het begrip huid- ( skin-) effekt  op hoge frekwenties in metalen geleiders vaststelde en verklaarde .Hij ontwikkelde een eigen  "operational calculus " , revolutionair voor de 19e eeuw , die ook vandaag nog suksesvol toepasbaar is , voor het op eenvoudige wijze oplossen van moeilijke ,  zuiver wiskundige problemen ,en op lineaire natuurkundige problemen , waarin discontinuïteiten voorkomen .Hij bestudeerde ferro-elektrische polarisatie .Hij paste de Laplace-transformatie en de Fourier- transformatie toe op de analyse en oplossing van elektrische schakelingen , de oplossing van differentiaal-vergelijkingen , en op  de berekening van elektromagnetische ketens , alsook op de banen , die planeten aan het firmament beschrijven .Een van zijn belangrijkste ontdekkingen ,was het bestaan van een radiogolven-weerkaatsende laag in de hogere atmosfeer boven de aarde . Hij voorspelde de toename van de massa van ladingen die zich met grote snelheid  voortbewogen , vooraleer Einstein juist hetzelfde deed met zijn relativiteitstheorie . Velen twijfelen trouwens aan de genialiteit en de zogezegde  vindingen van Einstein , die waarschijnlijk afkomstig zijn van zijn echtgenote , die licenciate in de fysica was , en van de ideeën , die  hij gelezen en ietwat gewijzigd , " meegenomen " heeft , toen hij op het octrooi-bureau werkte in den Haag , Nederland.

    Heaviside , of een leven , vol zelfstudie .

    Oliver Heaviside werd op 18 mei 1850 geboren  te Camden , een randstad van Londen , als vierde zoon van Thomas Heaviside en Rachel Elisabeth West . Zijn moeder was afkomstig uit Taunton .De familie aan de kant van de vader ,was oorspronkelijk afkomstig uit Stockton-on-Tees .Zijn vader , diens broers en twee nonkels , waren hout-graveerders . Zijn vader was bovendien aquarellist : hij schilderde met waterverf . Van deze kunstenaars had Oliver enig artistiek talent geërfd  , en vanaf de leeftijd van elf jaar , maakte hij tekeningen , die helemaal niet onverdienstelijk zijn  , zoals blijkt uit de weinige teruggevonden , zoals de hieronderstaande afbeelding met paarden :
    zie  tekening  1861
    Zijn familie behoorde tot de lagere sociale klasse uit het Victoriaanse Engeland , en wie het boek over Oliver Twist , door Charles Dickens , en de gelijknamige film gezien heeft ,begrijpt hoe moeilijk de gewone mensen het in die tijd hadden . De vooruitgang op het gebied van de toen pas uitgevonden fotografie ,bemoeilijkte  het leven van de houtgraveerders , en dit kan verklaren dat de familie naar Londen verhuisde in 1849 . Oliver ging naar de "Camden House School " en op zijn 15e levensjaar won hij , na het afleggen van een eksamen , de " Natural Science " prijs .
    Als  kind , kreeg Oliver  de rode koorts , die een gedeeltelijke doofheid veroorzaakte , en deze handicap zou hem zijn leven lang blijven achtervolgen .Daardoor  voelde hij zich in zijn  jeugd ongelukkig ,ook door de moeilijke relaties met andere kinderen .Zijn schoolresultaten waren nochtans goed .Zo was hij  in 1865 , de vijfde van alle klassen van de school ,met samen 500 leerlingen .Gedesillusioneerd door zijn moeilijke omgang met anderen , verliet hij nochtans op 16-jarige leeftijd de school , en hij begon aan zelfstudie .Later zou hij schrijven : " het is schokkend te moeten vaststellen met welke onnozele en nutteloze begrippen , bewijzen en zogezegde preciese logica , de scholen , de hoofden van de leerlingen volproppen . Dit alles is verloren tijd .De jongeren moet men  gewoonweg leren  logisch te redeneren , en ze mogen niet verplicht worden al deze onzin  van buiten te leren ".
     Zijn ouders waren niet vermogend genoeg om hem aan een universiteit verder te laten studeren , en tot hij midden in de 20-jaren oud was , studeerde hij , daarin door hen gesteund  en aangemoedigd , ‘s nachts bij het licht van een petroleumlamp in zijn kamer , waarvan overdag de luiken gesloten waren , om geconcentreerder te kunnen werken . Omdat hij niet wilde gestoord worden , werden zijn maaltijden voor de deur van zijn kamer neergezet .  Als ontspanning fietste en wandelde hij graag , rookte pijpen met sterke tabak , en luisterde naar muziek , voor zover zijn gehoor dit toeliet . Hij was  geheel-onthouder van alcoholische dranken . Hij studeerde elektriciteit , andere talen zoals Deens en Duits , en hij leerde de Morse-code . Daaruit besloot zijn oom (door te trouwen met de zuster van zijn moeder ) Charles Wheatstone ( gekend voor zijn "brug van Wheatstone ")  die hem hielp en bijstond met raad , dat hij er goed zou aan doen ,telegrafist te worden . Oliver volgde die raad op , en zocht  een betrekking in Denemarken als telegrafist. Van 1866 tot 1871  vond hij werk bij de Deense  "Cable and Great Northern Telegraph Company " ,waar hij snel vooruitgang boekte . In 1871 keerde hij terug naar Engeland  om er te gaan werken bij  de " Newcastle-Jutland submarine cable " en de "Great Northern Telegraph Company " die gespecialiseerd waren  in onderzeese traffiek .Zijn broer Arthur werkte bij de Post in Newcastle ,en samen eksperimenteerden ze met duplex-telegrafie . Zijn eerste gepubliceerd artikel , verscheen in  ‘the English Mechanic ‘ , in 1872 ,wanneer hij 22 jaar was . Hij werkte nog steeds als chief-operator in Newcastle .Een jaar later publiceerde een bekend wetenschappelijk tijdschrift , "the Philosophical Magazine ", een artikel van hem ,  over hoe men  de brug van Wheatstone het best kon gebruiken , om metingen op elektrische schakelingen uit te voeren . Hij werd toen opgemerkt door Maxwell , die Oliver’s  bijdragen aan de vooruitgang van de elektriciteit , vermeldde in de tweede oplage van zijn "Treatise on Electricity and Magnetism " . Toen Heaviside dit werk las , werd hij er zodanig door gefascineerd , dat hij zijn job als telegrafist opgaf , om Maxwell ‘s theorie grondig  te kunnen bestuderen , alhoewel hij toegaf dat hij er niet alles van verstond . Hij vereenvoudigde de 20 vergelijkingen met 20 veranderlijken van Maxwell , en verving ze door vier vergelijkingen met twee veranderlijken . Vandaag noemt men deze nog steeds "de vergelijkingen van Maxwell ", waarbij niemand schijnt te weten , dat men ze beter  "de vergelijkingen van Heaviside " of van "Maxwell-Heaviside " zou noemen , hetgeen een eerlijke vorm van erkentelijkheid zou zijn . Heaviside heeft daarmee een niet te onderschatten dienst bewezen aan degenen die , op een nog begrijpelijke manier , het elektromagnetisme proberen te doorgronden .
    tabel : Maxwell
     In de tabel staan de  vergelijkingen van Maxwell in zogenaamde Gaussiaanse eenheden ,die gebaseerd zijn op het vroeger  gebruikt CGS -stelsel .   E is de elektrische veldsterkte en B de magnetische induktie . H is de magnetische veldsterkte en c de lichtsnelheid , ongeveer gelijk aan 299790 km/sek . De konstante 4p kan men uit de uitdrukkingen laten verdwijnen door een schaalverandering . Ze komen in feite voort uit de beschrijving van een bol waar in het midden een  puntbron staat , van waaruit een elektromagnetisch veld vertrekt met de loodrecht op elkaar staande komponenten E en H . Het laten verdwijnen van de 4p , noemt men rationalisatie . Heaviside-Lorentz eenheden zijn gerationaliseerde Gaussiaanse eenheden , net zoals de Giorgi - of MKSA eenheden , die de CGS eenheden , die nu niet meer gebruikt worden , vervangen hebben . De tabel met de formules wordt uitvoeriger verklaard in een afzonderlijk hoofdstuk over Maxwell .

