miércoles, 5 de octubre de 2011

Heinrich Rudolf Hertz


Heinrich Rudolf Hertz
Nació el 22 de Febrero del 1857 en Hamburgo, Alemania.
En 1876 comenzó sus estudios de ingeniería en el Polytechnikum de Dresde.
En 1877 después del servicio militar pasó a estudiar ciencias en el Polytechnikum de Munich y más tarde en la universidad de Berlin, de la que recibió un doctorado en 1880 y continuó en la misma como asistente de Hermann von Helmholtz hasta 1883.
En este año entró como profesor en la universidad de Kiel y comenzó sus estudios sobre la teoría electromagnética de James C. Maxwell.
En 1886 pasó a ser profesor del Polytechnikum de Karlsruhe, en donde realizó los diversos ensayos que le condujeron al descubrimiento de lo que después se denominarían ondas hertzianas.
En uno de sus experimentos utilizó un alambre enrollado en espiral (resonador o emisor) conectado a un circuito oscilante (compuesto de una bobina de inducción y una botella de Leiden). Las oscilaciones producidas por este dispositivo (ondas electromagnéticas) eran detectadas por otro alambre con la misma disposición (detector) que en sus extremos tenía conectadas dos pequeñas esferas muy próximas, separadas solamente por el aire. Cada vez que se producía una oscilación en el emisor, entre las esferas del detector saltaba una chispa.
 
 
Esta era la evidencia de la existencia de las ondas electromagnéticas (ondas hertzianas) que hasta la fecha nadie había demostrado y al mismo tiempo sus experimentos sirvieron para la demostración práctica de las ecuaciones de Maxwell.
Hertz utilizó diversas configuraciones de resonadores y detectores en sus experimentos y también utilizó reflectores parabólicos en los mismos.
El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887. La explicación teórica fue hecha por Albert Einstein.
 
Hertz continuó con sus estudios sobre las ondas electromagnéticas, midiendo la longitud y velocidad de estas, comprobando que se podían someter a reflexión y refracción y que al mismo tiempo eran capaces de atravesar ciertos materiales.
Estas características descritas coincidían con las de la luz y el calor, por lo cual Hertz dedujo que su naturaleza era la misma y todas eran ondas electromagnéticas.

En 1889 Hertz sucedió a Rudolf Clausius como profesor de física de la universidad de Bonn en donde se dedicó, entre otros, al estudió los rayos catódicos.
Hertz falleció prematuramente antes de cumplir los 37 años a consecuencia de un envenenamiento progresivo de su sangre.
En 1933 un comité internacional honró a Hertz dándole su nombre a la unidad para la medida de la frecuencia.

Nikola Tesla


Nikola Tesla nace en Smiljan, actual Croacia el 10 de Julio de 1856. Se dice que nació durante una tormenta eléctrica a la media noche. Entro a la universidad para cursar estudios de Ing. Eléctrica pero luego de unos semestres deserto de la universidad. Tiempo después retoma la universidad pero no logra concluir sus estudios universitarios. Trabajo en una de las principales compañías telefónicas de su país natal.  Es uno de los inventores más importantes e influyentes de las tecnologías actuales y sus inventos como la bobina de tesla, el motor asíncrono, la corriente AC  y el control remoto, fueron los mas importantes aportes que hizo al electromagnetismo.



Principales aportes al Electromagnetismo:
La Bobina de Tesla:  Es un transformador de núcleo de aire que produce elevado voltaje a baja corriente. El voltaje es tan elevado que logra superar la tensión de ruptura del aire y por eso se ven rayos azules saliendo de la bobina lo cual las hace muy atractivas. Existen Aficionados que construyen estas bobinas para uso personal y otros lo hacen con propósitos educativos. Tesla en 1893 experimento  en su laboratorio con una bobina de tesla de gran tamaño, con la cual según afirma logro 12 millones de voltios en la salida de  la bobina y logro encender bombillas ubicadas a 1.5Km de distancia. Tesla Tenia un sueño, el cual era la transmisión de energía inalámbrica a nivel mundial. Para esto consiguió financiamiento de un Empresario Llamado J.P Morgan el cual accedió a dar el dinero pues tesla la prometió que con la bobina podría enviar imágenes, audio y video inalámbricamente. Fue justo en  pleno proyecto cuando Marconi haciendo uso de 17 diferentes patentes de Tesla Logro transmitir una señal a través del Atlántico y por ello se le atribuyo la invención de la radio, honor que años después el tribunal supremo de justicia de los estados unidos de América le otorgo a Nikola Tesla. Tras lo sucedido con Marconi, el empresario que financiaba a Tesla Perdió el interés puesto que ya no seria nada innovador, y asi el proyecto mas grande del mundo de transmisión de energía se habría disuelto trágicamente.


