Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858-1947)Físico alemán considerado el creador o precursor de la teoría cuántica, galardonado en 1928 con el Nobel por su trabajo de la cuantización.
Nacido en Kiel el 23 de abril de 1858, estudió en las universidades de Munich y Berlín. Fue profesor de física en la Universidad de Kiel en 1885 y posteriormente en la Universidad de Berlín (1889-1928). En diciembre de 1900 Planck presentó en una reunión de la Sociedad Alemana de Física un trabajo titulado “La teoría de la ley de distribución de fuerzas del espectro normal”, en este trabajo formuló que la energía se radia en unidades discretas denominados cuantos . Desarrollando esta teoría descubrió la constante universal que lleva su nombre (constante de Planck y es 6'63·10-34 J·s) la cual, multiplicada por la frecuencia de la radiación determina la energía del cuanto.
Su teoría de la cuantización no invalidaba el comportamiento como onda de las radiaciones, y actualmente se entiende que las radiaciones combinan las propiedades de onda-partícula. Muchos físicos creen que la teoría de la relatividad (de 1905 por Albert Eisntein) y la teoría de Planck (las dos relacionadas) supusieron el mayor avance en física desde los tiempos de Newton.
Fue presidente de la Sociedad Kaiser Guillermo (una asociación de científicos alemanes para el progreso de la ciencia), y criticó los nazis cuando éstos subieron al poder; acabada la II Guerra Mundial dicha sociedad fue rebautizada con el nombre de Sociedad Max Planck. Murió en Gotinga el 4 de octubre de 1947. Sus obras más destacadas son Introducción a la física teórica (5 volúmenes, 1932-1933) y Filosofía de la física (1936). Aunque su vida personal y familiar fue más bien dura (además de vivir el periodo de entreguerras) tiene el mérito de haber descubierto al mundo un nuevo camino de la física ( la Física Cuántica ), con sus excelentes aportaciones.
Oct 2005
Niels Henrick David Bohr (1885-1962)Físico danés que recibió el Premio Nobel en 1922 por sus fundamentales aportaciones en el campo de la física nuclear y de la estructura del átomo.
Nació en Copenhague el 7 de octubre de 1885, estudió en la universidad de su ciudad natal, donde se doctoró en 1911 con un trabajo sobre la teoría electrónica de los metales. Ese año fue a Cambridge para estudiar física nuclear con J.J. Thompson (descubridor del electrón), pero pronto se trasladó a Manchester para trabajar con Ernest Rutherford (quién demostró en un experimento de 1911 que la carga positiva que da neutralidad eléctrica al átomo está en el núcleo atómico, dando lugar a una concepción planetaria del átomo como núcleo rodeado de electrones).
La teoría de la estructura atómica se publicó en una memoria entre 1913 y 1915 y gira entorno al modelo nuclear del átomo de Rutherford. El modelo de átomo de Bohr utilizó la teoría cuántica y la constante de Planck. Este modelo establece que un átomo emite una radiación determinada cuando un electrón cae a una orbita inferior, y viceversa, impulsando también otro concepto de que los electrones se encuentran en capas y que los de la última capa determinan las propiedades químicas de un átomo.
Los descubrimientos anteriores fueron la base para que le otorgaran el premio Nobel, pero su brillante carrera cientifica continuaría. Viendo que su explicación de la estabilidad del átomo se basaba en agregar el “pegado” de la cuantización a los conocimientos clásicos, quiso profundizar en ésta para crear una nueva mecánica, y lo hizo des de la Universidad de Copenhague. Allí pasaron los más brillantes físicos del mundo los cuales elaborarían la mecánica cuántica; de hecho, la interpretación más aceptada de ésta mecánica se llama Interpretación de Copenhague.
En 1936 Bohr propuso un modelo para núcleos atómicos, conocido como modelo colectivo o de la gota líquida siendo fundamental para comprender la estructura de los núcleos y las reacciones nucleares. Este modelo sirvió para que en 1939 Hahn y Strassman decubrieran el proceso de fisión del núcleo de uranio. Fue Bohr el que identificó el isótopo 235 del Uranio como el que se fusionaba con neutrones lentos; este evento abrió la Era Atómica (científica y desgraciadamente también militar).
La invasión nazi en la Dinamarca del 1940 sorprendió y retubo a Bohr en su país hasta 1943. Cuando aquel año le informaron que la Gestapo iba detrás de él se escapó con su familia a Suecia, de allí a Inglaterra en un avión del servicio de inteligencia británico y posteriormente a los Estados Unidos. Bajo el seudónimo de «Nicholas Baker» actuó como asesor en el laboratorio de la bomba atómica en Los Álamos (Nuevo México) hasta el fin de la guerra en Europa, y volvió a Dinamarca en el verano de 1945.
Después de la 2ª Guerra Mundial Bohr, hizo frente a la “ceguera” política del momento y destacó por sus enormes esfuerzos para que hubiera una cooperación internacional que controlara la energía atómica y evitar una carrera armamentística. Además fue uno de los principales impulsores para la creación del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) en Ginebra, siendo considerado además el ciudadano más eminente de su país.
Niels Bohr fue un hombre comprometido en la tarea de que hubiera un control de la energía nuclear y que ésta solo se utilizara para fines pacíficos. Sus aportaciones definieron la esencia de la materia de una nueva forma, más profunda, aquello de que todos estamos hechos: núcleos atómicos, electrones, partículas subatómicas... Por último, una sugerente cita de Bohr: "Cualquiera que no esté impactado con la teoría cuántica no la ha entendido."