    Tussen 1880 en 1887 ontwikkelde Heaviside de operationele  vektor-algebra ,met de bedoeling  differentiaal-vergelijkingen die voorkwamen in de theorie van de elektrische schakelingen , op een eenvoudige  manier op te lossen . Hij verving de differentiaal - operator  d/dx  door p (soms D , gelijk aan de s in de Laplace - transformaties )  , hetgeen hem toeliet  een differentiaal - vergelijking om te vormen tot een gewone algebraische vergelijking . Later hebben Gibbs en Bromwich , deze werkwijze overgenomen en bekend gemaakt , onder meer in "the Proceedings of the Royal Society "

    Heaviside’s Methode
    Bekijken we  een typisch voorbeeld van de Heaviside methode  voor het oplossen van  een vergelijking met de Laplace transformatie :
    2s__________  =   L(f(t))
    (s + 1)(s2 + 1)    
                    
    voor een  uitdrukking in funktie van de tijd : f(t) = -e-t  +cos t + sin t.

    Via een aantal eenvoudige , gemakkelijk te leren algebraïsche stappen , zet
    de Heaviside’s methode ,  systematisch  een quotient van veeltermen

    a0 + a1s + · · · + ansn                                                                                        
    b0 + b1s + · · · + bmsm                                      (waarin s ook p kan genoemd worden )

    om in  de Laplace getransformeerde L(f(t)) van een  f(t)  funktie . Hierbij wordt verondersteld dat  a0, .., an, b0, . . . , bm  konstanten zijn en dat het quotient der veeltermen een limiet heeft , die streeft naar nul , wanneer   s = 1.

    De Heaviside Stap Functie H(x)
       
     figuur step1
    De Heaviside stap functie H(x) (soms  theta(x) of u(x) genoemd ) is een  discontinue functie , eveneens bekend onder de benaming  " eenheid  stap functie"  en bepaald in het interval           H(x)= 0  voor x<0;   ½ voor  x=0   en  1  voor  x>0   
    Ze wordt onder meer gebruikt in kontrole-systemen in de regeltechniek .
    In de wiskunde definieert men de UnitStep[x]   soms  uitzonderlijk met H(0) = 1   in  plaats van de  conventionele   definitie   H(0) = 1/2.
    Soms treft  men ook een  afgekorte voorstelling    aan :    H_c(x)=H(x-c)
    De Heaviside stap-funktie is de integraal van de Dirac delta funktie .
    De Fourier transformatie  van de  Heaviside stap functie is  gegeven  door  de Kronecker
     delta functie   :    delta(k) .

    Heaviside’s  opladen van telefoonlijnen en telegraafkabels met spoelen ,een revolutionaire vooruitgang .
    Een van de belangrijkste verdiensten van Heaviside , is het op regelmatige afstanden in serie plaatsen met elektrische  lijnen en kabels , gebruikt voor telefonie en telegrafie op grote afstand, van "oplaad-spoelen ". Op 3 juni 1887 verscheen van hem in "the Electrician " (een wetenschappelijk tijdschrift , dat van hem 500 bladzijden artikels publiceerde tussen 1882 en 1887) een artikel over "Electromagnetic Induction and its Propagation "  .. Hij benadrukte dat inductantie een belangrijk concept is , bij het gebruik van telefoonlijnen en kabels , en dat men door het inductief opladen van deze kabels ,door er spoelen mee in serie te plaatsen , de werking sterk zou  verbeteren, en de golfvorm van de overgestuurde telefoon-signalen , niet meer zou vervormd worden , en ook minder verzwakt . Over lange lijnen overgezonden , werden inderdaad de verschillende frekwenties die in een telefoongesprek voorkomen , op een verschillende manier verzwakt , en ze kwamen op verschillende tijdstippen aan op het punt van bestemming , waar ze weer samengesteld werden tot een onverstaanbaar geheel.Met spoelen kon met het kapacitief verzwakkend effekt van de eigen kapaciteit van de lijn compenseren .Dit was een mijlpaal in de ontwikkeling en de vooruitgang op gebied van telefoon-netwerken .Heaviside had alle ontwikkelingen op dit gebied  op de voet gevolgd , en zo schreef hij in The Electrician :   " Sir William Thomson ‘s theorie over onderzeese kabels , is prachtig geformuleerd , en ik feliciteer hem voor  zijn eksperimenten waarop hij zijn theorie baseerde " . In deze publicatie van 1887 gaf Heaviside voor het eerst aan , onder  welke voorwaarden men volgens hem ,met in serie geplaatste spoelen , informatie , zonder signaal-vervorming kon overzenden op elektrische kabels . Hij heeft dit idee nooit gepatenteerd , waardoor het op naam gekomen is van de Amerikaan  Prof. Michael Pupin  van de Columbia Universiteit , die Heaviside gelezen had en het idee wel octrooieerde in 1904 . Men spreekt daarom over "de pupinisatie van telefoonlijnen " , waarbij Heaviside  groot onrecht wordt aangedaan , want het idee was van hem . Ook George Campbell van AT&T (American Telephone and Telegraph ) paste die techniek toe , na de papers van Heaviside gelezen te hebben , zonder dat deze laatste daarvoor van deze machtige telefoonmaatschappij ooit een vergoeding gekregen heeft . In 1888 en 1889 publiceerde Heaviside twee artikels over de vervorming die elektrische en magnetische velden ondergaan , rond een lading die zich beweegt doorheen  een midden met grote dichtheid.In 1889 was Thomson ,alias Lord Kelvin ,  president geworden van het Institute of Electrical Engineers , en hij heeft Heaviside in zijn openings-speech  beschreven als " een autoriteit op het gebied van de telecommunicaties , een man die met zijn  opzoekingswerk op het gebied van kabels en van electromagnetische golven , het verste van ons allen is doorgedrongen  in de ontrafeling van deze materies ". Deze zelfde Thomson ,was vermaard door zijn welgekende "telegraaf vergelijkingen " uit de transmissie-lijn theorie ,maar in zijn speech gaf hij toe ,dat hij daarbij helemaal geen rekening gehouden had met zelfinductie en inductantie .
    In 1891 werd Heaviside verkozen  tot "Fellow of the Royal Society ", een grote eer in die tijd , en erkend als eminent specialist van lange-afstand telegraaf - en telefoon-systemen  .
    Zijn werk in  Paignton en Bradley.
    In 1889 verhuisden zijn ouders naar Paignton in Devon , en Oliver ging met hen mee en bleef bij hen wonen . Men weet dat hij zich rond 1892 verder interesseerde voor
    wiskunde , operationele vektor-algebra  , en elektromagnetisme . In 1892 verschenen van zijn hand  twee boeken  "Electrical Papers ", in de jaren 1893 tot 1912 gevolgd door nog eens drie volumes  over "Electromagnetic Theory ".Heaviside heeft altijd de indruk gehad , dat de werkelijke waarde van zijn werk(en) niet gewaardeerd werd door degenen die mooie algebraïsche oplossingen verkozen boven zijn revolutionaire opvattingen over elektriciteit en  elektromagnetisme.

    Charles Heaviside , zijn vader , bezat na de verhuis , een muziekwinkel , die uitgebaat werd door Oliver’ s broers Frank en Charles junior . De ganse familie was muzikaal , en Oliver speelde  aeoleaanse harp , en ocarina , dat is een klein , porseleinen langwerpig ei-vormig blaasinstrument .

    De twee ouders van Oliver steunden hem tot hij rond de 45 jaar oud was , en tot zijn moeder stierf in 1894 en zijn vader in 1896 . Na de dood van zijn ouders , verhuisde hij in 1897 naar Bradley View in Newton Abbot .Hij was ongehuwd en woonde van 1897 tot 1909  in , als betalende gast , bij een genaamde Miss Way . De weinige keren dat hij buiten kwam ,vooral om te fietsen naar het Pomeroy kasteel , maakte hij sarcastische opmerkingen tegen de jongeren , hetgeen  hem geen vriend maakte van die jeugd , die daarna soms stenen en rotte appels gooiden naar de gesloten luiken van zijn studeerkamer .In die periode kreeg hij vaak bezoek van G.F. Fitzgerald , een natuurkundige , die vond dat Oliver briljante ideeën had , maar die reeds overleed in 1901 . "Oliver bewonderde de schoonheid van de zuivere wiskundige theorema’s , toegepast op de fysica en de mechanica ", volgens Fitzgerald .

