Por: Biografías y vidas

Físico alemán que descubrió la propagación de las ondas electromagnéticas en el espacio y estudió la naturaleza y propiedades de las mismas, sentando las bases que llevarían a Marconi a una invención destinada a revolucionar las comunicaciones: la radio.

En 1887, en un célebre experimento, Hertz logró transmitir ondas electromagnéticas entre un oscilador (antena emisora) y un resonador (antena receptora), confirmando experimentalmente las teorías del físico inglés James C. Maxwell sobre la identidad de características entre las ondas luminosas y electromagnéticas.

En su honor se denominan ondas hertzianas o hercianas a las ondas electromagnéticas producidas por la oscilación de la electricidad en un conductor, que se emplean en la radio; también deriva de su nombre el hercio, unidad de frecuencia que equivale a un ciclo por segundo y que se representa por la abreviatura Hz (y sus múltiplos: kilohercio, megahercio y gigahercio). Hertz siguió después investigando otros temas científicos, hasta elaborar unos Principios de mecánica (que aparecieron después de su muerte, en 1894) en los que desarrollaba toda la mecánica a partir del principio de mínima acción, prescindiendo del concepto de fuerza.

Hijo de un senador, Heinrich Rudolf Hertz empezó los estudios de ingeniería, pero luego se inclinó por la física, que estudió en Munich y Berlín. En esta última ciudad se graduó en 1880 y fue auxiliar de Hermann von Helmholtz. En 1883 era profesor libre en Kiel, donde comenzó a interesarse por la teoría electromagnética de Maxwell. En 1885 marchó a Karlsruhe como profesor de física del Politécnico; permaneció allí hasta 1889, y durante aquellos 4 años llevó a cabo las investigaciones que le valdrían la celebridad.

Algún tiempo antes, Helmholtz había llamado su atención respecto de un premio que, desde 1879, ofrecía la Academia de Ciencias de Berlín a quien hallase una confirmación experimental de la relación entre las acciones electromagnéticas y la polarización de un dieléctrico; se trataba de demostrar la existencia de las “ondas electromagnéticas”, previstas y casi adivinadas ya desde el año 1870 por James Maxwell, por medio del cálculo matemático.

Heinrich Hertz no mostró interés en un principio hacia aquel galardón, por cuanto creía imposible la demostración de cualquier analogía entre tales acciones. Pero en Karlsruhe, donde pudo contar con los instrumentos adecuados, Heinrich Hertz logró demostrar en 1887 la propagación de la acción electromagnética en el espacio.

Para ello se sirvió únicamente de unos hilos metálicos encorvados en forma de anillo entre cuyos extremos se dejaba una interrupción de apenas una fracción de milímetro. Cuando una de estas anillas, adecuadamente orientada en el espacio y usada como estación receptora, era invadida por una oleada de ondas electromagnéticas, las variaciones del campo magnético conexas con el paso de aquellas ondas generaban en el pequeño anillo corrientes inducidas de altísima frecuencia, y entre los extremos del mismo anillo saltaban pequeñas chispas; tales chispas revelaban el paso de las ondas electromagnéticas.

Hertz divulgó los resultados en el artículo Oscilaciones eléctricas muy rápidas, publicado en los Wiedemann Annalen (1887). Continuando sus investigaciones experimentales en los dos años siguientes, Hertz consiguió medir la longitud de onda y la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas, y halló para su velocidad un valor muy aproximado al previsto por Maxwell (es decir, la velocidad de la luz: 300 mil kilómetros por segundo).

Mostró que estas ondas son “transversales”, como las de la luz, y descubrió asimismo que en las ondas electromagnéticas se daban también los fenómenos de reflexión, refracción y polarización. Con todo ello la teoría electromagnética de Maxwell, formulada 16 años antes, encontró una confirmación experimental, y fue posible establecer la naturaleza electromagnética de la luz.
Hertz hizo públicas estas investigaciones en una memoria científica y en una conferencia pronunciada en 1889 ante la sociedad alemana para el progreso de las ciencias naturales y de la medicina, en Heidelberg.

En Bonn, adonde había sido llamado ese mismo año para suceder a Rudolf Clausius en la cátedra de física de la Universidad, Hertz prosiguió sus experiencias, y se ocupó de las descargas eléctricas en los gases.

El conjunto de los escritos de Heinrich Hertz se reunió en Gesammelte Werke (1894-1895), obra que consta de tres volúmenes: Schriften vermischten Inhalt,Untersuchung der elektrischen Kraft y Die Principien der Mechanik. Los Principios de la mecánica, en los cuales intentó dar una nueva forma a las leyes fundamentales de esta ciencia, fueron su última labor, por cuanto Hertz, tras una larga y dolorosa enfermedad, falleció cuando contaba sólo 37 años.

Hay que señalar que los rudimentarios instrumentos que empleó Hertz en sus experimentos no son en absoluto comparables a las perfectas estaciones radioemisoras o receptoras de nuestros días. Pero ya en 1894, los trabajos de Hertz llamaron la atención de Guglielmo Marconi, un joven físico italiano de veinte años que comenzó a diseñar y construir, como en los experimentos de Hertz, emisores de ondas y dispositivos para detectarlas.

