Heinrich Rudolf Hertz

Heinrich Rudolf Hertz (Hamburgo, Confederación Germánica, 22 de febrero de 1857-Bonn, Imperio alemán, 1 de enero de 1894) fue un físico alemán que descubrió el efecto fotoeléctrico, la propagación de las ondas electromagnéticas y las formas para producirlas y detectarlas. La unidad de medida de la frecuencia, el hercio («Hertz», en la mayoría de los idiomas), lleva ese nombre en su honor.

Infancia y juventud

Pertenecía a una familia de origen judío que se había convertido al cristianismo en 1838.​ Su padre era consejero en la ciudad de Hamburgo. Ya en su infancia demostró tener unas capacidades fuera de lo común, pues se sabe que leía a los clásicos en versión original (Platón y tragedias griegas). También leía árabe, y su madre presumía que siempre era el primero de la clase.​ No obstante, a pesar de su demostrada capacidad para los estudios, era también muy aficionado a las actividades prácticas, como la carpintería y el torno, donde también destacaba por su habilidad. Una anécdota refiere cómo un artesano que le estaba enseñando a usar el torno exclamó, al enterarse de su nominación a la cátedra: «¡Una lástima, porque este chico habría llegado a ser un buen tornero!».

Carrera

Este gusto por las cuestiones prácticas influyó en su posterior decisión de dedicarse a la ingeniería en Dresde, Alemania.³​ Su pasión, reconocida por él mismo, era la física, así que se desplazó hasta Berlín para estudiarla con Gustav Kirchoff y con otros. Con una tesis acerca de la rotación de esferas en un campo magnético, obtuvo su doctorado en 1880, a los 23 años, y continuó como alumno de Hermann von Helmholtz hasta 1883, cuando lo nombraron profesor de física teórica en la Universidad de Kiel. En 1885, se trasladó a la Universidad de Karlsruhe, donde descubrió la forma de producir y detectar ondas electromagnéticas, las que veinte años antes habían sido predichas por James Clerk Maxwell.

A partir del experimento de Albert Abraham Michelson en 1881 (precursor del experimento de Michelson y Morley, en 1887), con el que se refutó la existencia del éter, Hertz reformuló las ecuaciones de Maxwell para tomar en cuenta el nuevo descubrimiento. Demostró experimentalmente que las ondas electromagnéticas pueden viajar a través del aire libre y del vacío, como habían predicho James Clerk Maxwell y Michael Faraday, construyendo él mismo en su laboratorio un emisor y un receptor de ondas. Para el emisor, usó un oscilador, y para el receptor, un resonador. De la misma forma, calculó la velocidad de desplazamiento de las ondas en el aire y se acercó mucho al valor establecido por Maxwell, de 300 000 km/s. Se centró en consideraciones teóricas y dejó a otros las aplicaciones prácticas de sus descubrimientos.​ Guglielmo Marconi usó un artículo de Hertz para construir un emisor de radio, así como Aleksandr Stepánovich Popov hizo lo propio con su cohesor, aparato que adaptó mediante los descubrimientos de Hertz, para el registro de tormentas eléctricas.^{[cita requerida]}

También descubrió el efecto fotoeléctrico (explicado más adelante por Albert Einstein) cuando notó que un objeto cargado pierde su carga más fácilmente al ser iluminado por la luz ultravioleta.^{[cita requerida]}

Muerte

Su brillante carrera quedó truncada. Hacia 1889 comenzó a tener graves problemas de salud y, aunque no interfirieron con su trabajo, finalmente murió de granulomatosis de Wegener, a los 36 años, en Bonn (Alemania). Su sobrino Gustav Ludwig Hertz fue ganador del Premio Nobel, y el hijo de Gustav, Carl Hellmuth Hertz, inventó la ultrasonografía médica.^{[cita requerida]}

El hertz o herzio (Hz)

Las telecomunicaciones deben su existencia a este científico y es por ello por lo que, como homenaje, la comunidad científica dio su nombre a la unidad de frecuencia (el hertz o hercio), Hz, decisión que en 1930 tomó la Comisión Electrotécnica Internacional.​

Reconocimientos

• El cráter lunar Hertz lleva este nombre en su honor.
• Así mismo, el asteroide (16761) Hertz conmemora su nombre.