    De voor radiogolven weerkaatsende E -laag in de ionosfeer
    Op 12 december  1901 had de italiaan Guglielmo Marconi , voor het eerst radio-seinen over de Atlantische oceaan gestuurd , zonder te kunnen verklaren waarom ze , zich in rechte lijn voortplantend , niet verloren gingen in de atmosfeer, door de ronde vorm van de aarde . Nochtans had de Austro-Hongaar Nikola Tesla , op 3 juli 1899 , aangekondigd, dat hij een weerkaatsende laag op 100 kilometer hoogte vermoedde , waardoor in feite de propagatie van Marconi ‘s signalen kon verklaard worden .
    In 1902 kondigden de Amerikaanse elektrotechnische ingenieur Arthur Edwin Kennely
    (1861-1949) en Oliver W. Heaviside , onafhankelijk van elkaar ( Heaviside twee maanden na Kennely ) het bestaan aan van een laag geioniseerd gas ( waar ionen en elektronen in voldoende hoeveelheid voorkomen ) , hoog in de atmosfeer , die radiogolven toelaat de ronding van de aardoppervlakte te volgen . Door deze Heaviside-Kennely ( of Kennely-Heaviside) -laag , ook E -laag genoemd , worden radio-signalen weerkaatst , en kunnen  ze zich rond de aardbol  verplaatsen en voortbewegen , zonder verloren te gaan in de hogere luchtlagen van de atmosfeer . De vraag kan hier objektief  gesteld worden  , wie de eerste was , als verdienstelijk vorser , om deze E-laag te vinden : Tesla , Kennely of Heaviside , en of ze werkelijk niet van elkaar geweten hebben , en  geen enkele publicatie van de andere , daarover gelezen hadden .

     Nikola Tesla (1856-1943)

    Zoals men daarna ook F1 (200 km)  en F2 (300 tot 400 km) lagen zou vinden en benoemen , maakt de E laag deel uit van de zogenaamde ionosfeer op een hoogte tussen de 100 kilometer en de 400 kilometer boven de aardoppervlakte , en ze weerkaatst en buigt straling op langere golflengten af , terwijl ze de zeer korte golven doorlaat die dus verloren gaan in de hogere luchtlagen . Door meervoudige weerkaatsingen tussen de aarde (of de zee) en de E , F1 en F2 lagen in de ionosfeer,kunnen radiogolven zich ver voorbij de zichtbare horizon voortbewegen  . Deze voortplanting of propagatie is sterk afhankelijk van het uur van de dag en nacht , de seizoenen  en de zonnevlekken-aktiviteit . Hierdoor kan  de kwaliteit en de sterkte van de ontvangst op grote afstand , DX genoemd , op vrij korte tijd veranderen . Deze weerkaatsing door een ionosfeer , die werkt als een spiegel , maakt ook , dat men als het ware over het hoofd springt ( "skip") van ontvangst-stations , die dichtbij de zender liggen , maar niets ontvangen van de uitzending op een bepaalde frekwentie door deze zender . Dit verschijnsel treedt op wanneer de  zogenaamde grondgolf of rechtstreekse golf , uitgezonden door de zender , opgeslorpt wordt door een aardoppervlakte met een slechte bodemgesteldheid ,en de weerkaatsing op de ionosfeerlaag gebeurt onder een vrij grote hoek ,zodat de weerkaatste golven niet steil genoeg terug naar beneden komen om nog de ontvangstantenne van een dichtbijgelegen ontvangststation te treffen . De juistheid van de vooropstellingen door Heaviside en Kennely , werd bevestigd door metingen van de Britse wetenschappers Edward Appleton (in 1924 , 1 jaar voordat Heaviside overleed in Torquay) en M.A.F. Barnett in 1925 .Appleton had reeds in 1923,radio-impulsen , vanop de aarde , vertikaal naar boven gestuurd , en de tijd gemeten tussen de naar boven gaande en de teruggekaatste impulsen . Uit de natuurkundige uitdrukking  afstand = snelheid maal tijd , werd de hoogte van de weerkaatsende laag gemeten .In Amerika werd in 1926 een andere bewijs-methode toegepast door de Amerikanen Gregory Breit  en Antony Tuve.De Breit-Tuve recorders , worden  vandaag nog wereldwijd gebruikt voor het meten en registreren van de toestand van de weerkaatsende lagen in de ionosfeer . De stralings-theorie van de duitser Max Planck ( zie : Max Planck Institut , Dortmund , in Duitsland) heeft dan samen met de studie van die hogere luchtlagen , geleid tot het ontstaan van de radio-astronomie in 1932 .Heaviside had ook  een verband gelegd tussen elektromagnetische straling , uitgaande van de zon , en de aantrekkingskracht van de zon op de aarde. De invloed van de zon op radio-propagatie verandert , door zonne-uitbarstingen van plasma , en  doordat de zon een  cyclus vertoont , waarbij de noord-en de zuidpool van de zonnebol , om de 11 jaar van plaats verwisselen , een verschijnsel dat men nog niet heeft kunnen verklaren .

    De latere jaren .
    Het zou een vergissing zijn , te denken dat Heaviside gelukkiger werd door de erkenning die hij op het einde van zijn leven , uit verschillende wetenschappelijke kringen ontving . In 1905 , bijvoorbeeld , kende de Universiteit te Göttingen , Duitsland , hem een ere-doctoraat toe , voor het geheel van zijn opzoekingen .Integendeel werd hij , met het verstrijken der jaren ,steeds verbitterder . Vanaf 1908 was hij beginnen sukkelen  met zijn gezondheid , en stond hij er ook financieel zeer slecht voor , zodat hij geld moest lenen dat hij niet kon terugbetalen .  In 1913 was hij lid geworden van "the British Association for the Advancement of Science ". In dat jaar was hij pas hersteld van een ernstige ziekte . In 1920 was Heaviside nog steeds zo arm , dat een aantal Amerikaanse ingenieurs en natuurkundigen , geld inzamelden , om hem van een inkomen te voorzien . Er werd toen beslag gelegd op het huis van zijn ouders en op dat in Torquay  ,waar hij naar verhuisd was in 1909 , na een armoedig leven  vol tegenslag en  dat hij ondertussen met een lening gekocht had, maar vanaf 1921 wou geen enkele bank hem nog geld lenen . " The Institute of Electrical Engineers " zond hem van dan afaan , regelmatig cheques van 100 engelse ponden . De "Institution of Electrical Engineers " (IEE) , kende hem de bronzen  "Faraday-medaille "  toe , "voor het herschrijven van de theorie der telecommunicaties ".Dit laatste gebeurde in 1922 , toen hij reeds 72 jaar oud was .Deze medaille is bewaard en kan nu nog bekeken worden in het gebouw waar de Londense afdeling van de IEE gevestigd is .

    De woonst in Torquay , was hem in 1909 aangeboden geweest door een vriend , en hij leefde daar in de volledige afzondering , zijn dagen slijtend met theoretisch opzoekingswerk . De muren van de kamers in het huis , hingen vol met reproducties van wetenschappelijke artikels . Vanuit dat huis heeft hij gecorrespondeerd met researchers uit verschillende landen , waaronder ook met Heinrich Hertz , en met professoren van de Oxford universiteit , die hem  "de kluizenaar  in een caviteit (=hol[te]) "  noemden , omdat hij zich opsloot in een verwaarloosd  huis dat geen enkel normaal comfort bood .De buren vonden hem een zonderling , omdat ze , de weinige keren dat hij buiten kwam om een wandeling te maken , zijn rood haar zagen , en zijn stekende ogen die volgens hen de kinderen bang maakten , en opmerkten  dat zijn vingernagels met zorg gemanicuurd waren , en geverfd met een roze , glanzende lak .Noodzakelijke boodschappen werden voor hem gedaan door de plaatselijke politieman , die met zijn fluitje door de klep van de brievenbus blies om zijn komst aan te kondigen.Olivier leed de laatste jaren aan een steeds erger wordende  doofheid , waarbij ook zijn reukzin niet meer werkte .Einde 1924 vond  de politieman -boodschapper , hem  bewusteloos op de grond van zijn kamer , en hij stierf op 75-jarige leeftijd , op 3 februari 1925 . Hij werd in Paignton begraven bij zijn ouders .