Nov 2005
Werner Karl Heisenberg (1901-1976)Físico alemán, galardonado con el premio Nobel en 1932 por la creación y desarrollo de la mecánica cuántica. Su principio de incertidumbre todavía ahondó más en esta teoría de principios de siglo XX.
Nació el 5 de diciembre de 1901 en Würzburgo (Alemania), a los 5 años Werner inició su enseñanza primaria en una escuela de su ciudad natal. Después de un translado familiar en 1910, ingresa en una escuela de Munich donde su abuelo materno es director. Pero empezada la Primera Guerra Mundial (1914), el edificio pasa a convertirse en un cuartel del ejército habiendo un déficit en la educación. Fue entonces cuando Heisenberg empieza a estudiar de manera independiente matemáticas, física y religión, ayudando incluso en el cálculo a amigos universitarios de la familia.
En aquel período de guerra Werner ayuda con labores agrícolas como contribución a una organización de voluntarios, aprovechando los períodos de descanso para jugar al ajedrez y estudiar textos de matemáticas como la teoría de números o el trabajo de Kronecker. En 1920, finalizada ya la Primera Guerra Mundial accede a una beca de la Fundación Maximilianeum e ingresa a la Universidad de Munich. Allí conoce el que sería su profesor guía, Arnold Sommerfield y otros futuros grandes físicos como Wolfgang Pauli, los cuales le inducirían a estudiar físca teórica.
Posteriormente visita la Universidad de Gotinga para trabajar junto a Max Born en la teoría atómica y la mecánica cuántica, asistiendo además a algunas conferencias de Niels Bohr. Finalmente se doctora en Munich en 1923 con una tesis sobre la turbulencia de los fluidos.
En 1925 Heisenberg, reformula la teoría cuántica de Bohr y desarolla junto a Max Born y Paul Jordan un sistema de matrices para calcular las propiedades espectrales de los átomos. En 1926 trabaja con Niels Bohr en Copenhague gracias a una beca de la Fundación Rockefeller y esboza la idea del principio de incertidumbre, el cual predice una indeterminación en ciertos pares de variables físicas (como la velocidad y posición). El 1927 empieza como profesor titular en la Universidad de Leipzig, desempeñando ese cargo hasta 1941, por ser nombrado director del Instituto Kaiser Wilhelm de Berlín. Durante ese tiempo se casa con Elizabeth Schumacher y además será acusado por los nazis de hacer matemáticas y físicas al “estilo judío” (por la relatividad de Einstein).
En la Segunda Guerra Mundial Heisenberg dirige el que sería el proyecto alemán de armas nucleares junto a Otto Hahn, lo cual supone un fracaso; no teniendo claro los historiadores si se debió a falta de recursos o a inclinaciones personales.
Después de la guerra es reclutado junto a otros cientificos en Godmanchester (Gran Bretaña) donde será vigilado por los servicios de inteligencia aliados y donde se enterará de las explosiones nucleares en Hiroshima y Nagasaki.
En 1946 es exonerado de culpas y vuelve a Alemania para dirigir el Instituto Max Planck, primero en Gotinga y más adelante en Munich (por traslado en 1958), cargo que ocupó hasta su dimisión en 1970.
Heisenberg recibió grandes honores y premios en todo el mundo, como persona que contribuyó en la creación de una revolucionaria teoría en su tiempo: la teoría cuántica. Quizá no fuera una casualidad que el proyecto alemán de armas nucleares fracasara, o quizás sí, pero lo cierto es que fue un hombre que profundizó en su campo como pocos lo habían hecho, hablando así: “ Todas las cualidades del átomo de la física moderna, que sólo pueden simbolizarse mediante una ecuación, en derivadas parciales o en un espacio abstracto multidimensional, son inferidas; no se le puede atribuir directamente propiedad material alguna. Así pues, cualquier representación suya que pueda crear nuestra imaginación es intrínsecamente deficiente; la comprensión del mundo atómico de ese modo primario y sensorial... es imposible
Galileo GalileiAstrónomo y Físico
1564 -1642
"No me siento obligado a creer que iguales
dios que nos ha dotado con el sentido, razón y
la intelecto nos ha pensado para renunciar su uso".
-- Galileo
Galileo Galilei nació el 15 de febrero de 1564 en Pisa,
Italia. Galileo inició el "método científico experimental", y era el primero en utilizar un telescopio que refractaba para hacer descubrimientos astronómicos importantes.
En 1604 Galileo aprendió de la invención del telescopio en Holanda. De la
descripción más pelada él construyó un
modelo sumamente superior. Con él hizo una serie de descubrimientos profundos incluyendo las lunas del planeta Júpiter y las fases del planeta Venus (similar a los de la luna de la tierra).
Como profesor de
astronomía en la
Universidad de Pisa, requirieron a Galileo enseñar la
teoría aceptada de su
tiempo que
el sol y todos los
planetas giran alrededor de
la tierra. Más adelante en la
Universidad de Padua lo expusieron a una nueva
teoría, propuesta por Nicolaus Copernicus, de que la
tierra y el resto de
planetas giran alrededor del Sol. Las observaciones de Galileo con su telescopio nuevo lo convencieron de la verdad de la teoría sol-centrada o heliocéntrica de Copernicus.
La ayuda de Galileo para la teoría heliocéntrica lo puso en apuro con la
iglesia católica. En 1633 la inquisición le condenaba como hereje y fue forzado al "recant" (retírese público) su ayuda de Copernicus. Lo condenaron al encarcelamiento de por vida, pero debido a su edad avanzada le permitió que terminara su detención en su chalet fuera de Florencia,
Italia.
