Biografía de Heinrich Hertz, aportaciones y más

A través de este artículo podrás conocer mucho más de cerca la biografía de Heinrich Hertz, uno de los hombre y científico más popular en la historia de la humanidad. Físico alemán que descubrió el efecto fotoeléctrico, la propagación de las ondas electromagnéticas y las formas para producirlas y detectarlas, contribuyendo al desarrollo del hombre.

Heinrich Hertz

Biografía de Heinrich Hertz

Un día del año de 1857 nace Heinrich Rudolf Hertz, en Hamburgo, para ese momento un estado soberano de la Confederación alemana, en el núcleo de una familia hanseática próspera y culta. Su padre fue Gustav Ferdinand Hertz. Su madre era Anna Elisabeth Pfefferkorn, aunque sus dos padres eran luteranos, se centraron en los estudios y esfuerzos académicos de Hertz y no presionaron a Hertz con el avance religioso.

Hertz contrae matrimonio en 1886 con Elisabeth Doll, la hija de Max Doll, profesor de geometría en Karlsruhe, tuvieron dos hijas: Johanna, nacida el 20 de octubre de 1887 y Mathilde, nacida el 14 de enero de 1891, que se dedicaron al estudio de la biología convirtiéndose en grandes y notables bióloga, en el transcurrir de ese tiempo, Hertz llevó a cabo sus estudios históricos acerca de las  ondas electromagnéticas.

Infancia y primeros años de estudio

Hertz manifestó una preferencia y atracción así las  matemáticas desde muy temprana edad, y al mismo tiempo era sobresaliente en las enseñanzas de idiomas y aprende a hablar latín, griego, árabe y sánscrito, acudió a una escuela técnica a la edad de seis años y luego se preparó en casa a la edad de 15 años.

Mostró un don natural para las ciencias naturales y con la aprobación de su padre, se inscribió en el programa de física de la Universidad de Munich en 1877. Luego de un año en la Universidad de Munich, cambia sus estudios a la Universidad de Berlín, donde obtiene su doctorado en física en 1880 con su discurso a cerca de la inducción electromagnética.

Luego de lograr su doctorado, permaneció en la Universidad de Berlín trabajando como asistente hasta que le ofrecieron un puesto como profesor de física teórica en la Universidad de Kiel en 1883. En 1885, aceptaría un cargo como profesor titular en Universidad de Karlsruhe en 1885.

Universidad y primeros trabajos

Mientras estudiaba en la Gelehrten Schule des Johannes en Hamburgo, Hertz mostró aptitud para las ciencias y los idiomas, aprendiendo árabe y sánscrito. Estudió ciencias e ingeniería en las ciudades alemanas de Dresde, Múnich y Berlín, donde estudió con Gustav R. Kirchhoff y Hermann von Helmont.

Hertz logró obtener su doctorado en 1880, en la Universidad de Berlín y durante los tres siguientes  años se quedó para estudios postdoctorales bajo Helmholtz, trabajando como su asistente. En 1883, le dan un cargo como profesor de física teórica en la Universidad de Kiel, en 1885, se hace profesor titular en la Universidad de Karlsruhe.

El 3 de abril de 1889, asume el cargo de Profesor de Física y Director del Instituto de Física en Bonn, cargo que ejerció hasta su muerte. En el transcurso de ese tiempo trabajó en mecánica teórica con su trabajo fue publicado en el libro Die Prinzipien der Mechanik in neuem Zusammenhange dargestellt (Los principios de la mecánica presentados en una nueva forma) publicado luego de su muerte en 1894.

Su muerte

A Hertz se le diagnosticó una infección en 1892, (luego de varios episodios de migrañas graves) y se somete a varias intervenciones quirúrgicas para tratar la enfermedad. Murió de granulomatosis con poliangitis a la edad de 36 años en Bonn, Alemania, en 1894, y fue enterrado en el cementerio de Ohlsdorf en Hamburgo.

Su esposa, Elisabeth Hertz née Doll (1864-1941), no se volvió a contraer nupcias, dejó dos hijas, Johanna (1887–1967) y Mathilde (1891–1975). Las hijas de Hertz nunca se casaron y él no tiene descendientes.

Aportaciones científicas

El físico matemático escocés James Clerk Maxwell en 1864, planteó una hipótesis integral del electromagnetismo, ahora conocida como ecuaciones de Maxwell. La hipótesis de Maxwell predijo que los campos eléctricos y magnéticos conectados podrían desplazarse por medio del espacio como una ” onda electromagnética”, Maxwell planteó que la luz residía en ondas electromagnéticas de longitud de onda corta, pero nadie había logrado desmostar esto, ni crear o detectar ondas electromagnéticas de otras longitudes de onda.