    Zijn voornaamste publicatie , is het vierdelig werk over " Electromagnetic Theory "
     waarvan het vierde volume onafgewerkt bleef door zijn onvoorziene dood .In deze boeken staan de  theoretische beschouwingen vermengd met een vleugje humor en filosofie .

    Willy Acke

    figuur Tesla ( 4 foto's)

    Tesla- naschrift .
    Nikola Tesla  ( 9 november 1856 - 7 januari 1943 ) was een tijdgenoot van Marconi . Hij heeft  meer dan 100 uitvinders-patenten en 900 brevetten op zijn naam staan. Er bestaan foto’s , waarop men Tesla samen ziet met Edison ,de voormalige koning van Joegoslavië , Einstein ,de schrijver Marc Twain  en de stichter-direkteur van de Amerikaanse sterkstroom-industrie-reus , Westinghouse .
    Nikola Tesla is in de loop van de geschiedenis , de enige werkelijke rivaal geweest van Thomas Alva Edison , met wie hij trouwens een korte tijd heeft samengewerkt . Edison kon echter geen echte uitvinders naast zich  verdragen en het is vooral wanneer Tesla zich op wisselstroom -vindingen begon toe te leggen , dat Tesla afhaakte en Edison , die een fervente aanhanger  van gelijkstroom was , verliet .

    Tesla werd in 1856  in het toenmalig Oostenrijk-Hongaars gebied , te Smiljan , Kroatië geboren ,uit een familie waarvan de vader een orthodoxe priester was , afkomstig uit Servië . Hij studeerde voor ingenieur aan de Technische Universiteit van Graz ,Oostenrijk en aan de Universiteit van Praag in Czecoslowakije . Zijn belangrijkste uitvinding is de inductiemotor of asynchrone motor . Het is een feit dat hij daarvoor inspiratie gezocht heeft bij de gelijkstroom-dynamo ,( uitgevonden door de belg Gramme ) , die hij eerst liet draaien als motor , en daarna omvormde tot wisselstroom-motor. Dit gebeurde toen hij slechts 16 jaar oud was , maar de eigenlijke industriële produktie van zijn inductiemotor , vond slechts plaats vanaf 1888 .In 1891 werd hij staatsburger van de Verenigde Staten .Het was de periode , waarin de  duitser Wilhelm Roentgen , de X- stralen ontdekte.(1895).De Amerikaan Alexanderson had juist de wisselstroom-generator uitgevonden , maar Tesla ontwikkelde van deze alternator  een geheel eigen versie .In de loop van zijn leven vol geniale ontdekkingen , waaronder ook het bestaan van de weerkaatsende E-laag in de ionosfeer , kreeg hij drie Nobel-prijzen , waarvan één samen met Edison .Hij is bijna 75 jaar oud geworden
    .
    Referenties , geraadpleegde werken :
    1)  Pioniers , door W.A. Atherton , in Electronics & Wireless World , 1947 : Oliver Heaviside , the champion of inductance .
    2)  Oliver Heaviside -the man , door M.K. Hobden , in Electronics & Wireless World , augustus 1987 .
    3)Heaviside , een onbegrepen genie , door J.J. O ‘ Connor en E.F. Robertson , op  internet .
    4) Alan Heather : Oliver Heaviside  ( op internet ).
    5)  Oliver Heaviside , door Willem  Van Der Bijl , in the new Grolier multimedia Encyclopedia .
    6)  Eric W. Weisstein. "Heaviside Step Function." uit   MathWorld ,
    1999 CRC Press LLC, Wolfram Research, Inc.
    7) Heaviside-Lorentz -units in the Maxwell  equations ,
    door  J. B. Calvert , 9 oktober 2002 , in Physics
    8) Tesla -Wardencliffe project archives .

    16-04-2004, 00:00 Geschreven door Willy
    Reageren (0)


    15-04-2004
    Klik hier om een link te hebben waarmee u dit artikel later terug kunt lezen.40 . Heinrich Hertz
    Klik op de afbeelding om de link te volgen Klik op de  afbeelding , om de figuren te bekijken ,
    die behoren bij de hieronderstaande tekst :

    Heinrich Hertz( 22 feb. 1857 - 1 jan .1894 )
    afbeelding1   :            Hertz1   ( 4 foto’s)
    Voorwoord : In 1886 en 1887 voerde Hertz , die de voornaamste voorloper
    ( zonder dat hij het zelf wist ) van de radio mag genoemd worden en vooral van de antennes , zijn vermaarde laboratorium-proeven uit , die het hem
    mogelijk moesten maken , de juistheid vast te stellen van de veronderstel-
    lingen door de Engelse Maxwell gemaakt , dat lichtgolven identiek zijn
    aan elektromagnetische golven .Faraday had ontdekt , dat gepolariseerd
    licht , dat doorheen een plaatje dik glas straalt , een draaiing ondergaat
    als het plaatje in een magnetisch veld gebracht wordt. Hij toonde daarmee
    aan dat er een verband bestaat tussen elektriciteit en magnetisme .Helaas
    had Faraday geen kaas gegeten van wiskunde, maar Maxwell zoveel temeer.
    Hij toonde aan dat een elektrisch veld een magnetisch veld opwekt en
    omgekeerd, en dat elektrische en magnetische velden dus niet afzonderlijk
    kunnen bestaan. Ze houden elkaar in leven , en Maxwell beschreef zuiver
    wiskundig , hoe deze velden zich zouden behoren te gedragen . Hij definieerde
     ook het begrip ‘verschuivingsstroom in een diëlektricum ‘, dat voor het
    eerst te berde gebracht was door Ampere .Maxwell’s vergelijkingen voor de vrije ruimte ,leidden tot differentiaal-vergelijkingen zoals die reeds bekend waren uit de theorie van het geluid , door Simeon Denis Poison in 1820 .
    In feite heeft Maxwell de Poisson golfvergelijkingen als voorbeeld genomen , om aan te tonen dat vlakke elektromagnetische  golven , transversaal gepo-lariseerd zijn , net zoals lichtgolven .Hertz bewees proefondervindelijk dat elektrische golven ,zich zoals lichtgolven ,rechtlijnig voortplanten en kunnen weerkaatst en gebroken worden .
    Hij ontwierp een oscillator met een golflengte van 5,5 meter , dus een zodanig hoge frekwentie als niemand hem ooit tevoren had voorgedaan . Deze zeer hoog-frekwente trillingen (decametrische golven of VHF-gebied) dreef hij in
    een verbeterde uitvoering van zijn oscillator nog op tot in het ultra-hoog-
    frekwent gebied (UHF) , met namelijk een golflengte van 0,6 meter.
    Als erkentelijkheid aan deze grote onderzoeker , heeft de internationale
    wetenschappelijke gemeenschap aan het aantal trillingen per sekonde ,
    de benaming ‘hertz ‘ toegekend als eenheid van frekwentie.( in plaats
    van het amerikaanse ‘cycles ‘) . In 1875 beschreef Hendrik Antoon Lorentz
    de voortplanting van golven in een kristal ,en de straalbreking ervan ,volgens
    de wet van Snellius .In 1888 maakte de Austro-Hongaar Tesla een toestel , een soort  transformator waarmee hij Hertze golven kon uitzenden.In 1890 bouwde Branly een coherer , dit is een toestel waarmee  hij Hertze golven kon opvangen en detecteren , en in 1896 verwezenlijkte de Italiaan Marconi draadloze telegrafie op grote afstanden .Het radiotijdperk was begonnen .

    Hertz : een kort , maar inventief leven .