Galileo como científico pone la originalidad en su
método de
investigación. Primero él redujo
problemas a un
sistema simple de términos en base de experiencia diaria y común de
lógica. Después él los analizaba y resolvió según descripciones
matemáticas simples. El
éxito con el cual él aplicó esta técnica al
análisis del
movimiento abrió la manera para la
física matemática y experimental moderna.
Isaac Newton utilizó una de las descripciones
matemáticas de Galileo, "la
ley de la inercia," como la fundación para su "primera
ley del
movimiento." Galileo murió en 1642, el año del nacimiento del neutonio.
Cristian HuygensMatemático
Nacido el año 1629, en Hofwijck,
Holanda,
Fallecido el año 1695, en París,
Francia.
Cristian Huygens, vivió desde el año 1629 al año 1695. Muchos historiadores lo consideran como el más célebre matemático geómetra de
Europa tras
la muerte de
Descartes. Dentro de las actividades científicas a las cuales orientó su vocación como investigador también se encuentra la
biología, al margen de
ciencias relacionadas con la
matemática como son la
física y la
astronomía.
Nació en Hofwijck, Holanda, su padre Constantijin Huygens, era un académico y diplomático de renombre que cuenta a su haber el hecho de haber descubierto a Rembrandt. Se puede afirmar que Huygens creció y educó en el seno de un
ambiente familiar acomodado económicamente, en el cual tuvo la suerte de relacionarse con importantes científicos y pensadores de la época. Pasó los años más fecundos de su vida en París, invitado por Luis XIV.
Trabajó con Leeuwenhoek en los diseños de los primeros microscopios y realizó algunas de las primeras observaciones de las
células reproductoras humanas y propugnó la primera
tesis sobre el germen como causa de las
enfermedades, doscientos años antes de que ello se hiciera popular. En 1658, Huygens logró, donde Galileo había fracasado, la
construcción del reloj de péndulo, dotando así a
la ciencia de un verdadero cronómetro. Desde ese momento quedan en completa obsolescencia y desuso las clepsidras y relojes de arena de
herencia babilónica que no habían sido posible remplazar por instrumento alguno antes del acierto del gran genio holandés.
En astronomía, perfecciona el telescopio y es el primero en medir el tamaño de otro planeta, en este caso Marte, y calcular su
tiempo de rotación (24 horas); descubre los anillos de Saturno y a Titán, satélite de éste; propugna la gruesa capa de nubes que cubre a Venus, y encontró la nebulosa de Orión. También realizó estimaciones razonables sobre la distancia de algunas estrellas. Pero, además Huygens, era un firme creyente de la existencia de planetas en otras estrellas semejantes al Sol y de vida en éstos, dejando constancia de ello en un
libro que escribió en 1690.
En 1678 desarrolla la teoría ondulatoria de la
luz en la cual explica las
características de reflexión y refracción en su célebre «Tratado de la
luz» 1690. La propuesta de Huygens que describe en este trabajo, cayó en el olvido, aplastada por la
imagen y prestigio de
Newton.
Sir Isaac Newton
Físico
Nació : 4 de Enero 1643 en Woolsthorpe,
Lincolnshire, Inglaterra
Falleció : 31 de Marzo 1727 en Londres,
Inglaterra
Difícilmente podría decirse que el camino de
Newton a la fama estaba predeterminado. Su nacimiento fue prematuro, y durante algún tiempo pareció que no sobreviviría debido a su debilidad física. Su padre murió tres meses antes de que naciera . Cuando Newton tenía dos años de edad, su madre volvió a casarse, y el niño se fue a vivir con su anciana abuela a una granja de Woolsthorpe. Fue probablemente aquí, en un distrito de
Inglaterra, donde adquirió facultades de meditación y concentración que más tarde le permitieron analizar y encontrar la solución de
problemas que desconcertaban a otros científicos.
Cuando Newton tenía doce años, ingresó en la
Escuela del Rey, donde vivió con un boticario llamado Clark, cuya esposa era amiga de la madre de Newton. Pasó cuatro años en ese hogar, en el que se divertía construyendo toda clase de molinos de viento, carros mecánicos, relojes de
agua y cometas. Encontró un desván lleno de
libros científicos que le encantaba leer, y toda suerte de sustancias químicas.
Cuando tenía dieciséis años, murió su padrastro, y el muchacho volvió a casa a fin de ayudar a su madre en
la administración de su pequeña
propiedad, pero Newton no sentía inclinación a la vida del campo. Por fin, se decidió que continuará su carrera académica e ingresó en el Colegio de la Trinidad, de Cambridge.
Newton no se distinguió en el primer año de estudios en Cambridge. Pero por fortuna, tuvo la ayuda valiosa de Barrow, distinguido profesor de matemáticas. Barrow quedó impresionado con las aptitudes de Newton y en 1664, lo recomendó para una beca de matemáticas. Gracias a la instrucción de Barrow, tenía un excelente fundamento en la
geometría y la
óptica. Se familiarizó con la
geometría algebraica de
Descartes; conocía la
óptica de Kepler, y estudió la refracción de la luz, la
construcción de los telescopios y el pulimento de las lentes.
En 1664 se cerró provisionalmente la Universidad de Cambridge debido a la gran peste (bubónica), y Newton volvió a Woolsthorpe, donde paso un año y medio, durante ese tiempo hizo tres de sus grandes descubrimientos científicos. El primero fue el binomio de Newton y los elementos del
cálculo diferencial, que llamaba fluxiones. Poco después dijo que "había encontrado el
método inverso de las fluxiones", es decir, el
cálculo integral y e método para calcular las superficies encerradas en curvas como la hipérbole, y los volúmenes y de los sólidos. Años más tarde, cuando se publicaron sus hallazgos, hubo cierta duda acerca de si el matemático alemán Leibnitz era considerado el creador del
cálculo diferencial. Al parecer ambos, independiente y casi simultáneamente, hicieron este notable descubrimiento.
