Biografia de Hertz Heinrich Resumen de sus Experimentos Cientificos



Biografía de Hertz Heinrich Rudolf
Experimentos y Logros Científicos

El siglo XIX constituyó una época durante la cual el hombre siguió creyendo en los postulados mágicos de la Ilustración. No hubo un  corte ideológico entre el siglo XVIII y la primera mitad del siglo XIX porque el racionalismo fue un dogma intocable y respetado por todos los actores intelectuales de la sociedad.

Las teorías de Newton no fueron discutidas y un considerable progreso industrial demostró que era necesario tener fe en la Ciencia , capaz de realizar grandes maravillas, pendemos un minuto sobre los avances en termodinámica a través de grandes cientificos como Joule, Carnot, Helmholtz y otros, la industrialización con la máquina a vapor, las teorías de Dalton  y Mendeleiev aplicadas a la Química, los logros Roentgen con el descubrimiento de los rayos X, Bequerel y la posterior investigación sobre la radioactividad de los esposos Curie; la teoría de Darwin sobre la evolución humana, la ciencia psiquiatra de Sigmund Freud, etc. (Ver: Ciencia en el siglo XIX)

Pero entre todos los avances y fenómenos fisicos estudiados lo que más atrajo la atención de los investigadores fue el campo maravilloso de la electricidad que habían iniciado Galvani, Volta, Franklin y otros en el siglo pasado. Maxwell demostró que la electricidad se transmite por medio de ondas que viajan a la velocidad de la luz. El alemán Hertz (1857-1894) midió la longitud de estas ondas, que denominó electromagnéticas, y sostuvo que existe una íntima relación entre electricidad, calor y luz, es decir, que son manifestaciones de una energía única.

Así como el magnetismo y la electricidad van de la mano, lo mismo debemos decir sobre esta rama de la física, en donde los estudios de Heinrich Hertz van unidos directamente a las investigaciones del físico escocés James Clerk Maxwell, quien en 1864,  predijo la existencia de ondas electromagnéticas más allá del espectro visible.

El angloestadounidense David Edward Hughes informó quince años después de que las chispas de un circuito «transmisor» aislado parecían afectar a un sistema telefónico no conectado a él y situado a cientos de metros.

Sin embargo, incluso después de que demostrara este efecto en la Royal Society y en Correos, los expertos despacharon el fenómeno como un caso «normal» de inducción electromagnética.George Francis Fitzgerald, físico irlandés, describió en 1883 cómo la oscilación de una corriente a través de un conductor podía teóricamente ser utilizada para generar ondas electromagnéticas largas y de baja frecuencia.

En 1888, el alemán Heinrich Hertz fue el primero en generar esas ondas: las ondas de radio.

Veamos su biografía y sus logros cientificos….

Hertz Heinrich (Hamburgo, 1857 – Bonn, 1894), fue un físico alemán nacido en el puerto de Hamburgo en 1857. A pesar de lo corto de su vida es el responsable del descubrimiento que permite la mayor revolución de las comunicaciones.

Inicia estudios de ingeniería en su ciudad natal, pero antes de culminarlos entra en contacto con Ferdinand von Helmholtz, importante físico de la época, quien lo induce hacia esa disciplina, abandonando su aspiración de ser ingeniero.



Trabajando como investigador de la Universidad de Kiel se ocupa de los fenómenos electromagnéticos, campo abierto por James Clerk Maxwell (1831-1879).

Antes de continuar veamos lo que dice la Teoría de Maxwell: Este físico escocés estudió el fenómeno del electromagnetismo, y unió los conceptos separados de electricidad y magnetismo en términos de una nueva fuerza electromagnética.

Maxwell amplió las ideas de Ampére y finalmente, en 1864, propuso que un campo magnético también se podía crear por un campo eléctrico variable. O sea, cuando un campo es variable, sea magnético o eléctrico, se induce un campo del otro tipo. Maxwell supuso que las oscilaciones eléctricas generaban ondas electromagnéticas y encontró una fórmula para la velocidad, que se expresa en términos de cantidades eléctricas y magnéticas.