    Heinrich Rudolph Hertz werd geboren in Hamburg , Duitsland , op 22 februari
    1857.Hij was de oudste zoon van Dr. G. Hertz , een advocaat die daarna rechter werd en vervolgens senator . Hij behoorde tot een familie van invloedrijke en suksesvolle handelaars. Zijn moeder , was de dochter van een geneesheer , en de afstammelinge van een lange lijn Lutheriaanse ministers , die allen op hoog kultureel niveau hadden geleefd  en gewerkt .Tijdens zijn middelbare schooljaren , maakte hij op een eigen schaaf- en draai-bankje , natuurkundige instrumenten , en een galvanometer. Hij was zo goed in handwerk , dat zijn leraars tegen zijn moeder zegden : "laat hem toch vakman worden ".
    Na zijn middelbare studies  studeerde Hertz op 20-jarige leeftijd te München .
    Hij dacht er eerst over , om ingenieur te worden. Zijn vader was er mee
    akkoord gegaan dat hij  architect zou worden of ingenieur.Maar na twee jaren studie in die richting , voelde hij zich gegrepen door de zuivere natuurwetenschappen .  In november 1877 schreef hij aan  zijn ouders een lange brief over zijn toekomst-plannen : "Ik ben werkelijk beschaamd om het te zeggen , maar ik moet wel : ik verwaarloos op het ogenblik mijn professionele studies , omdat ik aanvoel , dat ik slechts een tweederangs ingenieur   zal worden . Daarom wil ik mij nu concentreren op de studie van de natuurwetenschappen . Ik vraag U  , mijn vader ,mij in deze beslissing te willen  steunen , veeleer dan mij één of ander advies te geven .U hebt mij nooit een stroobreed in de weg gelegd , en ik denk dat u ook nu akkoord zult gaan met deze wetenschappelijke studies ". Hertz veranderde dus van studierichting aan de Universiteit en het Technisch Instituut ,en bracht bij zijn studie van de wiskunde en de mechanica, veel tijd door in het laboratorium voor fysica . In oktober 1878 , verhuisde hij naar Berlijn om daar te gaan studeren bij de professoren Helmholtz en Kirchoff .

    afbeelding 2  :   Helmholtz_portret  en Helmholtz_postzegel   naast elkaar

     Helmholtz had reeds in 1847 aangetoond , dat elektrische trillingen kunnen opgewekt worden in L-C (zelfinductie-kapaciteit)- ketens,maar hij had er geen bevredigende uitleg kunnen aan geven. Enkele jaren later , in 1853 , kon William Thomson dat wel , door een duidelijke uitleg te verstrekken over ‘elektrische schommelingen in gesloten kringen ‘. In 1865 publiceerde de Engelse geleerde Maxwell een uitstekend theoretisch werk  ‘over de verspreiding van elektrische en magnetische golven doorheen geleiders , en in de ruimte ‘, gevolgd door  ‘On Electromagnetic Waves in Air , and their Reflection ‘.

    Hertz schreef aan zijn ouders  : "de professoren (Helmholtz en Kirchoff)
    zijn giganten , en ik ben nu echt gelukkig ".Helmholtz was een veelzijdig
    genie. Hij onderwees fysiologie , anatomie , natuurkunde en wiskunde.
    Zijn ontdekkingen omvatten de meting van de snelheid waarmee een
    impuls zich doorheen  de zenuwen voortplant, de bewegingen van geluidsgolven,en het samenvallen van twee hoorbare trillingen tot een samengestelde onhoorbare , de wet van het behoud van energie , de theorie van de kleuren-cirkel (belangrijk voor de latere kleuren-televisie), de uitvinding van de ophthalmoscoop , een instrument dat nu nog gebruikt wordt door opticiens om fouten van de ogen vast te stellen ,akoestische harmonie , enz .

     In 1880 behaalde Hertz zijn Doctoraat  in de Wetenschappen , hetgeen toen ‘Doctor in de Filosofie (van de mechanica) ‘ genoemd werd . In oktober van dat jaar werd hij aangesteld als assistent van Helmholz , door wiens raadgevingen hij gestimuleerd werd . Deze samenwerking duurde drie jaar tot 1883 , jaar waarin hij aan de Universiteit van Kiel mocht beginnen als Docent in de Theoretische Natuurkunde.Hij begon toen grondig de elektromagnetische theorie over het licht te bestuderen,openbaar gemaakt door  Maxwell.
     In april 1885 werd hij bevorderd tot Professor in de Experimentele Natuurkunde , en hij begon toen les te geven (tot 1889) aan de Technische Hogeschool te Karlsruhe . In 1886 , hij was toen 29 jaar ,huwde hij daar  met de dochter van de professor (aan dezelfde instelling) in de geodesie ( = studie van de aardkunde , de aantrekkingskrachten , de wederwerking tussen aarde en maan , de weersomstandigheden en de evolutie van het klimaat op aarde , enz.).Het huis van de jonggehuwden werd de ontmoetingsplaats voor hun medewerkers ,en hun talrijke kulturele gespreksavonden . Het was in Karlsruhe , dat Hertz , opzoekingswerk begon op het gebied van de voortplanting van elektrische golven . Vooraleer hij daarin ver genoeg gevorderd was ,werd hem in 1889 aangeboden , de juist overleden , befaamde Professor Clausius , op te volgen aan de Universiteit te Bonn. Hij aanvaardde deze betrekking van Professor in de Natuurkunde, en was aldus op slechts 32-jarige leeftijd gestegen tot een topfunktie in de academische wereld ,die velen op slechts veel latere leeftijd met moeite  bereikten .

    Spijtig genoeg , heeft hij van deze suksesvolle loopbaan slechts gedurende een korte tijd kunnen genieten , want in de zomer van 1892 werd hij ernstig ziek , volgens de toenmalige dokters in de geneeskunde ,( die in die tijd nog niet ver gevorderd was  ) , door een chronische bloedvergiftiging , te wijten aan het niet verzorgen van een oude kaakontsteking , die aan het zweren was gegaan .
    Aan hevige pijnen lijdend , is hij daaraan op 1 januari 1894 gestorven . Hij  zou bijna een maand later , 37 jaar geworden zijn .In een afscheidsbrief , gedateerd
    9 december 1893 aan zijn ouders , schreef hij : " Als er mij werkelijk iets overkomt , moet ge niet treuren , maar een weinig fier op mij zijn , omdat ik tot de uitverkorenen behoorde , die maar kort leefde , maar toch genoeg leefde . Ik heb dit noodlot niet gewild , maar nu dat het mij getroffen heeft , moet ik er maar in berusten ".
    Onder zijn verzamelde werken , vindt men een verhandeling over de  funda-
    mentele elektromagnetische vergelijkingen van Maxwell , waardoor hij hulde
    brengt aan zijn voorloper , die hem inspireerde . Een ander werk handelt over
    " elektrische golven en hun uitbreiding ". Hij beschrijft ook de invloed , die
    ultra-violet licht heeft , op een elektrische ontlading . In feite gaat het over de bevrijding van elektronen uit een materie , die getroffen wordt door U.V.-licht ,met een gasontlading tot gevolg. En zoals Röntgen het zou aantonen ,had Hertz ook al vastgesteld  " dat zekere stralen ( kathodestralen) in staat waren , dunne metalen platen te doordwarsen , zonder er de struktuur van aan te tasten ".
    Hij schreef  een boek over "die Prinzipien der Mechanik " , nog met grote moeite afgewerkt tijdens de maanden van zijn ziekte , en enkele maanden na zijn dood gepubliceerd. Hierin staat een voorwoord van Helmholtz , die de auteur’s leven en werk schetst en hem posthuum looft voor zijn prestaties .

    Het streven en het opzoekingswerk van Hertz

    Met betrekking tot het gedrag van lichtgolven , was Newton’s theorie over het
    corpusculair karakter daarvan , in de vroege jaren 1800 , gevolgd geweest door
    de golf-theorie van Young en Fresnel , die vooropstelden dat het licht zich door-
    heen de ruimte voortplant in  de vorm van longitudinale en transversale golven.
    Maxwell en Pointyng spraken over  golven , die zich in twee loodrecht op elkaar
    staande vlakken , met de snelheid van het licht voortplantten volgens de Poynting-
    vektor . Hertz heeft daar jaren later op voortgeborduurd en aangetoond dat licht ,
    een fosforescerende oplichting kan verwekken in vaste-toestand middens , en
    ook in vloeistoffen . Men kan dit trouwens  waarnemen aan de oppervlakte
    van zeewater , " das leuchten " , bij het vallen van de avondschemering .Ook de optica kreeg door al deze opzoekingen , een ferme duw vooruit . Vastgesteld werd dat elektromagnetische velden aanwezig waren in de isolatie ,het diëlectricum ,
    ( benaming die in die tijd voor het eerst gegeven werd ) rond metalen stroomvoerende geleiders , en tussen de twee platen van een kondensator  , waar het magnetisch veld altijd samengaat met een elektrisch veld , en er steeds loodrecht opstaat.Hertz geloofde daardoor , dat er een rechtstreeks verband bestond tussen licht , elektriciteit en magnetisme . Daarop zoekend , vond hij , dat het vlak waarin licht gepolariseerd is , verdraait , wanneer het onderworpen wordt aan een magnetisch veld . ( analoog met de opzoekingen van Faraday) .
    Vanaf 1886 , was hij een lange reeks onderzoekingen begonnen , over elektrische
    trillingen , voortkomend uit de interesse , die Helmholz in 1879 bij hem gewekt
    had , door te suggereren , dat hij door een dergelijke studie een prijs kon winnen ,
    voorgesteld door de Berlijnse Academie der Wetenschappen . Daarvoor moest hij
    een gedeelte van de theorie van Maxwell bewijzen , namelijk het verband tussen
    diëlektrische polaristatie , en elektromagnetische straling , een project dat hij vroeger reeds aangevat had , maar verlaten had ,wegens het niet voorhanden zijn van schakelingen , die trillingen met een voldoende hoge frekwentie konden opwekken .