Su segundo gran descubrimiento se relacionó con la Teoría de la Gravitación.
El tercer gran esfuerzo, correspondió a la esfera de la óptica y la refracción de la luz.
A la edad de treinta años fue elegido miembro de la
Sociedad Real de Londres, que era el más alto honor para un científico. Para corresponder a este honor, obsequió a la
Sociedad el primer telescopio reflector que manufacturó.
Newton decidió consagrarse a la
ciencia y volvió a Cambridge en 1667 para aceptar una plaza pensionada que no tardaría en convertirse en la de profesor de matemáticas. Durante los siguientes veinte años, Newton llevó la vida de profesor en Cambridge.
En 1664 Halley un joven astrónomo visitó a Newton, el cual instó a Newton a publicar sus descubrimientos, esto hizo que Newton en los siguientes dos años, escribiera lo que resultó ser "
Principios matemáticos de la filosofía natural", escritos en Latín, ricos en detalles, con
pruebas basadas con exactitud en la geometría clásica, y sorprendentemente raros en sus conclusiones filosóficas, matemáticas y científicas, los Principia contenían tres
libros :
El primero reunía las tres
leyes del movimiento de Newton.
El segundo trataba del movimiento de los cuerpos en
medios resistentes, como los
gases y los líquidos.
El tercer
libro se ocupaba de la
fuerza de la gravitación en la
Naturaleza y
el Universo.
Poco después de la publicación de esta gran obra en 1689, Newton fue elegido miembro del parlamento por Cambridge. Cuando se le nombró director de la casa de moneda de
Inglaterra en 1701, renunció a su cátedra en Cambridge. En 1703 fue nombrado presidente de la Sociedad Real de Londres, cargo que ocupó durante el resto de su vida. En 1705 le concedió nobleza la Reina Ana, y fue el primer científico que recibió este honor por sus obras.
El famoso poeta Alejandro Pope dijo refiriéndose a Newton :
"La
Naturaleza y las
leyes naturales se ocultaban en la noche; Dios dijo "Que nazca Newton" y se hizo la luz".
André Marie Ampère
Físico y Matemático
Nacido el 20 de enero de 1775, en Lyon,
Francia,
Fallecido el 10 de junio de 1836, en Marsella,
Francia.
André Marie Ampère puede ser considerado como un ejemplar prodigio de la humanidad. Ya a los doce años, había alcanzado a dominar toda la matemática que se había logrado desarrollar hasta esa época en que tenía esa edad. En el año 1801, o sea, a la edad de 26 años, fue nombrado profesor de física y
química en el Instituto de Bourg, y en 1809, profesor de matemáticas en la
Escuela Politécnica de París.
En sus trabajos experimentales Ampère no era precisamente metódico, pero intuitivamente lograba destellos de gran brillantez. Uno de los más renombrado de sus deslumbrones por la
historia de las
ciencias, es aquel que se encuentra relacionado con el descubrimiento que realizó el docto físico danés Hans Christian Oersted en el año 1820, cuando éste hizo el hallazgo de que la aguja magnética se desvía cuando se encuentra en una posición cercana a un cable conductor de corriente, fenómeno que establece la relación que existe entre la
electricidad y el
magnetismo. Ampère, al tomar
conocimiento del descubrimiento de Oersted, elaboró en unas pocas semanas un completo trabajo matemático donde expone una completa teoría sobre el fenómeno que hemos mencionado. En él, formula una ley sobre el
electromagnetismo (comúnmente llamada ley de Ampère) en la cual se describe matemáticamente la
fuerza magnética interactuando entre dos corrientes eléctricas.
Ampère, también es reconocido por sus dotes de matemático, filósofo y poeta; sin embargo, su vida íntima
personal ofrece el ejemplo de un singular contraste entre una carrera jalonada por éxitos científicos y un destino poco grato. Su padre Jean-Jacques, notario público y juez de paz, murió ejecutado bajo la guillotina de la
Revolución Francesa; su esposa falleció en la flor de su
juventud debido a una implacable enfermedad, su segundo
matrimonio resultó casi un infierno y una constante fuente de amargura. Tandem felix (por fin feliz) dice la lápida de este atormentado genio espíritu universal.
André Marie Ampère, fue el fundador de la rama de la física que reconocemos como electrodinámica y el primero en usar el vocablo corriente para identificar a la
electricidad y nos lega los
medios para medirla: el ampere y el ammeter. Su
muerte, acontece en la ciudad francesa de Marsella en 1836, dejando inconcluso su último libro "Ensayo sobre la Filosofía de las Ciencias".
Albert Einstein
Físico
1879 – 1955
El físico alemán-americano
Albert Einstein, nacido en Ulm,
Alemania, Marzo 14, 1879, muerto en Princeton, N.J., Abril 18, 1955, contribuyó más que cualquier otro científico a la visión de la realidad física del siglo 20. Al comienzo de la
Primera Guerra Mundial, las
teorías de Einstein --sobre todo su teoría de la Relatividad-- le pareció a muchas personas, apuntaban a una
calidad pura de
pensamiento para el ser humano. Raramente un científico recibe tal
atención del público pero Einstein la recibió por haber cultivado la fruta de
aprendizaje puro.
VIDA TEMPRANA.