EL Motor de Inducción:   En 1888 tesla Patenta su modelo de motor de corriente alterna que en la actualidad es uno de los inventos que ha revolucionado la industria en general. A Tesla se le ocurrió esta idea del motor cuando caminaba con un amigo y de repente se le ocurrió una idea para un modelo de motor y la dibujo en la tierra. El motor de inducción se compone de rotor y de estator,  al estator se le aplica una corriente alterna el cual produce un campo magnético rotativo que hace cambiar la polaridad de las bobinas, el rotor gira porque las bobinas del rotor están polarizadas y siguen al campo magnético por las fuerzas de atracción y repulsión.

Corriente AC: En 1887 en New York, se utilizaba la transmisión energía DC y Tesla que vivía en ese tiempo en esa ciudad se aterrorizaba al ver tantos cables y sabía que existía una manera mas eficiente para la transmisión de energía, por lo cual diseño un generador que alterna la corriente eléctrica entre polos positivos y negativos en 60 ciclos por segundo.  Así, enviando AC a un transformador disminuiría la corriente y elevaría el voltaje y así se podía transmitir la energía largas distancias sin sufrir pérdidas significativas en el conductor.

Control Remoto: En 1898 Nikola tesla En el Madison Square Garden en NewYork, utilizo el primer control remoto del mundo, logrando conducir a distancia un barco de aproximadamente 2 metros de longitud. Una batería en el control enviaba una señal eléctrica a un oscilador el cual la convertía en una onda electromagnética que en el receptor se traducía en un giro del barco. Y así mediante oscilaciones podía controlar el barco.

Giambatista Della Porta

Giambatista della Porta (1535-1615): fue un erudito italiano, y autor teatral que vivía en Nápoles, en el momento de la revolución científica y Reforma. Pasó la mayor parte de su vida en tareas científicas. Se benefició de una educación informal de los tutores y las visitas de académicos de gran prestigio.
Su obra más famosa, publicada por primera vez en 1558, tenía derecho Magiae Naturalis (magia natural). En este libro se cubrió una variedad de los temas que ha investigado, incluido el estudio de: la filosofía ocultista, astrología, la alquimia, las matemáticas, la meteorología, y la filosofía natural.
Aunque no tuvo formación universitaria, su inquieto espíritu le hizo interesarse por todo lo que le rodeaba. Hoy diríamos que aprendió por su cuenta, mezclando lo imaginario con lo científico, todo un espíritu libre.Procuró aprender de algunos sabios reconocidos de la región napolitana, como Antonio Pisano o Doménico Pizzimenti.
Se intereso en la agricultura, la hidráulica, ingeniería militar, instrumentos y la farmacología. Publicó un libro en 1606 el aumento de agua por la fuerza del aire. En 1608 publicó un libro sobre la ingeniería militar.
Por otra parte, della Porta perfeccionó la cámara oscura . Della Porta describe este dispositivo que tiene una lente convexa. Aunque no fue el inventor, la popularidad de este trabajo ayudó a difundir el conocimiento de la misma.
Della Porta también afirmó haber inventado el primer telescopio, pero murió mientras preparaba el tratado (De telescopiis ) en apoyo de su reclamación. Sus esfuerzos se vieron enturbiados por Galileo Galilei quien mejora el telescopio en 1609.
En el libro, Porta también mencionó un dispositivo imaginario que se conoce como un telégrafo. El dispositivo consta de dos cajas circular, similar a los compases, cada uno con una aguja magnética, se supone que ser magnetizado por el mismo imán . Cada caja iba a ser etiquetada con las 26 letras, en lugar de las direcciones habituales.
Porta considera que coordinar las agujas de forma que cuando una carta se marcó en una caja, la aguja en el otro cuadro se pondrían a punto a la misma letra, lo que ayuda en la comunicación.