    Toen hij tijdens zijn voorlezingen te Karlsruhe , twee platte spiraalvormig gewik-
    kelde spoelen gebruikte , dicht tegen elkaar opgesteld , en derhalve met elkaar
    magnetisch (inductief) gekoppeld zoals in een transformator , stond hij tijdens een demonstratie verbaasd over het feit dat het zo gemakkelijk was , tussen de klemmen van de secundaire spoel , vonken te trekken , op het ogenblik dat een geladen Leidse fles werd ontladen doorheen de primaire .

    afbeelding 3 :         Hertz2 :  Leidse Fles

    Een Leidse fles werkt als kondensator , die in bepaalde omstandigheden , door ontlading in de eigen zelfinduktie van haar elektroden ,een uitstervende trilling kan teweegbrengen . Een trage trilling ,want de eigen kapaciteit van de fles is te groot . Als dat met een dergelijke trage ontlading  mogelijk was , dan veronderstelde hij , dat het effekt veel groter zou zijn , indien hij daarvoor snellere ontladingen kon gebruiken , en hij monteerde daarvoor op de uitgangsklemmen van een klos van Rhumkorff twee  korte messing-staven , in het verlengde van elkaar eindigend op een koperen bolletje , met daartussen een onderbreking , dus een luchtspleet , om daarin vonken te laten overspringen.

    afbeelding 4 :   klos van Rhumkorff en schakeling Rhumkorff naast elkaar

    Door de opstelling in hun verlengde , met de lucht van de luchtspleet als diëlectricum , hadden  de twee staven een   geringe zelfinduktie , en een  kleine kapaciteit , als waren het twee dunne platen van een kondensator .Ze vormden dus  een elektrische trillingskring , met kleine L en C , die door de getrokken vonken in de luchtspleet , aangestoten werd , en daardoor op hoge frekwentie aan het trillen ging . De Amerikaan , Joseph Henry ,had reeds aangetoond , dat de ontlading van een kondensator ,in bepaalde gevallen kon plaatsvinden in de vorm van gedempte trillingen , en William Thomson ( ook Lord Kelvin genoemd) had in 1853 de befaamde formule opgesteld van de periode van  een elektrische trilling in een L,C trilkring :  T = 2p.ÖL.C    sekonden ( tweemaal pi , vermenigvuldigd met de vierkantswortel uit het produkt L maal C ), waarin  L de zelfinductie was in henries , en C de kapaciteit in farads.Deze berekening werd in 1859 geverifieerd door Federsen, die er eksperimenteel in geslaagd was oscillaties op te wekken ,met een frekwentie van rond de 100000 trillingen per sekonde. Geen enkele alternator , kort voor die periode uitgevonden door Alexanderson ,noch een roterende schakelaar , was er in gelukt een wisselspanning met een dergelijke hoge frekwentie voort te brengen . Maar Hertz wilde meer , en afgaande op de vooropstellingen van Maxwell ,  had  hij een hoogfrekwente oscillator gebouwd , die hij , met variaties , trillingen kon laten voortbrengen , met een golflengte gelegen tussen enkele meters en 30 centimeters ,dus het gebied van de korte golven . Hij wou  hiermee een voldoende hoge e.m.k. induceren in een sekundaire , waarvan hij de vorm nog niet vastgelegd had , om vonken over haar klemmen te kunnen trekken . Over dit opzoekingswerk publiceerde hij in mei 1887 een verhandeling  "over zeer snelle trillingen ". Om deze trillingen op te vangen , stelde hij een detector voor , die bestond uit een 2 millimeter dikke koperdraad , gebogen in de vorm van een rechthoek ( van 75 cm x 75 cm , resonerend op een golflengte van 4 maal 75 cm = 3 meter,gemonteerd op een houten raam uit droog hout ) .Door wijzigingen in de lengte van de draad , vond hij , dat hij enkel een goed resultaat bereikte , wanneer deze sekundaire keten ( zijn " resonator ")  in resonantie afgestemd was op de frekwentie van de primaire .Dit was het geval bij een draadlengte van drie meter ,als halve golf , zodat de volledige golf 6 meter was , hetgeen overeenstemt met een frekwentie van 50 Megacycles .

    afbeelding 5     Hertz resonator 1  ( dat is de figuur met R , L1,L2 ,V en O)


    De klos van Ruhmkorff R laadde de metalen kogelvormige ladingselementen L1 en L2 op , waardoor vonken in de luchtspleet V getrokken werden , die een voldoende straling verwekten om in de luchtspleet van de ontvangstlus O , minuscule vonkjes te doen overslaan . ( proeven  in 1884/1885)

    Nochtans verving hij achteraf de vierkante lus ,definitief door een cirkelvormige ( een idee van Helmholtz ),  met 70 centimeter diameter , overeenkomend
    met een golflengte van pi maal 0,7 = 2,2 meter , omdat de cirkelvorm gemakke-
    lijker hanteerbaar was . Hij had de cirkelvormige draad gesloten op  een zeer kleine luchtspleet  , waarvan de grootte instelbaar was met een micrometer-schroef tot een grootte van een tiende van een millimeter, met de bedoeling daartussen een vonkenboog te trekken ,veroorzaakt door de exciterende primaire kring.

    afbeelding 6   : foto ontvangstlus universiteit Karlsruhe

    De in de universiteit van Karlsruhe bewaarde ontvangstlus ,waarvan hierboven de
    foto , en die hij zijn cirkelvormige resonator noemde ,heeft een golflengte , die
    gelijk is aan 7,95 maal de diameter .

    Hij had dit alles met veel geduld uitgeprobeerd en vermeldde in zijn publicatie daarover ,dat hij in de duisternis van een donker gemaakte kamer ,zelfs op vrij grote afstand van de exciter met de klos van Rhumkorff , vonken had kunnen waarnemen in de luchtspleet van zijn cirkelvormige ontvangstspoel . Tijdens de
    waarnemingen , stelde hij vast , dat het vonken verbeterde door bestraling met
    ultraviolet licht. Dit is een verschijnsel , hierboven reeds vermeld ,dat vandaag verklaard kan worden met de Quantum-Mechanica van Schrödinger . Hij voerde ook de afstand tussen de ‘zender ‘en de ‘ ontvanger ‘ geleidelijk op tot 12 meter .
    Daarbij straalde , achteraf bekeken , zijn vonkenzender , rond de tien kilowatt
    vermogen uit , bijzonder hoog voor die tijd , waarvan in de ontvangstspoel ongeveer 1 watt overbleef , voldoende om een vonkje te trekken .

    afbeelding 7  :  Hertz resonator 2 (dat is
                                 de figuur met de naast elkaar twee cirkelvormig getekende lussen en de  geinduceerde e.m.k volgens Maxwell)