Los padres de Einstein, quienes eran Judíos no vigilados, se mudaron de Ulm a Munich cuando Einstein era un infante. El negocio familiar era una fábrica de aparatos eléctricos; cuando el negocio quebró (1894),
la familia se mudó a Milán, Italia. A este tiempo Einstein decidió oficialmente abandonar su ciudadanía alemana. Dentro de un año todavía sin haber completado la escuela secundaria, Einstein falló un examen que lo habría dejado seguir un curso de estudios y recibir un diploma como un ingeniero eléctrico en el Instituto suizo Federal de
Tecnología (el Politécnico de Zurich). El se pasó el año próximo en Aarau cercana a la escuela secundaria de cantonal, donde disfrutó de maestros excelentes y adelantos de primera índole en física. Einstein volvió en 1896 al Politécnico de Zurich , donde se graduó (1900) como maestro escolar de secundaria en matemáticas y física.
Después de dos cortos años obtuvo un puesto en la
oficina suiza de patentes en Bern. La
oficina de patentes requirió la
atención cuidadosa de Einstein, pero mientras allí estaba empleado (1902-09), completó un rango asombroso de publicaciones en física teórica. La mayor parte de estos textos fueron escritos en su tiempo libre y sin el beneficio de cierto contacto con la
literatura científica. Einstein sometió uno de sus trabajos científicos a la Universidad de Zurich para obtener un
Ph.D en 1905. En 1908 le envió un segundo trabajo a la Universidad de Bern y llegó a ser docente exclusivo, o conferencista. El año próximo Einstein recibió un nombramiento como profesor asociado de física en la Universidad de Zurich.
Por 1909 Einstein fue reconocido por la
Europa de habla alemana como el principal pensador científico. Rápidamente obtuvo propuestas como profesor en la Universidad alemana de Prague y en el Politécnico de Zurich. En 1914 adelantó al puesto más prestigioso y de mejor paga que un físico teórico podría tener en la Europa céntrica: profesor en el Kaiser-Wilhelm Gesellschaft en Berlín. Aunque Einstein asistió a una
entrevista en la Universidad de Berlín, en este tiempo él nunca enseñó
cursos regulares universitarios. Einstein quedó en el cuerpo de profesor de Berlín hasta 1933, de este tiempo hasta su
muerte (1955) tuvo una posición de
investigación en el Instituto para Estudios Avanzados en Princeton, N.J.
TRABAJOS CIENTIFICOS.
Los Papeles de 1905.
En los primeros de tres papeles seminales publicados en 1905, Einstein examinó el fenómeno descubierto por Max Planck, de que la energía electromagnética parecía ser emitida por objetos radiantes en cantidades que fueron decisivamente discretas. Las energía de estas cantidades --la llamada luz-quanta-- estaba directamente proporcional a la frecuencia de la
radiación. Esta circunstancia estaba perpleja porque la teoría clásica del
electromagnetismo, basada en las
ecuaciones de Maxwell y las leyes de la
termodinámica, había asumido en forma hipotética que la energía electromagnética consistía de
ondas propagadas, todo-compenetrar medianamente llamada la luminiferous ether, y que las
ondas podrían contener cualquier cantidad de energía sin importar cuan pequeñas. Einstein uso la
hipótesis del quántum de Planck para describir la
radiación visible electromagnética, o luz. Según el punto de vista heurístico de Einstein, se puede imaginar que la luz consta de bultos discretos de radiación. Einstein usó esta interpretación para explicar el efecto fotoeléctrico, por que ciertamente los
metales emiten electrones cuando son iluminados por la luz con una frecuencia dada. La teoría de Einstein, y su elaboración subsecuente, formó mucho de base para lo que hoy es la
Mecánica Cuántica.
El segundo de los papeles de 1905 de Einstein propuso lo qué hoy se llama la teoría especial de la relatividad. Al tiempo que Einstein supo que de acuerdo con la teoría de los electrones de Hendrik Antoon Lorentz, la masa de un electrón se incrementa cuando la
velocidad del electrón se acerca a la
velocidad de la luz. Einstein se dio cuenta de que las
ecuaciones que describen el movimiento de un electrón de hecho podrían describir el movimiento no acelerado de cualquier partícula o cualquier cuerpo rígido definido. Basó su nueva kinemática a una nueva reinterpretación del principio clásico de la relatividad --que las leyes de la física tenían que tener la misma forma en cualquier marco de referencia. Como una segunda
hipótesis fundamental, Einstein asumió que la rapidez de la luz queda constante en todos los marcos de referencia, como lo formula la teoría clásica Maxweliana. Einstein abandonó la hipó
tesis del Eter, porque no jugó ningún
papel en su kinemática o en su reinterpretación de la teoría de electrones de Lorentz. Como una consecuencia de su teoría Einstein recobró el fenómeno de la dilatación del tiempo, en que el tiempo, análogo a la longitud y masa, es una
función de la velocidad y de un marco de referencia . Más tarde en 1905, Einstein elaboró cómo, en una manera de hablar, masa y energía son equivalentes. Einstein no fue el primero proponer a todo los elementos que están en la teoría especial de relatividad; su contribución queda en haber unificado partes importantes de
mecánica clásicas y electrodinámica de Maxwell.