Una vez medidas estas cantidades calculó la velocidad y descubrió que era igual que la velocidad de la luz en el vacío. Esto le indujo a pensar que la luz era de naturaleza electromagnética, teoría que posteriormente se demostró de diferentes maneras. Por lo tanto, cuando una corriente eléctrica en un alambre varía, se generan ondas electromagnéticas que se propagan a la velocidad de la luz.

Heinrich Hertz estaba interesado en producir ondas de radio. Por supuesto, no las llamaba así, porque en 1887 no se tenía idea de la radio.  Participa en un concurso convocado por la Academia de Ciencias de Berlín para trabajos relacionados con corrientes eléctricas oscilantes.

biografia de hertz heinrich

Físico alemán (Hamburgo, 1857 – Bonn, 1894). Descubrió las ondas electromagnéticas de baja frecuencia, llamadas en su honor ondas hertzianas. Demostró que están sometidas a las mismas leyes de reflexión y refracción que las luminosas y midió su velocidad, la misma que las de la luz y la radiación infrarroja. De este modo confirmó la naturaleza electromagnética de la luz y la teoría electromagnética de Maxwell, abriendo paso al desarrollo de la radio y la telegrafía sin hilos.

Tal como Maxwell había predicho que se crearían ondas electromagnéticas en el espacio por el movimiento de cargas eléctricas. Estas ondas nunca se habían observado hasta que Hertz estableció dos circuitos, como se muestra en la figura de abajo.

En el primer circuito, se obligaba a saltar una chispa entre dos esferas metálicas. La chispa nunca es simple, sino que oscila de un lado a otro a través del intervalo entre las esferas. Luego estableció otro circuito, a alguna distancia, que consistía en un espacio de chispa y alambres para completar el circuito.

croquis experimiento de hertz



Hertz elabora un circuito con dos esferas metálicas conectadas que se cargan alternativamente al hacer pasar una corriente en las dos direcciones; en el momento en que se aplica una carga máxima, se produce una chispa entre ellas. De esta forma, sin proponérselo, construye un circuito de carga oscilante constante. Con este sencillo dispositivo encuentra el rastro de la radiación y calcula su longitud de onda, un millón de veces mayor que la de la luz. Su hallazgo se conoce hoy con el nombre de ondas hertzianas y constituye la base de la telegrafía sin hilos, inventada por el italiano Marconi Guillermo.

Para su satisfacción, encontró que siempre que una chispa oscilante cruzaba la primera abertura, otra chispa oscilante se producía en la abertura de la segunda bobina. En verdad, era mucho más débil que la primera, pero saltaba si las condiciones eran apropiadas. Se radiodifundía una onda de radio de un circuito al otro.

Un día Hertz puso su segundo circuito dentro de una caja negra, para ver si las ondas atravesaban el material de la misma. Encontró que tenía que reducir la abertura, para producir una chispa en el circuito secundario. Esto podría ser debido, simplemente, a que las ondas perdían algo de su energía al atravesar las paredes de la caja, pero otra posibilidad sería la de que el circuito no funcionara igual de bien en la obscuridad.

Esta, probablemente, podría parecer una hipótesis absurda en aquel tiempo, pero Hertz de todos modos la probó al iluminar con luz ultravioleta las terminales del segundo espacio de chispa. Comprobó, que de nuevo saltaba una chispa con un amayor abertura. De esto concluyó, que la luz ultravioleta ayuda a las cargas eléctricas a escapar de las terminales metálicas.

Hertz estaba ante todo interesado en las ondas de radio, así que prestó poca atención a cómo la luz ayuda a la corriente. Pero otros investigadores pronto descubrieron que una placa metálica cargada, perdía su carga cuando se iluminaba con luz ultravioleta, si la carga era negativa, pero no si era positiva. En aquel tiempo, el electrón no había sido descubierto así es que no se podía explicar este fenómeno.

Lo antedicho se refiere al descubrimiento del fenómeno conocido como efecto fotoeléctrico, por el que la luz y otras formas de energía electromagnética de alta frecuencia provocan la emisión de electrones en algunos metales. En su honor se dio el nombre de herzio a la unidad de frecuencia. Entre sus obras destacan Principios de la mecánica y Sobre las relaciones entre la luz y la electricidad.

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AMPLIACIÓN: En ciencia e invención, la revelación de un secreto descubre otro. En el instante en que se produce un gran descubrimiento, se abre una nueva puerta. No importa tanto quién la abra como el nuevo horizonte que se vislumbra.