Marconi perfeccionó pacientemente sus instrumentos, y la distancia de sus transmisiones fue aumentando sin cesar: al principio la medía en centímetros, luego en metros y después en kilómetros, hasta que en 1901 envió una señal en código Morse desde Inglaterra hasta Terranova, hito que marca el nacimiento efectivo de la radiotelegrafía sin hilos. La verdadera expansión de la radio como medio de comunicación, sin embargo, vendría de manos del químico Reginald Fessenden, ayudante de Edison. En lugar de pulsaciones de Morse, Fessenden tuvo la idea de enviar una señal continua, modulándola según las ondas sonoras, y haciendo con ello posible la transmisión de voz y música; en diciembre de 1906 emitió su primer programa radiofónico.

Efecto fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material al incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:

La fotoconductividad es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. Fue descubierta por Willoughby Smith en el selenio a mediados del siglo XIX.

 

El efecto fotovoltaico, por su parte, es la transformación parcial de la energía lumínica en energía eléctrica. La primera célula solar fue fabricada por Charles Frittsen en 1884 y estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz, en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. La explicación teórica fue hecha por Albert Einstein, quien publicó en 1905 el revolucionario artículo “Heurística de la generación y conversión de la luz”, basando su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los quantas de Max Planck. Más tarde, Robert Andrews Millikan pasó 10 años experimentando para demostrar que la teoría de Einstein no era correcta, para finalmente concluir que sí lo era. Eso permitió que Einstein y Millikan fueran galardonados con premios Nobel en 1921 y 1923, respectivamente.

Se podría decir que el efecto fotoeléctrico es lo opuesto a los rayos X, ya que indica que los fotones pueden transferir energía a los electrones.

Los rayos X por su parte (no se sabía la naturaleza de su radiación, de ahí la incógnita “X”) son la transformación en un fotón de toda o parte de la energía cinética de un electrón en movimiento. Esto se descubrió casualmente antes de que se dieran a conocer los trabajos de Planck y Einstein (aunque no se comprendieron entonces).

Radiación electromagnética

Las ondas que componen la radiación electromagnética pueden ser representadas como campos eléctricos y magnéticos autopropagados en forma de onda transversal.

El diagrama inferior muestra una onda plana linealmente polarizada que se propaga de izquierda a derecha. El campo eléctrico (azul) está sobre el plano vertical y el campo magnético (rojo) sobre el plano horizontal. Los campos eléctrico y magnético en este tipo de ondas siempre están en fase a 90° una respecto de la otra.

La radiación electromagnética es un tipo de campo electromagnético variable, es decir, una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes, que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. Desde el punto de vista clásico, la radiación electromagnética son las ondas generadas por las fuentes del campo electromagnético y que se propagan a la velocidad de la luz. La generación y la propagación de estas ondas son compatibles con el modelo de ecuaciones matemáticas definido en las ecuaciones de Maxwell.

La radiación electromagnética puede manifestarse de diversas maneras como calor radiado, luz visible, rayos X o rayos gamma. A diferencia de otros tipos de onda, como el sonido, que necesitan un medio material para propagarse, la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío. En el siglo XIX se pensaba que existía una sustancia indetectable, llamada éter, que ocupaba el vacío y servía de medio de propagación de las ondas electromagnéticas. El estudio teórico de la radiación electromagnética se denomina electrodinámica y es un subcampo del electromagnetismo.

 

Editorial

Mientras el físico Albert Einstein imaginaba el mundo a bordo de una escoba voladora, su esposa, Mileva Maric, calculaba. Y fue así como Mileva descubrió diamantes en el corazón de la nada. Fue así como sus datos duros dieron base matemática a lo teorizado por Einstein.

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Reseña

Carlos de Urrutia y Montoya

DCA, 11 de septiembre de 1933.- El 28 de marzo de 1818, José de Bustamante hizo entrega del cargo de presidente, gobernador y capitán general del Reino de Guatemala, a don Carlos de Urrutia Montoya y Hernández Matos James, Caballero Gran Cruz de la Orden de San Hermenegildo con grado de teniente en el ejército español. El nuevo funcionario Veló por la seguridad del vecindario, creando rondas de policía a los que la ironía de los guatemaltecos llamó “enchamarrados” y emitió bandos como el  siguiente:

“Que nadie profiera, diga o cante de noche ni de día, en las calles, plazas y lugares públicos, palabras sucias, deshonestas y maldicientes; los Alcaldes de barrio quedan obligados a presentar listas secretas de personas que en el suyo respectivo vivan amancebadas; se prohíben ensayos de bailes de noche y a puerta cerrada, entre las personas de ambos sexos;  ninguna persona andará por las calles después de las diez de la noche a no ser de urgente necesidad; después de las oraciones, nadie podrá pararse embozado en las esquinas, plazas o contornos de ella...”

Al aparecer en 1820 El Editor Constitucional, Urrutia manifestó al licenciado José Cecilio del Valle que tal impreso era para él de novedad por su atrevimiento y le encomendó publicar otro periódico a efecto de combatir ciertas ideas externadas en El Editor. Fue entonces cuando apareció El Amigo de la Patria.