Los terceros de los papeles seminales de Einstein de 1905 concerniente a la
estadística mecánica, un campo de estudio elaborado, entre otros por, Ludwig Boltzmann y Josiah Willard Gibbs. Sin premeditación de las contribuciones de Gibb, Einstein extendió
el trabajo de Boltzmann y calculó la trayectoria media de una partícula microscópica por colisiones al azar con moléculas en un fluido o en un
gas. Einstein observó que sus cálculos podrían explicar el Movimiento Browniano, el aparente movimiento errático del polen en fluidos, que habían notado el botánico británico Robert Brown. El
papel de Einstein proveyó evidencia convincente por la existencia física del tamaño-
átomo moléculas, que ya habían recibido discusión muy teórica. Sus resultados fueron independientemente descubiertos por el físico polaco Marian von Smoluchowski y más tarde elaborados por el físico francés Jean Perrin.
La Teoría General de la Relatividad.
Después de 1905, Einstein continuo trabajando en un total de tres de las áreas precedentes. Hizo contribuciones importantes a la teoría del quántum, pero en aumento buscó extender la teoría especial de la relatividad al fenómeno que envuelve la aceleración. La clave a una elaboración emergió en 1907 con el principio de equivalencia, en la cual la aceleración gravitacional fue priori indistinguible de la aceleración causada por las fuerzas mecánicas; la masa gravitacional fue por tanto idéntica a la masa inercial. Einstein elevó esta
identidad, que está implícita en
el trabajo de
Isaac Newton, a un principio que intenta explicar tanto electromagnetismo como aceleración gravitacional según un conjunto de leyes físicas. En 1907 propuso que si la masa era equivalente a la energía, entonces el principio de equivalencia requería que esa masa gravitacional actuara recíprocamente con la masa de la radiación electromagnética, la cual incluye a la luz. Para 1911 Einstein podía hacer predicciones preliminares acerca de cómo un rayo de luz de una estrella distante, pasando cerca al Sol, parecía ser atraída, con inclinación ligera, en la
dirección de la masa de la Sol. Al mismo tiempo, luz radiada del Sol actuaría recíprocamente con la masa del mismo, da por resultado un ligero
cambio hacia el fin del infrarrojo del espectro óptico del Sol. A esta juntura Einstein también supo que cualquier teoría nueva de gravitación tendría que considerarse por un pequeño pero persistente anomalía en el movimiento del perihelio del Mercurio planetario.
Aproximadamente por 1912, Einstein empezó una nueva fase de su investigación gravitacional, con la ayuda de su amigo matemático Marcel Grossmann, por adaptación de su trabajo en cuanto al
cálculo del tensor de Tullio Levi-Civita y Gregorio Ricci-Curbastro. El cálculo del tensor grandemente facilitó cálculos en el cuatro-dimensión- espacio-tiempo, una noción que Einstein había obtenido de la elaboración matemática de Hermann Minkowski en 1907 de la teoría propia especial de Einstein de relatividad. Einstein llamó a su nuevo trabajo la teoría general de la relatividad. Después de varias salidas falsas publicó (tarde 1915) la forma definitiva de la teoría general. En él las ecuaciones del campo de la gravitacional eran covariantes; esto es, similar a las ecuaciones de Maxwell, el campo de ecuaciones tomo la misma forma en todos los marcos de equivalencia. Por su ventaja del principio, el campo de ecuaciones covariante le permitió observar el movimiento del perihelio del planeta Mercurio. En esta forma original, la relatividad general de Einstein se ha verificado numerosas veces en los pasados 60 años.
Su vida de los últimos años.
Cuando las observaciones británicas del eclipse de 1919 confirmaron sus predicciones, Einstein fue agasajado por la
prensa popular. Los éticos personales de Einstein también despidieron imaginación pública. Einstein, quien después de volver a
Alemania en 1914 no volvió a solicitar ciudadanía alemana, estaba con sólo un manojo de profesores alemanes quienes lo situaron como un pacifista por no apoyar la
dirección de la
guerra Alemana. Después de la
guerra cuando los aliados victoriosos buscaron excluir a científicos alemanes de reuniones internacionales, Einstein--un Judío de viaje con un pasaporte suizo-- quedó como un enviado alemán aceptable. Las vistas
políticas de Einstein como un pacifista y un Sionista lo deshuesó contra conservadores en Alemania, quienes lo marcaron como un traidor y una derrotista. El
éxito público que otorgó sus
teorías de relatividad evocaron ataques salvajes en los 1920s por los físicos antisemitas Johannes Severo y Philipp Lenard, hombres quienes después de 1932 trataron de crear un Ariano llamado físicos en Alemania. Sólo como una polémica quedó la teoría de la relatividad de Einstein para los físicos menos flexibles en el marco de la entrega del premio Novel para Einstein --se le otorgó no por la relatividad sino por el trabajo de 1905 sobre el efecto fotoeléctrico.
Con el levantamiento de
fascismo en Alemania, Einstein se mudó (1933) a los
Estados Unidos abandonando su pacifismo. El completamente estuvo de acuerdo que la nueva amenaza tenía que ser reprimida por la fuerza armada. En este contexto Einstein envió (1939) una
carta al presidente Franklin D. Roosevelt que instó que los
Estados Unidos debían proceder a desarrollar una bomba atómica antes de que Alemania tomase la delantera.
La carta, escrita por un amigo de Einstein Leo Szikard, fue uno de los muchos intermediarios entre la Casa Blanca y Einstein, y contribuyó con la decisión de Roosevelt de consolidar lo qué llegó a ser el
Proyecto Manhattan.
Para el público Einstein parecía un campeón de las clases no populares, tal como su objeción (1950) en el Comité de la Casa en Actividades y sus esfuerzos hacia el desarme nuclear, sus preocupaciones se centraban siempre alrededor de la física. A la edad de 59, cuando otros físicos teóricos anhelarían el retiro, él seguía su original
investigación científica, Einstein y sus co-trabajadores Leopold Infeld y Banesh Hoffmann alcanzaron un mayor resultado para la teoría general de la relatividad.