Heinrich Lenz

Semblanza

Nacido en lo que hoy en día es Estonia, y tras completar su educación secundaria en 1820, Lenz estudió química y física en la Universidad de Tartu, su ciudad natal. Viajó con Otto von Kotzebue en su tercera expedición alrededor del mundo desde 1823 a 1826. Durante el viaje Lenz estudió las condiciones climáticas y las propiedades físicas del agua del mar.

Después del viaje, Lenz comenzó a trabajar en la Universidad de San Petersburgo, donde posteriormente sirvió como Decano de Matemática y Física desde 1840 a 1863. Comenzó a estudiar el electromagnetismo en 1831. Gracias a la ya nombrada Ley de Lenz, se completó la Ley de Faraday por lo que es habitual llamarla también Ley de Faraday-Lenz para hacer honor a sus esfuerzos en el problema, las asociaciones importantes de física la nombran así, siendo por tanto el nombre predominante.

Ley de Joule

También realizó investigaciones significativas sobre la conductividad de los cuerpos en relación con su temperatura, descubriendo en 1843 la relación entre ambas, lo que luego fue ampliado y desarrollado por James Prescott Joule, por lo que pasaría a llamarse "Ley de Joule".​

Ley de Lenz

Lenz descubrió que: "El sentido de las corrientes o fuerza electromotriz inducida es tal que se opone siempre a la causa que la produce, o sea, a la variación del flujo".​

Eponimia

• El cráter lunar Lents lleva este nombre en su memoria

Gustav Kirchhoff

Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 12 de marzo de 1824-Berlín, 17 de octubre de 1887) fue un físico prusiano cuyas principales contribuciones científicas estuvieron en el campo de los circuitos eléctricos, la teoría de placas, la óptica, la espectroscopia y la emisión de radiación de cuerpo negro.

Inventó el espectroscopio y junto con Robert Bunsen, descubrió el rubidio y el cesio por métodos espectrales. Identificó la raya D del espectro solar como la producida por sodio vaporizado. Descubrió las leyes generales que rigen el comportamiento de un circuito eléctrico. Se dedicó al estudio de la termodinámica y realizó investigaciones sobre la conducción del calor. Estudió los espectros del Sol, de las estrellas y de las nebulosas, confeccionando un atlas del espacio y demostró la relación existente entre la emisión y la absorción de la luz por los cuerpos incandescentes.

Kirchhoff propuso el nombre de radiación de cuerpo negro en 1862. Es responsable de dos conjuntos de leyes fundamentales, en la teoría clásica de circuitos eléctricos y en la emisión térmica. Aunque ambas se denominan Leyes de Kirchhoff, probablemente esta denominación es más común en el caso de las Leyes de Kirchhoff de la ingeniería eléctrica.

El padre de Gustav Kirchhoff fue Friedrich Kirchhoff, un abogado de derecho en Königsberg que tenía un alto sentido del deber hacia el Estado prusiano. Su madre fue una mujer llamada Johanna Henriette Wittke. La familia era parte de la floreciente comunidad intelectual de Königsberg, y Gustav, el hijo más capaz de los Kirchhoff, fue criado con la creencia de que el servicio a Prusia era el único camino abierto para él. En ese tiempo los profesores universitarios eran también funcionarios públicos, así que los padres de Gustav creyeron que ser un profesor universitario representaba la posición adecuada donde alguien con altas habilidades académicas podía servir a Prusia.¹​