    De vonkjes waren microscopisch klein ,slechts een honderdste van een millimeter
    lang , en ze duurden een miljoenste van een sekonde , d.w.z. dat ze een frekwentie
    van 1 MegaHerz hadden . Deze frekwentie-aanduidende benaming bestond toen nog niet , maar men zou ze later internationaal invoeren  , als eerbetoon aan het
    pionierswerk van Hertz . Niet alleen bestudeerde hij verschillende vormen van
    elektromagnetische inductie tussen een primaire en een sekundaire , op een afstand van elkaar gelegen , maar ook het begrip "afstemmen in resonantie " ,
    hetgeen hij na de proeven met zijn cirkelvormige spoel , ook deed met een gestrekte draad .Nog in hetzelfde jaar 1887 spande  hij twee draden evenwijdig met elkaar , en stelde vast ,dat deze een halve golflengte lang moesten  zijn om in resonantie te kunnen trillen . (primordiaal voor de goede werking van onze huidige antennen).Men noemt een dergelijke  draad een halve golf dipool of een Hertz-dipool , en hij heeft een revolutie teweeggebracht in de ontvangst-en zendtechnieken in de telecommunicaties .

    figuur 8  : overgang tot gestrekte draad

    Hij ontdekte toen ook al , dat men een
    draad van 3 meter lengte kon verkorten tot 2,6 meter , door de twee uiteinden kapacitief te belasten met metalen elementen, hetgeen tientallen jaren later zou toegepast worden in zend-en ontvangst-antennen om er de fysische lengte van te verkorten .( ook in vertikale antennen met zogezegde kapacitieve hoed ) .
     In november 1887 deelde hij de resultaten van zijn opzoekingen mee aan de Berlijnse Academie .Een jaar later , in 1888 , herhaalde hij de proeven , deze keer met twee vertikaal opgestelde dipolen , waarachter hij een metalen parabolische spiegel , samengesteld uit vertikale metalen stroken ,had geplaatst ,dus de voorloper van antennen voor radar , en van radiotelescopen. Hij ontdekte dode gebieden in het verlengde van  de as van de dipolen , en bij de horizontaal geplaatste dipolen,zette hij de elektrische krachtlijnen uit met krijt op de vloer . De sterkste krachtlijn stond loodrecht op het midden van de dipool .

    afbeelding 9      parabool-bundeling ( figuur met twee parabolen waartussen horizontale rechte lijnen met daaronder ‘stralingsdiagramma’)

    De dipolen stonden in de brandlijn van de parabolen . De zender werkte nog steeds met een klos van Ruhmkorff . De proef lukte niet goed , omdat volgens
    Hertz , de afmetingen van de metalen spiegel ( men kende het woord reflector
    toen nog niet ) te klein waren , op de gebruikte golflengte .Volgens hem zou
    het met afmetingen van 4 tot 5 meter per metalen lamel , wel gelukt zijn .
    Later heeft hij de proef hernomen met reusachtige parabolen , en een generator op een tienmaal hogere frekwentie ( dus een golflengte van 60 centimeter ) die hij eenvoudigweg bekwam door de bolletjes op de messing stiften van de klos van
    Rhumkorff, ter plaatse van de luchtspleet weg te laten . De eigen kapaciteit van de trilkring werd daardoor veel kleiner ,en toen lukte het eksperiment , "beter dan hij verwacht had ". Hij zei dat hij elektrische krachtlijnen had voortgebracht , "gebundeld zoals lichtstralen en warmtestralen ".Hij heeft toen de gebogen reflector achter de ontvangst-dipool vervangen door een vlakke metalen plaat .
    De meeste proeven werden uitgevoerd in een zaal van 14 x 15 meter , en zes meter
    hoog waaruit Hertz alle ijzeren pijpen en pijpen voor de gasverlichting had laten
    verwijderen .Hij deed de proef in twee grote , aaneengrenzende laboratoriumzalen , waarbij het zend-en ontvangst-systeem zo ver mogelijk uit elkaar geplaatst werden .( Hij is daarbij in een uiterste geval , tot een onderlinge afstand geraakt van  25 meter ,daarbij aantonend ,dat elektrische golven zich rechtlijnig voortplanten.)
    Nu bekwam hij goede resultaten , zelfs wanneer de houten dubbele deuren tussen de twee zalen gesloten werden . Plaatste men voor de houten deuren een geaarde metalen plaat , dan was er geen ontvangst meer . Verving hij die metalen plaat door parallel geplaatste metalen draden , vertikaal opgesteld , dan ook niet , bij horizontaal geplaatste dipolen , maar wel bij vertikaal opgestelde . Plaatste
    hij het rasterwerk van draden horizontaal , dan was er wel ontvangst bij
    horizontale zend-en ontvangst-dipolen , maar niet bij vertikaal opgestelde.
    Daarmee was bewezen dat de straling van een dipool gepolariseerd is ,en
    dat hij straalt in een voorkeur-vlak . Tevens was de afmeting van de zend-
    dipool , dezelfde als de afmeting van de ontvangstdipool , en beiden waren
    verwisselbaar . D.w.z. dat een zend-antenne ook als ontvangstantenne kan
    dienen en omgekeerd . Dit is de reciprociteitswet of het reciprociteits-theo-
    rema .

    Om aan te tonen , dat de Hertz’se golven op dezelfde wijze worden gebroken als licht , goot hij van zwavel en pek , grote prisma’s en lenzen ,waarvan sommigen meer dan een ton wogen .Ze hadden als grondoppervlakte , een gelijkbenige driehoek met benen van 1,2 meter , en waren 1,5 meter hoog .
    In mei 1888 verscheen daarover van hem de publicatie "Electromagnetische golven in de lucht, en hun weerkaatsing ". Hij had door zijn proeven aangetoond  dat elektrische golven zowel door vlakke , als  door gebogen metalen oppervlakken , weerkaatst worden , op dezelfde wijze  en volgens dezelfde wetten van de straal-breking-en weerkaatsing , als deze welke gelden voor lichtstralen ; dat ze gebroken worden als ze geleid worden door prisma’s van paraffine , teer , hout , zwavel . petroleum , en andere diëlectrische stoffen , en dat ze gepolariseerd worden , als men ze stuurt doorheen een raster van parallele draden , en dat men ze kan afbuigen .

    afbeelding 10  : weerkaatsing en breking (met prisma) ( naast elkaar )

    In ieder opzicht gelijken de  Hertz’se golven op het licht , alleen hebben ze een grotere golflengte , dus een lagere frekwentie . Zijn metingen toonden wel  aan , dat de elektromagnetische golven die hij had opgewekt ,
    zich voortplantten met de snelheid van het licht.
    De Berlijnse Academie achtte de onderzoekingen voldoende belangrijk ,en de
    stelling waarvoor de prijs was uitgeschreven , voldoende bewezen , om  prijs aan Hertz toe te kennen , temeer daar hij nog een studie geschreven had "over  het experimenteel onderzoek van de betrekking tussen elektromagnetische krachten , en over de diëlektrische polarisatie in isolerende stoffen , in het bijzonder in isolatoren voor elektriciteit ".Hij bewees door experiment , de ekwivalentie tussen geleidingsstroom en verschuivingsstroom in een diëlektrikum , uit de eerste vergelijking van Maxwell .

    Hertz was er nu meer dan ooit van overtuigd , dat men geen draden als geleiders meer nodig had om informatie over te brengen , en dat men dit kon doen door straling doorheen de ruimte , met een welbepaalde hoge snelheid van de elektromagnetische golven , volgens de voorspellingen , gedaan door Maxwell .
    Zoals men  in de akoestiek , waar de geluidsgolven zich voortplanten met een snelheid van 300 meter per sekonde , een patroon van staande golven kan voortbrengen en meten, deed hij dat nu ook op hoge frekwenties , en bepaalde de positie van de knopen en de buiken in het staande golfpatroon ,dat ontstaan was door weerkaatsing en interferentie ( hetgeen hem reeds was voorgedaan door Young en Fresnel ) tussen een invallende golf en een weerkaatste golf .