Pocos físicos siguieron el camino de Einstein después de 1920. Mecánica Cuántica, en lugar de relatividad general, centró su atención. Por su parte Einstein nunca podría aceptar la mecánica cuántica con su principio de indeterminancia, como lo formula Werner Heisenberg y elaborado dentro de uno nuevo por Niels Bohr. Aunque los pensamientos tardíos de Einstein fueron abandonados por décadas, los físicos hoy en día se refieren seriamente al sueño de Einstein--una gran unificación de la teoría física.
George Simon Ohm
Físico
1787 - 1854
Nació el 16 de marzo de 1787 en Erlangen, Bavaria. Fue el mayor de los siete hijos de una
familia de clase media baja. Trabajó en la cerrajería junto a su padre. Cursó estudios en la universidad de la ciudad. Dirigió el Instituto Politécnico de Nuremberg de 1833 a 1849 y desde 1852 hasta su fallecimiento dio clases de física experimental en la Universidad de Munich. Su formulación de la relación entre intensidad de corriente, diferencia de potencial y
resistencia constituye la
ley de Ohm.
La unidad de
resistencia eléctrica se denominó ohmio en su honor. Intuye que, así como el flujo de
calor depende de la diferencia de
temperatura entre los dos puntos y de la capacidad del conductor para transportar el
calor, el flujo de electricidad debe depender de una diferencia de potencial (voltaje, en términos actuales) y de la capacidad de conducir
energía eléctrica por parte del material. Poninedo a prueba su intuición en
experimentos, Ohm llega a cuantificar la resistencia eléctrica. Sufrió durante mucho tiempo la reticencia de los medios científicos europeos. La Real Sociedad de Londres lo premió con la medalla Copely en 1841 y la Universidad de Munich le otorgó la cátedra de Profesor de Física en 1849. En 1840 estudió las perturbaciones sonoras en el campo de la acústica fisiológica (
ley de Ohm-Helmholtz). A partir de 1852 centró su actividad en los estudios de
carácter óptico en especial en los fenómenos de interferencia. Ohm publicó varios libros de temas físicos. Falleció el 6 de julio de 1854 en Munich.
James Prescott Joule
Físico
1818 - 1889
El hombre a quien debemos la expresión familiar i²R de la
potencia disipada en un conductor es el físico ingles James Prescott Joule, quien público el resultado como ley de Joule en 1841. Participo también en el famoso descubrimiento de la conservación de la energía.
Joule nació en Salford, Inglaterra, segundo entre cinco hijos de un prospero cervecero. Aprendió por si mismo electricidad y
magnetismo en su casa durante la
adolescencia y obtuvo
educación forma en la cercana Universidad de Manchester.
Llevo a cabo sus
experimentos sobre calor en su
laboratorio domestico, y para asegurar la exactitud de sus mediciones se vio forzado a desarrollar su propio
sistema de unidades. Su fama fue principalmente por haber hecho mas que cualquier otra
persona para establecer la idea de que el calor es una forma de energía. Durante la mayor parte de su vida Joule fue un científico aficionado aislado, pero en sus últimos años se reconoció su trabajo en doctorados honorarios de Dublín y Oxford. En su honor la unidad de energía se llama Joule.
Tomas Alva Edison
Inventor
1847 - 1931
Pocas veces nos es dado presenciar el espectáculo de una vida consagrada por entero al bienestar de sus semejantes, con una voluntad, pasión y capacidad de trabajo tan sostenidas, que asombren y sirvan de ejemplo permanente a todos los
niños y jóvenes del mundo.
Tal es el caso de Tomás Alva Edison, otro obrero de la
inteligencia, que patentó mil noventa y nueve
inventos en el término de su vida.
No fueron fáciles sus comienzos, ya que tuvo que luchar intensamente con
la pobreza y la incomprensión de los que le rodeaban.
Nacido en Milán,
Estado de Ohio, el 11 de febrero de 1847, su espíritu curioso e investigador se revela desde la
infancia, a través de las múltiples preguntas que dirigía a sus padres, maestros y amigos. Su vocación por los experimentos se manifiesta a los seis años de manera muy original: observó cómo una gansa empollaba, e intentando hacer lo mismo, fue sorprendido en el gallinero de su casa sentado sobre un montón de huevos.
Había organizado un humilde
laboratorio químico y obtenía
dinero para comprar el material de
ensayo, vendiendo hortalizas de la casa; pero, como las entradas eran muy reducidas, obtuvo permiso de sus padres para vender diarios y caramelos en los trenes de la línea Detroit-Port Huron. Así logró montar una pequeña imprenta en un vagón de equipajes que nunca se utilizaba y fundó su propio
periódico, el Weekly Herald, logrando una tirada de ochocientos ejemplares.
Su labor periodística fue muy breve porque a raíz de un accidente causado por una botella con
materia fosfórica, se incendió el vagón y Edison fue arrojado junto con la máquina de imprimir, tipos y elementos químicos.
No se desanimó por aquel amargo trance sino que se lanzó de lleno a su carrera de grandes
inventos, experimentando con la telegrafía y la electricidad, desde un puesto de telegrafista que había obtenido.
Era lector incansable. Con sus pequeños ahorros compraba libros para saciar su avidez de conocimientos y, encontrándose en Detroit, intentó leer una
biblioteca completa, comenzando por los libros del estante más alto, yendo de izquierda a derecha, leyéndolos según el orden en que estaban situados.