Dadas las habilidades académicas de Gustav en la escuela, su futura carrera continuó de forma natural. Kirchhoff fue educado en Königsberg, donde ingresó en la Universidad Albertus, que había sido fundada en 1544 por Albert, el primer duque de Prusia. Franz Neumann y Carl Gustav Jacob Jacobi habían instaurado conjuntamente un seminario de físico-matemáticas para introducir a sus alumnos a los métodos de investigación. Kirchhoff asistió a dicho seminario de 1843 a 1846. Sin embargo, 1843 fue el año en que Jacobi llegó a estar indispuesto, y fue Neumann quien influenció a Kirchhoff de forma muy positiva. Los intereses de Neumann estaban en un principio enfocados en físico matemáticas, pero en el tiempo en que Kirchhoff empezó a estudiar en Königsberg, Neumann volvió sus intereses hacia la inducción eléctrica. De hecho, Neumann publicó el primero de sus dos estudios especializados en inducción en 1845, mientras Kirchhoff estudiaba con él. Kirchhoff fue instruido en matemáticas en la Universidad de Königsberg por Friedrich Jules Richelot. Fue mientras estaba estudiando con Neumann que Kirchhoff hizo su primera contribución sobresaliente en investigación relacionada con las corrientes eléctricas.¹​

En 1847, Kirchhoff se graduó en la Universidad de Königsberg y se mudó a Berlín en un momento en el que la situación estaba llena de tensiones, principalmente debido a la pobreza de condiciones en la Confederación Alemana. El desempleo y las malas cosechas, entre otras cosas, provocaron disturbios, y Luis Felipe I de Francia fue destronado por una sublevación en París en febrero de 1848, causando grandes revoluciones en varios estados alemanes y conflictos en Berlín. Los sentimientos socialistasy republicanos ponían en peligro la monarquía, pero Kirchhoff gozaba de una posición privilegiada y no fue muy afectado por los acontecimientos a su alrededor, de modo que siguió adelante con su carrera.¹​

Enseñó en Berlín como Privatdozent en un puesto sin paga de 1848 a 1850, y fue mientras trabajaba ahí que corrigió lo que hasta ese momento se creía respecto a las corrientes eléctricas y electrostáticas. Dejó Berlín y se trasladó a Breslau, el actual Breslavia o Wrocław, al ser nombrado profesor extraordinario en este lugar. En ese mismo año, resolvió varios problemas concernientes a la deformación de placas elásticas. Una teoría temprana había sido desarrollada por Sophie Germain y Siméon Denis Poisson, pero fue Claude-Louis Navier quien dio la ecuación diferencial correcta unos años después. De cualquier manera los problemas restantes fueron resueltos por Kirchhoff usando cálculo diferencial.¹​

También en Breslau conoció al químico Robert Bunsen, quien pasó ahí un año académico de 1851 a 1852 y se volvió su asiduo amigo. En 1854, Bunsen trabajó en Heidelberg y motivó a Kirchhoff para que se mudase allí, cosa que finalmente hizo al aceptar el nombramiento de profesor de física, y colaborar de ahí en adelante con Bunsen de forma fructífera. Kirchhoff participó en el círculo reunido alrededor del físico Hermann von Helmholtz, que generó bastante excitación en Heidelberg. En 1857 se casó con Clara Richelot, hija de su profesor de matemáticas de Königsberg.¹​

El trabajo fundamental de Kirchhoff en la radiación del cuerpo negro fue fundamental para el desarrollo de la teoría cuántica. El astrónomo y físico Joseph von Fraunhofer había observado las líneas brillantes en el espectro producido por las llamas y notó que aparecían en frecuencias similares a las líneas oscuras en el espectro del Sol. Para hacer un mayor progreso, se requería de las formas puras de estas sustancias, pues al contener impurezas se producía una imagen confusa de las líneas. Kirchhoff fue capaz de hacer este importante avance, produciendo las formas puras de las sustancias estudiadas, y en el 1859 pudo darse cuenta de que cada elemento tenía características únicas en el espectro. Presentó su ley de la radiación enunciando lo descubierto, diciendo que para un átomo o molécula dada, la emisión y absorción de frecuencias son las mismas.¹​

Kirchhoff y Bunsen estudiaron el espectro del Sol en 1861, identificando los elementos químicos de la atmósfera solar, y descubriendo dos nuevos elementos en el transcurso de sus investigaciones, el cesio y el rubidio.¹​