La cámara oscura:
Roger Bacon se le atribuye el descubrimiento de los anteojos y la primera referencia a la cámara oscura. En un manuscrito que se supone obra de su mano, dice lo siguiente: "Para observar un eclipse de sol sin sufrir daños en la vista se debe practicar un orificio, por donde penetrará la imagen discoidal del astro para proyectarse en alguna parte, misma que se altera de acuerdo con las alternativas del fenómeno”
En la segunda mitad del siglo XV, Leonardo da Vinci descubre el mismo principio y así lo hace constar en su Codex Atlánticas. Es Della Porta quien, años más tarde, construye la primera cámara oscura con lentes incorporados y que tiene ya definitivamente la utilidad que Da Vinci había intuido. La cámara de Della Porta es ya, en potencia una cámara fotográfica, pues dispone de lentes de precisión y de espejos para reinvertir la imagen. Sin embargo, y durante siglos, será utilizada únicamente para observar y copiar imágenes.

Henry Gellibrand

Henry Gellibrand (1597-1636): Nació el 17 de Noviembre en Londrés, Inglaterra. Cuando tenía dieciocho años de edad fue admitido en un plebeyo del Trinity College, Oxford, el 22 de marzo de 1615, en el año siguiente murió su padre, y en el Trinity fue presentado a las matemáticas de Savile.
Obtuvo una licenciatura en el Trinity College en 1619 y una maestría en 1623. Un par de años después de recibir su maestría en Oxford, consiguió la cátedra de astronomía en el Gresham College de Londres en 1627.
Su más famoso descubrimiento científico fue el cambio en los últimos años en la declinación magnética. Gellibrand publicó sus hallazgos en un discurso matemático de la variación de la aguja magnética junto con su disminución admirable descubierto recientemente en 1635.
También hizo contribuciones matemáticas a la navegación, en especial de trabajo sobre los métodos para determinar la longitud. Sus métodos se basan en la observación de diversos fenómenos celestes y, en particular, se las arregló con el capitán Thomas James que, simultáneamente, observaron el eclipse de la luna el 29 de octubre de 1631.

Es conocido por su trabajo en el campo magnético de la Tierra. Él descubrió que la declinación magnética el ángulo de inclinación de una aguja de la brújula no es constante sino que cambia con el tiempo, anunció esto en 1635, basándose en las observaciones anteriores por otros, que aún no había sido correctamente interpretado.

También ideó un método para medir la longitud, sobre la base de los eclipses. Las tablas matemáticas de Henry Briggs, que consta de logaritmos de funciones trigonométricas, fueron publicadas por Gellibrand en 1633 como Trigonometria Britanica.

Brújula Magnética

Telescópio




Otto von guericke


Otto Von Guericke (1602-1686): fue un físico alemán nacido en Magdeburgo. Estudió derecho en las universidades de Leipzig y Jena y matemáticas en Leiden.De sus estudios sobre el vacío concluyó que éste admitía la propagación de la luz pero no la del sonido. En 1650 inventó la primera bomba de vacío. En 1654 realizó la famosa demostración de los hemisferios de Magdeburgo. 
Guericke también hizo investigaciones en meteorología y astronomía, además fue quien construyó la primera máquina electrostática capaz de producir triboelectricidad, el famoso GENERADOR ELECTROSTATICO.