Obtuvo la
independencia económica mediante sus primeros inventos y abrió en Newark una fábrica para producir receptores telegráficos. Descubrió el medio de trasmitir simultáneamente dos mensajes por el mismo alambre, pero en direcciones opuestas, para hacerlo luego en el mismo sentido.
Y llega el momento de la cristalización de su gran sueño: la luz eléctrica incandescente. Después de múltiples experiencias inventó las lámparas eléctricas y en vísperas del año 1879, demostró la
distribución de la luz, el calor y la fuerza motriz, desde una usina central.
Esa maravillosa carrera de inventos produjo dos notables frutos: el fonógrafo, "la máquina que habla", y el cinematógrafo. Para lograr el primero, Edison creó máquina tras máquina, destruyendo cincuenta, gastándose alrededor de dos millones de dólares, antes de ver culminada
la empresa. Para el segundo, Edison se preguntó "por qué con innumerables fotografías no podían producirse largas series de
imágenes movibles". La cuestión era cómo obtener la cámara fotográfica apropiada y tomar esas
imágenes, así como la clase especial de película.
Y dio nacimiento al séptimo
arte, con el kinetoscopio, predecesor de la máquina cinematográfica actual; y hasta llegó a augurar la
producción de películas sonoras, que hoy constituyen verdaderas demostraciones de técnica y belleza.
Esta es, a grandes rasgos, la dimensión de una vida convertida totalmente al supremo apostolado de
la ciencia universal, en
actitud de profundo renunciamiento.
¿Qué otra cosa fue la vida de Tomás Alva Edison sino un generoso renunciamiento de sí mismo, en favor de la humanidad, ya que pudo interrumpir su trabajo para entregarse al descanso y a la dorada luz de la celebridad?
Prefirió continuar sin tregua, llevado por su irresistible vocación, descansando a veces, quebrantado por el esfuerzo, sobre un catre que tenía en su enorme laboratorio de Orange, Nueva Jersey, para que tú y yo, querido niño, por obra de sus prodigiosos inventos, viviéramos más cómodos y felices.
Edison murió en el año 1931.
Heinrich Rudolf Hertz
Físico
1857 - 1894
De origen alemán, nació en Hamburgo el 22 de febrero de 1857.
Hizo originalmente estudios de
ingeniería pero al final prosiguió con la física. Tuvo relación con dos grandes científicos: Herman Helmholtz, de quien fue gran amigo y Gustav Kirchoff.
Colaboró para la Universidad de Kiel en 1883 y por entonces comenzó a estudiar las ecuaciones de Maxwell respecto a la teoría electromagnética. En 1885 lo nombraron catedrático de física en la Escuela Superior Técnica de Karlsruhe y más tarde, en 1889 se ocupó de la cátedra de Clausius en Bonn.
Por 1883, la Academia de Ciencias de Berlín hizo una convocatoria orientada a que se presentaran estudios sobre el
campo magnético; a instancias de Helmholtz, Hertz comenzó a hacer algunos experimentos al respecto.
Construyó un circuito eléctrico que, de acuerdo a las ecuaciones de Maxwell podía producir ondas magnéticas. Cada oscilación produciría únicamente una onda, por lo que la radiación generada constaría de una longitud de onda grande.
Para establecer la presencia de la mencionada radiación, Hertz fabricó un dispositivo conformado de dos espiras entre las cuales existía un pequeño espacio de
aire; Hertz se dio cuenta de que al pasar corriente por la primera espira, se originaba corriente en la segunda.
La explicación que dio a este fenómeno fue que la transmisión de ondas electromagnéticas se generaba a través del espacio existente entre las dos espiras. Por medio de un detector, Hertz determinó la longitud de onda que era de 66 centímetros o 2.2 pies y su velocidad.
También el científico demostró que la naturaleza de estas ondas y la susceptibilidad hacia la reflexión y la refracción era igual que la de las ondas de luz.
Cuando Hertz trabajaba como profesor de física en la Universidad de Bonn se dedicó al estudio de los rayos catódicos y logró determinar su
carácter ondulatorio; además demostró que el calor proporciona una forma de radiación electromagnética.
Escribió una sola obra llamada "Gesammelte Werke" que consta de tres tomos, el primero incluye algunos trabajos y la
conferencia dictada en Heidelberg en la Asamblea de los naturistas: "Sobre las ondas eléctricas"; el tomo dos es "Trabajos Varios" y el tomo tres es "
Principios de mecánica".
Siendo muy joven, de treinta y siete años, Hertz murió en Bonn el 1 de enero de 1894, dejando inconclusos varios de sus
proyectos.
Su obra fue publicada en Leipzig en el mismo año de su muerte, posteriormente a ella.
Robert Andrews Millikan
Físico
1868-1953
Físico estadounidense, conocido por su trabajo en física atómica. Millikan nació en Morrison (Illinois) y estudió en las universidades de Columbia, Berlín y Gotinga. Se incorporó al cuerpo docente de la Universidad de Chicago en 1896, y en 1910 fue profesor de física. Abandonó la universidad en 1921 al convertirse en director del laboratorio Norman Bridge de física en el Instituto de
Tecnología de California. En 1923 le fue concedido el Premio Nobel de Física por los experimentos que le permitieron medir la carga de un electrón, comprobando que la carga eléctrica solamente existe como múltiplo de esa carga elemental. Otras aportaciones de Millikan a la
ciencia son una importante investigación de los rayos cósmicos (como él los denominó) y los
rayos X, y la determinación experimental de la constante de Planck. Escribió estudios técnicos y diversos libros sobre la relación entre la ciencia y la
religión.