Kirchhoff es mejor conocido por ser el primero en explicar las líneas oscuras del espectro del sol como resultado de la absorción de longitudes de onda particulares conforme la luz pasa a través de los gases presentes en la atmósfera solar, revolucionando con ello la astronomía.¹​

Con Clara, su primera esposa, tuvo tres hijos y dos hijas, que crio solo al morir Clara en 1869, labor que se le dificultó con una discapacidad que le obligó a pasar gran parte de su vida en muletas o en silla de ruedas. En 1872 se casó con Luise Brömmel, originaria de Goslar, en Heidelberg, lugar en el que permaneció a pesar de recibir ofertas de otras universidades.¹​

A medida que su salud empeoraba, le resultaba más difícil practicar la experimentación, y por ello en 1875, cuando le fue ofrecida la cátedra de físico matemáticas en Berlín, la aceptó puesto que le permitía continuar haciendo contribuciones a la enseñanza y la investigación teórica sin que afectara su precaria salud. Su tratado mejor conocido, publicado posteriormente a que dejó la cátedra en Berlín, es su obra maestra de cuatro volúmenes Vorlesungen über mathematische Physik (1876-1894).

Humphry Davy

Humphry Davy nació en Penzance, Cornualles en 1778. Era hijo de un escultor de madera y se había procurado una educación autodidacta. Cuando tenía diecinueve años, leyó el Tratado elemental de Lavoisier y eso le condujo a amar la química durante toda su vida. En 1800, Benjamin Thompson, conde de Rumford, funda la Royal Institution en la cual trabajaría Davy como conferenciante desde los veintitrés años y dónde alcanzó todo su reconocimiento. Era tal la expectación que despertaban sus conferencias, que provocaban problemas de tráfico en la calle. Lo atractivo de sus actuaciones públicas se refleja en el comentario de una dama de alta cuna: "Esos ojos están hechos para algo más que para escudriñar crisoles.

Sus aislamientos del potasio, el sodio, el bario, el estroncio, el calcio y el magnesio hicieron que la sociedad londinense entrara en un frenesí de adoración al héroe. El entusiasmo por sus conferencias era tal, que las entradas eran vendidas por más de 20 libras, más de 1400 euros hoy día. Acabó sus días rico y famoso, presidiendo la Royal Society, y considerado como un tesoro nacional. Sólo una cosa estropeaba su felicidad: los celos contra Michael Faraday, que fue su mayor descubrimiento, según sus propias palabras, y su sucesor en la Institución Real.

Nada es tan peligroso para el progreso de la mente humana que suponer que nuestras ideas científicas son finales, que no existen misterios en la naturaleza, que nuestros triunfos son completos, y que no existen nuevos mundos por conquistar.

Humphry Davy defendiendo los «inútiles» experimentos de su protegido Michael Faraday.

Murió en Ginebra en 1829.

Principales logros

Dibujo satírico de 1802 obra de James Gillray mostrando una conferencia en la Royal Institution sobre neumática, con Davy sujetando el fuelle y el conde Rumford observando en el extremo derecho. El doctor Thomas Garnett es el conferenciante, el que sujeta la nariz del paciente.

En 1798 ingresó en la Medical Pneumatic Institution investigando acerca de las aplicaciones terapéuticas de gases como el óxido nitroso (el gas de la risa). En 1803 fue nombrado miembro de la Royal Society, institución que llegaría a presidir en 1820.

En 1807 descubre y bautiza el potasio, del neerlandés potasch, ceniza de pote. Ese mismo año aísla el sodiopor medio de la electrólisis de la sosa cáustica. Propuso también el nombre aluminum, que más tarde rectificó a aluminio, para ese metal todavía no descubierto.