Del ámbar a la triboelectricidad:
La existencia del fenómeno electrostático es bien conocido desde la antigüedad. Alrededor del 600 a. C. el filósofo griego Thales de Mileto describió por primera vez fenómenos electrostáticos producidos al frotar fragmentos de ámbar y comprobar su capacidad de atracción sobre pequeños objetos. Este efecto causó cierta curiosidad entre sus contemporáneos pero no fue abordado científicamente y cayó en el olvido.
Hoy sabemos que cuando un aislador cargado negativamente es tocado con el dedo, los electrones excedentes se desplazarán a través de éste por nuestro cuerpo hacia tierra, descargando el objeto. Este flujo de electrones constituye una corriente eléctrica mucho más pequeña que la generada por dínamos o pilas. Sin embargo, hasta fines del siglo XVIII era la única clase de electricidad conocida y se la podía obtener, entre otros medios, frotando una varilla de vidrio con una seda.
Cuanto más se frota la varilla, mayor es la carga que desarrolla. A esta electricidad estática obtenida por fricción se la llama triboelectricidad.
El primer generador electrostático:
En 1660 Otto von Guericke, construyó la primera máquina electrostática capaz de producir triboelectricidad.
Esta máquina consistía en una bola de azufre (aislador) que hacía girar con una mano y frotaba con la otra. La esfera podía mantener una gran cantidad de carga y se la podía descargar acercándole el extremo de un conductor.
Generador Electrostático
Con la bola de azufre cargada, Guericke observó una variedad de manifestaciones que hoy asociamos a la electricidad estática, tales como chispas, chisporroteos y atracción y repulsión de objetos livianos. Años después notó que, en ocasiones, al rotar la esfera se producía un halo. Aunque no lo comprendió así, el brillo que observó era electroluminiscencia: la conversión de energía eléctrica en luz.
Construcción del Generador:
Para construir su máquina, Guericke fundió azufre y lo vertió en un balón de vidrio hueco. Una vez enfriado y endurecido el azufre, rompió el vidrio para exponer su contenido y perforar la bola para fijarle un eje de hierro. Esto permitió que el globo de azufre pudiera ser anclado a una base de madera para ser rotado velozmente con un asa, acelerando así el proceso de carga de la superficie de la esfera. Esta base tenía cajones donde guardaba plumas, trozos de papel y otros materiales útiles para demostrar las intrigantes habilidades de su esfera.
Este fue el primer dispositivo para generar electricidad estática, luego llamado generador electrostático. La máquina de Guericke (y las versiones mejoradas de posteriores investigadores) fue un hito en la historia de la electricidad. Junto con la botella de Leiden, posibilitó los enormes avances que pronto ocurrirían en el campo de la electricidad.


William Gilbert



William Gilbert (1544-1603) científico y médico Inglés a quien se le atribuye el "padre de la electricidad y el magnetismo".
Nació el 24 de mayo 1544 en Colchester, Essex, asistió a la Universidad de Cambridge, donde obtuvo una licenciatura en 1561. Continuó sus estudios, ganando una Maestría y finalmente recibir su Doctorado en 1569. Durante su estancia en Cambridge, fue elegido a varias oficinas entre ellas la de Investigador Principal.
Gran Bretaña era una nación marítima importante, y los marineros se basaron de la brújula magnética para navegar. Cristóbal Colón pensaba que la estrella polar era quien atraía la aguja de la brújula, otros pensaban que el magnetismo se debe a las montañas en el Ártico. Intrigado por el misterio, Gilbert llevó a cabo experimentos de unos 17 años para clarificar su comprensión de la brújula y el fenómeno del magnetismo.
Realizó experimentos con un imán esférico y una aguja que se mueve libremente. Se enteró de que era posible crear imanes de metales comunes, el decía que al dividir un imán no se dividen los polos sino que se crea un nuevo imán con la misma polaridad norte y sur del original, aprendió la manera de fortalecer los imanes, y se dio cuenta de que los imanes pierden su poder mágnetico cuando se expone a temperaturas extremadamente altas.

Experimento Brújula Magnética de Gilbert

Cuando observó que las fuerzas magnéticas producen movimientos circulares, comenzó a conectar el fenómeno del magnetismo con la rotación de la tierra. Esto condujo al descubrimiento del propio magnetismo de la tierra, y sentó las bases teóricas de la ciencia del geomagnetismo.
Al año siguiente, 1600, publicó el libro De Magnete. El cual presenta los resultados de su extensa investigación sobre la naturaleza del magnetismo y la electricidad. Con la publicación, destrozo muchas teorías científicas populares y se convirtió en la primera persona en explicar completamente el funcionamiento de una brújula magnética.