    De volgende  figuren a, b, c  geven aan , hoe Hertz met een Lecherlijn , de buiken
    en knopen heeft gemeten van de elektrische veldverdeling , veroorzaakt door zijn
    oscillator . De Lecherlijn bestaat uit twee blanke koperdraden , 1 mm diameter of
    dikker , evenwijdig op een tiental centimeter van elkaar opgesteld . De veldsterkte
    in volt per meter vertoont een aantal maksima , buiken genoemd en een aantal
    minima , die in het uiterste geval nul zijn , knopen genoemd . De afstand tussen
    twee opeenvolgende knopen of twee opeenvolgende buiken , is een halve golf-
    lengte van de bekrachtigende wisselspanning .  Figuur a geeft de princieps-opstelling aan van de door Hertz gebruikte Lecherlijn . Hij sloot zijn generator in F , op de Lecherlijn aan via twee kondensatoren AA’en BB’ en verschoof een kortsluitstuk b langs de lijn , terwijl hij het oplichten of uitdoven van het neonlampje g in de gaten hield .Stond b in een knoop , en lichtte het neonlampje maksimaal op ,en  dan was de afstand tussen b en het lampje gelijk aan een aantal halve golflengten , plus een kwart golflengte .
    De figuur b stelt de veldsterkte voor op de Lecherlijn en de  figuur c
    de knopen , voorgesteld door vertikale  rechte lijntjes , over de twee draden van de lijn:

    Afbeelding 11      a b c Lecher

    Verschillende lampjes-aanduiders kunnen de maksima en minima aanduiden.
    Een neon-lampje is daarbij  aangewezen , omdat het geen belasting vormt
    van de generator , maar heeft het nadeel dat  het slechts plots aansteekt bij een bepaalde doorslagspanning van zijn gasvulling, als men het met zijn aansluitdraden , gelijkmatig over de twee draden van de lechterlijn verschuift ( aan het einde van een houten stok,bijvoorbeeld een bezemsteel , om door hand-effekt , de veldverdeling niet te verstoren ). Een fietslampje (nog niet voorhanden in die tijd), gemonteerd op een pvc-plaatje en met de twee kontakten aangesloten op koperen gordijnklemmen , die men over de parallele draden verschuift , geeft een geleidelijker aanduiding van de veld-en spannings-verdeling in de verschillende punten van de lijn en is daardoor wel nauwkeuriger als aanduider dan een neon-lampje . Men kan vandaag zelf nog andere systemen bedenken met een magnetische koppellus naar de twee draden , aangesloten op twee gelijkrichterdioden die een micro-ampere-meter doen uitslaan ,enz., dus een detector,die ook weer langs de lijn moet verschoven worden .Hertz heeft het in zijn tijd met minder gesoftikeerde middelen moeten stellen., toen hij in 1890 de metingen uitvoerde op zijn Lecher-leiding.

    Zijn  vindingen verspreidden zich in  de wereld als een stroovuur , en in labora-
    toria in vele  landen werden de proeven van Hertz herhaald . Het werd een tijd,
    rijk aan nieuwe vindingen , in 1895 , de ontdekking van de X-stralen , en in
    1896 , van de radio-aktiviteit . Men vond ook "snellere trillingen ", namelijk
    infrarood en ultraviolet licht .Nadat zijn proeven hem bekend gemaakt hadden, schreef de Engelse wis-en natuurkundige Oliver Heaviside , in 1891 : " drie jaar geleden wist niemand iets af over elektromagnetische golven . Nu zijn ze , dankzij Hertz , overal aanwezig ".

    Heinrich Hertz bleef bij dit gehele gebeuren ,nederig en eenvoudig , steeds verwijzend naar de verwezenlijkingen van anderen, die volgens hem "de weg hadden geëffend voor zijn eigen onderzoekingen ,en vindingen , waar zijzelf zeer dicht toe genaderd waren ". De waarheid was echter dat Hertz veel te bescheiden was , want Volta , Coulomb , Ampére , Faraday en anderen , waren blijven steken in ‘verworven waarheden ‘, zoals het begrip dat elektriciteit niet beweegt in een geleider , en de ruimte of de lucht niet kan doorkruisen , zich niet kan bewegen in diëlectrica, dat er geen kringvormige elektrische stromen mogelijk zijn , dat elektrische aantrekkings-en afstotingskrachten met oneindige snelheid gebeurden , enz. Faraday had in 1843 de inductie op afstand ontdekt ,menend dat ze gebeurde met een oneindige snelheid ,maar het is pas in 1864 , dat Maxwell een veel juistere kijk op al deze verschijnselen formuleerde , in zijn publicatie  : " De elektro-magnetische theorie van het licht ". Daarin had hij gesteld , dat men d.m.v.
    elektrische stromen , straling zou kunnen opwekken, met dezelfde eigenschappen
    van licht.Hij beschouwde licht als een elektrische oscillator , waarvan de trillingen zich door inductie , voortplanten in de ruimte.Terwijl Helmholtz de ether had ver-
    geleken met een onsamendrukbare vloeistof, beschreef Maxwell hem als een
    polariseerbare vaste stof .Hij had daarbij een aantal gedurfde hypothesen voorop gesteld , waarvan er achteraf een groot aantal juist bleken te zijn , zoals het feit dat elektrische trillingen zich ook in diëlectrica (zoals bijvoorbeeld in droge lucht ) kunnen voortplanten , en er  in  isolerende stoffen ook magnetische en elektrische velden kunnen bestaan , hetgeen juist is , zoals men kan vaststellen in het diëlektricum dat de twee platen van een kondensator scheidt . Aan deze  vooropstellingen en veronderstellingen van Maxwell , werd in die tijd
    nauwelijks aandacht besteed , ze werden met onverschilligheid , en in het beste
    geval met een welwillende glimlach onthaald . Immers , iedereen was er van
    overtuigd dat Fresnel reeds alle optische verschijnselen had verklaard , door zijn
    " elastische theorie " , zodat men geen behoefte had aan een daarvan verschillende
    uitleg , die er bovendien ingewikkelder uitzag .Nochtans had Maxwell de synthese
    gemaakt van licht en elektriciteit , hetgeen Fresnel duidelijk niet deed . Het is dan ,
    dat de onderzoekingen van Hertz de doorslag gaven .

    Willy Acke

    Geraadpleegde referenties :

    1)  Heinrich Hertz zum 100 Geburtstag , door Franz M. Feldhaus , in ETZ-B ,Band 9 ,H2 ,  1957.
    2)  Heinrich  Hertz , der Entdecker der elektromagnetischen Wellen , door Horst Rathe (Karlsruhe ), in ETZ-A , Band 78 , H7 , 1957 .
    3)  Heinrich Hertz (1857-1894) , eine Würdigung , door dr.P.Stoll , in STZ , 25 juli 1957.
    4)  Heinrich Hertz , Gedenkfeier in Karlsruhe aus Anlass der 100 Geburtstages ,
        door Franz Wolf , in ETZ , Elektrotechnische Zeitschrift , Ausgabe A ,78 
        Jahrgang,Heft 7 , 1 April 1957 .
    5)  Nachweis der elektromagnetischen Wellen vor 100 Jahren , door Hans Severin
        (Bochum) in Bulletin Technique E.T.T. , nummer 11 , 1988.
    6)  Die Technik der kürzesten elektromagnetischen Wellen seit Heinrich Hertz ,
        door Friedrich Wilhelm Gundlach ( Berlin) in ETZ-A , Band 78 , 1957 .
    7)  Hertz resonator explains modern oscillators , by Marc (onleesbaar) ,univ.prof.,
         in Microwaves & RF , november 1985
    8)  Ontdekking van de radiogolven door Heinrich Hertz in 1888 , door Frans Bruin,
        universiteit van Beiroet ,  in RE , 1978-2  en 1978-3 .
    9)  Hertz , the discoverer of electric waves , door Julian Blanchard , in  Procee-
      dings of the Institute of Radio Engineers .  Volume 26 nummer 5 , Mei 1938 .
    10)Il y a cinquante ans , Hertz découvrait les ondes de la radioélectricité , door
          Louis Houllevigue  , in ‘La science et la vie ‘, 1942 , blz. 470 tot 480 .



    15-04-2004, 00:00 Geschreven door Willy
    Reageren (5)


    Archief per week
  • 02/02-08/02 2009
  • 27/10-02/11 2008
  • 29/09-05/10 2008
  • 25/04-01/05 2005
  • 18/04-24/04 2005
  • 11/04-17/04 2005
  • 26/04-02/05 2004
  • 19/04-25/04 2004
  • 12/04-18/04 2004

    E-mail mij

    Druk op onderstaande knop om mij te e-mailen.


    Beoordeel dit blog
      Zeer goed
      Goed
      Voldoende
      Nog wat bijwerken
      Nog veel werk aan
     


    Blog tegen de regels? Meld het ons!
    Gratis blog op http://blog.seniorennet.be - SeniorenNet Blogs, eenvoudig, gratis en snel jouw eigen blog!