En 1808 obtiene boro con una pureza del 50% aproximadamente, aunque no reconoce la sustancia como un nuevo elemento. También obtuvo magnesio puro, por electrólisis de una mezcla de magnesia y óxido de mercurio (II), y obtuvo calcio mediante electrólisis de una amalgama de mercurio y cal. Davy mezcló cal humedecida con óxido de mercurio que colocó sobre una lámina de platino, el ánodo, y sumergió una parte de mercurio en el interior de la pasta que hiciera de cátodo; por electrólisis obtuvo una amalgama que destilada dejó un residuo sólido muy oxidable, aunque ni siquiera el mismo Davy estaba muy seguro de haber obtenido calcio puro. También es el primero en aislar el estroncio mediante electrólisis de la estronciana.

En 1810 demuestra que el cloro es un elemento químico y le da ese nombre debido a su color amarillo verdoso. Junto a W. T. Brande consigue aislar al litio de sus sales mediante electrólisis del óxido de litio (1818).

En 1805 obtuvo la medalla Copley. Fue jefe y mentor de Michael Faraday. Creó una lámpara de seguridad que llevó su nombre para las minas y fue pionero en el control de la corrosión mediante la protección catódica.

Charles-Augustin de Coulomb

Fue educado en la École du Génie en Mézieres y se graduó en 1761 como ingeniero militar con el grado de Primer Teniente. Coulomb sirvió en las Indias Occidentales durante nueve años, donde supervisó la construcción de fortificaciones en la Martinica. En 1774, Coulomb se convirtió en un corresponsal de la Academia de Ciencias de París. Compartió el primer premio de la Academia por su artículo sobre las brújulas magnéticas y recibió también el primer premio por su trabajo clásico acerca de la fricción, un estudio que no fue superado durante 150 años.

Durante los siguientes 25 años, presentó 25 artículos a la Academia sobre electricidad, magnetismo, torsión y aplicaciones de la balanza de torsión, así como varios cientos de informes sobre ingeniería y proyectos civiles.

Coulomb aprovechó plenamente los diferentes puestos que tuvo durante su vida. Su experiencia como ingeniero lo llevó a investigar la resistencia de materiales y a determinar las fuerzas que afectan a objetos sobre vigas, contribuyendo de esa manera al campo de la mecánica estructural. Publica en 1773 “Sur une aplication des régles de maximis e minimis à quelques problèmes de statique, relatifs à l’architecture”, siendo presentada en la Academia de Ciencias de Francia, por su antiguo profesor Bossut, el 6 de julio de 1774,¹​²​ donde hizo uso de la herramienta avanzada del cálculo de variaciones para estudiar la flexión de las vigas, el empuje de la tierra en los muros de contención y el equilibrio de la bóveda en albañilería. En este trabajo se define la ley de la fricción y se realiza la primera formalización del concepto de tensión tangencial, además de introducirse el método de Coulomb para la evaluación de la resistencia de materiales.

Otro aporte de Coulomb es la llamada Teoría de Coulomb acerca de la presión de tierras, publicada en 1776, en la que dio un enfoque diferente del problema de empujes sobre muros y lo hace considerando las cuñas de falla, en las que actúa el muro y además toma en cuenta el ángulo de inclinación del muro y del suelo sobre el muro de contención. Coulomb dejó un legado como un pionero en el campo de la ingeniería geotécnica por sus contribuciones en el diseño de estos muros.

También hizo aportaciones en el campo de la ergonomía.

El 26 de febrero de 1790 sucede el nacimiento de su primer hijo. Su segundo hijo nació el 30 de julio de 1797 y se casó finalmente en 1802 con Louise Françoise LeProust Desormeaux, la madre de ambos.

Coulomb murió en 1806, cinco años después de convertirse en presidente del Instituto de Francia (antiguamente la Academia de Ciencias de París). Su investigación sobre la electricidad y el magnetismo permitió que esta área de la física saliera de la filosofía natural tradicional y se convirtiera en una ciencia exacta. La historia lo reconoce con excelencia por su trabajo matemático sobre la electricidad conocido como la Ley de Coulomb.

Realizaciones

Aparato utilizado por Coulomb para la medida de fuerzas de rozamiento.

Fue el primer científico en establecer las leyes cuantitativas de la electrostática, además de realizar numerosas investigaciones acerca de magnetismo, fricción y electricidad. Sus investigaciones científicas están recogidas en siete memorias, en las que expone teóricamente los fundamentos del magnetismo y de la electrostática.