Faraday no fue el primero que esparció limaduras de hierro en un papel, puesto encima de un imán, para que se formara con ellas un trazado de líneas. Pero fue el primero en preguntar: «¿Por qué en líneas?». Sus sentidos humanos no lograron descubrir la fuerza invisible, pero propuso una teoría valiente.

La electricidad y el magnetismo atraían líneas de fuerza a través del espacio. No eran meramente líneas imaginarias, sino un movimiento físico real. Faraday vio las vibraciones de la materia (lo que con el tiempo se descubrió que eran ondas electromagnéticas y fotones de energía) donde otros no vieron nada más que vacío.



Había abierto una nueva puerta. Una generación más tarde, Clerk Maxwell se aventuró en la oscuridad allende la puerta, tanteando con ayuda de las leyes matemáticas. Llegó a una dramática conclusión: podía hacerse que la corriente eléctrica produjera ondas magnéticas que viajasen a la velocidad de la luz. Lo más sorprendente de todo fue su afirmación de que se podían usar estas ondas para transmitir la voz humana, a través del mundo, sin hilos ni cable.

Quince años más tarde, un joven físico alemán, Heinrich Hertz, realizó experimentos de laboratorio para comprobar la teoría de Maxwell. Empezó haciendo que la chispa mayor que era posible lograr saltara por el espacio que separaba dos bolas metálicas. A diez metros colocó otras dos bolas metálicas. Cada vez que una chispa saltaba entre las bolas metálicas del transmisor, otra chispa saltaba entre las bolas metálicas del receptor.

Esto demostraba la telegrafía a través del espacio. Hertz procuró entonces encontrar aplicación a estas ondas en la comunicación inalámbrica, pero no pudo aumentar suficientemente la potencia como para enviar estas ondas a través de una distancia.

Guillermo Marconi: Lo que Hertz no pudo averiguar significó una gran oportunidad para un joven. A los veinte años, en 1896, Guillermo Marconi descubrió un método para conseguir más potencia con el equipo que usó Hertz.

Agregó una antena de 12 metros y una placa metálica enterrada. Estos dos nuevos elementos actuaron como un condensador enorme que almacenaba suficiente electricidad y permitía mandar la onda hertziana a 3.200 metros por el espacio. Utilizó un cohesor (partículas metálicas dentro de un tubo) que guiaba la corriente en una sola dirección, a fin de que pudieran «detectarla» los auriculares del teléfono. Disponiendo de mayor energía transmisora, las ondas podrían trasladarse a cientos de millas.

marconi telegrafia sin hilosEl joven inventor decidió entonces poner manos a la obra. El tráfico inalámbrico entre barcos y la costa fue pronto una realidad. Siguió luego el experimento audaz de enviar ondas electromagnéticas a través del Atlántico.

Un físico había dicho en aquel momento que era absolutamente imposible que las ondas pudieran abandonar la superficie del globo a través del aire y regresar. Marconi no estaba tan imbuido de las teorías físicas del momento como para creer tal cosa. En Terranova experimentó la emoción de toda una vida. Captó señales de Cornwall, Inglaterra.

Esto dio a entender que había una especie de espejo que reflejaba las ondas hacia la tierra, pista que llevaría más tarde al descubrimiento de la ionosfera reflectora del espacio y a la invención del radar.

Él sistema inalámbrico de Marconi se perfeccionó hasta el punto de hacer vibrar a las ondas en una sola frecuencia. Añadió bobinas de sintonía que eliminaron la posibilidad de interferencia de otras estaciones.

Muchas mentes, por esa época, buscaban a tientas la puerta siguiente: la transmisión de la palabra y de la música. Parecía casi imposible. ¿Cómo conseguir en la antena la potencia requerida para enviar señales a larga distancia, y al mismo tiempo disminuir esta energía hasta el punto necesario para que excitase delicadamente un micrófono a carbón en el lugar de recepción?.

En un receptor de teléfono, la corriente de una onda inalámbrica sería demasiado fuerte para registrar las diferentes presiones ejercidas por el sonido de la voz de un locutor.

Se necesitaba algo verdaderamente nuevo y, como sucede a veces en el transcurso de una invención, la solución llegó en forma casual.

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