Portada Libre De Magnete


Rechazando la idea de que la Tierra era el centro del universo, propuso que se trataba de un planeta magnético, con la polaridad que corresponda a sus polos norte y sur. De Magnete, fue aceptado de inmediato como un avance extraordinario en la física y fue una sensación en toda la comunidad científica europea por mas de 200 años.
Magnetita de Gilbert explicando la orientación de las agujas a los polos
Modelo Magnético de la Tierra según Gilbert

Antes de Gilbert, nadie había usado los términos "polo magnético", "fuerza eléctrica", y "atracción eléctrica", y también fue el primero en distinguir claramente entre las fuerzas eléctricas y magnéticas. La palabra "electricidad" fue dada por Gilbert, basada de la palabra griega para el ámbar.
Para determinar que cuerpos podían ser cargados y cuales no, diseño un instrumento denominado electroscopio. Constaba de una botella de vidrio con una tapa de corcho atravesada por un alambre de cobre en forma de L y una esfera metálica en una punta. En el alambre colocó una pequeña lámina delgada de oro, la cual al acercarle elementos cargados al ser frotados, los extremos de la lámina se separaban dado que la misma se cargaba con igual carga haciendo que estas se repelieran en los extremos, lo cual podía saber que material podía cargarse y cuales no, origen que al nombre de materiales conductores y aislantes.
Finalmente, cuando la Reina de Gran Bretaña murió en 1603, le dejó una subvención financiera que le permitiera continuar con su trabajo en la física. Desafortunadamente murió el 30 de noviembre del mismo año, víctima de la temida plaga que barría toda Europa.


James Clerk Maxwell









James Clerk Maxwell nacio en 13 de junio de 1831 en Edimburgo, Escocia. Ingreso a las universidades de Cambridge y King's College. Donde mostró una fascinación por los fenómenos de la física. Inició sus estudios universitarios a la edad de 13 años, con 15 años redactó un importante trabajo de mecánica. A los 25 fue nombrado catedrático en Aberdeen, después en Londres y, en 1871, de un instituto especialmente construido para él en Cambridge. Además de su actividad profesional, Maxwell se dedicó a la realización de estudios de carácter privado en sus posesiones de Escocia. Es el creador de la electrodinámica moderna y el fundador de la teoría cinética de los gases. Descubrió las ecuaciones llamadas ´´ecuaciones de Maxwell´´, y que se definen como las relaciones fundamentales entre las perturbaciones eléctricas y magnéticas, que simultáneamente permiten describir la propagación de las ondas electromagnéticas que, de acuerdo con su teoría, tienen el mismo carácter que las ondas luminosas.

conocido principalmente por haber desarrollado la teoría electromagnética clásica, sintetizando todas las anteriores observaciones, experimentos y leyes sobre electricidad, magnetismo y aun sobre óptica, en una teoría consistente. Las ecuaciones de Maxwell demostraron que la electricidad, el magnetismo y hasta la luz, son manifestaciones del mismo fenómeno: el campo electromagnético. Desde ese momento, todas las otras leyes y ecuaciones clásicas de estas disciplinas se convirtieron en casos simplificados de las ecuaciones de Maxwell. Su trabajo sobre electromagnetismo ha sido llamado la "segunda gran unificación en física", después de la primera llevada a cabo por Newton. Además se le conoce por la estadística de Maxwell-Boltzmann en la teoría cinética de gases.
Maxwell fue una de las mentes matemáticas más preclaras de su tiempo, y muchos físicos lo consideran el científico del siglo XIX que más influencia tuvo sobre la física del siglo XX habiendo hecho contribuciones fundamentales en la comprensión de la naturaleza. Muchos consideran que sus contribuciones a la ciencia son de la misma magnitud que las de Isaac Newton y Albert Einstein. Fallecio a temprana edad por cancer, a menos de 50 años en el año 5 de noviembre de 1879.