En 1777 inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de atracción o repulsión que ejercen entre sí dos cargas eléctricas y estableció la función que liga esta fuerza con la distancia. Con este invento, culminado en 1785, Coulomb pudo establecer el principio, que rige la interacción entre las cargas eléctricas, actualmente conocido como ley de Coulomb: ${\displaystyle F=k{\frac {qq'}{d^{2}}}}$.

También estudió la electrización por frotamiento, la polarización e introdujo el concepto de momento magnético. El culombio o coulomb(símbolo C), es la unidad derivada del Sistema Internacional de Unidades para la medida de la magnitud física de cantidad de electricidad (carga eléctrica), nombrada en su honor.​

Otto von Guericke

Nació en una importante familia de la ciudad de Magdeburgo. Estudió derecho en las universidades de Leipzig y Jena. Luego se dedicó a los estudios de matemática en la universidad de Leyden y en 1626 contrajo matrimonio, actuando asimismo como integrante del ayuntamiento de Magdeburgo.​

Durante la Guerra de los Treinta Años, Guericke logró escapar de la ciudad con su familia antes que fuera destruida y saqueada por tropas católicas del Sacro Imperio el 20 de mayo de 1631. A su retorno al año siguiente, fue elegido alcalde de la destruida urbe, que de 20 000 habitantes sólo alcanzaba a 5000, dedicándose a su reconstrucción.​ (véase también: Saqueo de Magdeburgo)

Tras retirarse del cargo del alcalde, desde 1646 se desempeñó como juez en la ciudad de Magdeburgo, rol que ejecutó durante treinta años. Aparte de su carrera como jurista, su pasión fue la física.

Estudió los tratados de Blaise Pascal y Evangelista Torricelli sobre la presión atmosférica. En 1654, Von Guericke hizo una espectacular demostración de la inmensa fuerza que la atmósfera podía ejercer. Mostró que, cuando dos hemisferios de cobre de 50 centímetros de diámetro perfectamente ajustados, quedaban unidos de manera que formasen una esfera y se establecía el vacío en su interior tras extraer el aire atmosférico, dos recuas de ocho caballos cada una no podían separarlos. Este experimento se hizo famoso en Europa con el nombre de "los hemisferios de Magdeburgo", el cual probó ante la Dieta Imperial de Ratisbona para explicar los efectos de la presión atmosférica.

En otro experimento más inmediatamente relacionado con la historia de la máquina de vapor mostró que, cuando se creaba un vacío parcial bajo un émbolo de grandes dimensiones introducido en un cilindro, la fuerza sumada de cincuenta hombres no podía evitar que la presión atmosférica llevase el émbolo al fondo del cilindro.

También incursionó en las investigaciones sobre electrostática. Observó que se producía una repulsión entre cuerpos electrizados luego de haber sido atraídos. Ideó la primera máquina electrostática y sacó chispas de un globo hecho de azufre, lo cual le llevó a especular sobre la naturaleza eléctrica de los relámpagos.​

En astronomía fue uno de los primeros estudiosos en afirmar que puede predecirse el retorno de los cometas al considerar la presencia de su órbita mediante cálculos matemáticos.

En 1672 publicó su obra Experimenta nova, ut vocatur Magdeburgica, de vacuo spatio, donde describe su célebre experimento con los hemisferios de Magdeburgo. Murió en Hamburgo en 1686.​

Otto von Guericke
Información personal
Nacimiento	20 de noviembre de 1602  Magdeburgo, Sacro Imperio Romano
Fallecimiento	21 de mayo de 1686  Hamburgo, Sacro Imperio Romano
Nacionalidad	Germano
Educación
Alma máter	Universidad de Leipzig, Universidad de Jena, Universidad de Leyden
Información profesional
Ocupación	Físico, inventor, político, diletante y jurista
Área	Física
Conocido por	Descubridor de la Presión atmosférica, la electrostática y el vacío
Cargos ocupados	Alcalde
Empleador	Magdeburgo
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