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Entretanto que Hertz realizaba investigaciones en Helmholtz en 1879, nace la tesis doctoral de Hertz para probar la teoría de Maxwell, Helmholtz también había presentado el problema del “Premio de Berlín” ese año en la Academia de Ciencias de Prusia para el que demostrara experimentalmente un efecto electromagnético en la polarización y despolarización de aisladores, algo señalado por la teoría de Maxwell.

Helmholtz estaba muy seguro de que Hertz era el aspirante con más probabilidades para ganarlo, pero Hertz al no ver ninguna forma de construir un equipo para probar esto experimentalmente,  pensó que era muy difícil y trabajó en la inducción electromagnética.

Hertz produjo un análisis de las ecuaciones de Maxwell durante su tiempo en Kiel, mostrando que tenían más validez que las teorías prevalecientes de “acción a distancia”. Después de que Hertz recibió su cátedra en Karlsruhe, estaba experimentando con un par de espirales de Riess en el otoño de 1886 cuando notó que descargar un frasco de Leyden en una de estas bobinas produciría una chispa en la otra bobina.

Con la idea de cómo fabricar un equipo, Hertz ahora poseía una forma de proceder con la problemática del “Premio de Berlín” de 1879 para demostrar la teoría de Maxwell (pero ya la oportunidad de optar por el premio real había pasado sin cobrar para 1882).

Uso un entrehierro con bobina y un par de cables de un metro como radiador, las esferas de capacidad estaban ubicadas en las puntas para los ajustes de resonancia del circuito, su receptor era una antena de bucle con un espacio de chispa micrométricoentre los elementos este experimento género y recibió lo que ahora se conoce como ondas de radio en el rango de frecuencia muy alta.

Rayos catódicos

Comenzó a experimentar en 1892 y expresó que los rayos catódicos podían atravesar una lámina de metal muy fina (como el aluminio). Philipp Lenard, un alumno de Heinrich Hertz, estudio más a fondo este ” efecto de rayo”, y realizó una versión del tubo catódico y analizo la penetración por rayos X de varios elementos, sin embargo, Philipp Lenard no se percató que estaba produciendo rayos X.

Mecánica de contacto

Hertz publicó en 1886-1889, dos artículos acerca lo que se conocería más adelante como el campo de la mecánica de contacto, que resultó ser una base importante para las hipótesis luego en el campo. Joseph Valentin Boussinesq publicó algunos análisis sumamente importantes sobre el trabajo de Hertz, estableció que este trabajo sobre la mecánica de contacto es de gran importancia.

Su trabajo resume esencialmente cómo dos objetos axi-simétricamente puestos en contacto se comportarán bajo carga, consiguió resultados establecidos ​​en la hipótesis clásica de la elasticidad y la mecánica del continuo, uno de los fracaso más significativo de su hipótesis, fue el descuido de cualquier naturaleza de adhesión, entre los dos sólidos, lo que enseña ser importante ya que los elementos que componen los sólidos comienzan a asumir una alta elasticidad.

Meteorología

Heinrich siempre tuvo un gran interés en la meteorología, quizás derivado de sus relación con Wilhelm von Bezold, quien fue su profesor en un curso de laboratorio en el Politécnico de Munich en el verano de 1878, como asistente de Helmholtz en Berlín, ayudo con algunos artículos pequeños en el campo, incluida el estudio sobre la evaporación de líquidos, un nuevo tipo de higrómetro y un medio gráfico para establecer las características del aire húmedo cuando se somete a cambios adiabáticos.

Premio de la Academia de Ciencias de Berlín

Al contrario de lo que suele ocurrir con la gran mayoría de los científicos, a los que se les otorgan los premios cuando ya han alcanzado bastante experiencia y un nombre reconocido en su comunidad, Hertz fue premiado al comienzo de su carrera y, de hecho, el galardón fue uno de los impulsores de la misma.

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La idea nace cuando aún estaba en Berlín, trabajando con Helmholtz, este le comento sobre un premio al que podía aspirar, otorgado por la Academia de Ciencias de Berlín, se trataba de intentar explicar de forma práctica, mediante un experimento, las emplazadas fórmulas de Maxwell.

Demostración de las Ecuaciones de Maxwell

Luego de dos años de investigaciones en Karlsruhe, Hertz logra su objetivo de demostrar experimentalmente la validez de las teorías de Maxwell.

Para ello, solo necesitó pocos materiales, esencialmente unos hilos metálicos conectados a un circuito oscilante, torció los hilos dándoles figura de anillo, con muy poca distancia entre ellos, de esta manera, los convirtió en una estación receptora capaz de recibir las corrientes electromagnéticas y provocar diminutas chispas.

Así, confirmó no solo la existencia de las ondas, sino que estas se propagan a la velocidad de la luz, compartiendo muchas características de esta.

Usos prácticos del descubrimiento de Hertz

Las investigaciones de Hertz en esta área contribuyeron a la creación del telégrafo sin hilos al igual que la radio, así, Marconi, un físico italiano, usó los experimentos con ondas para crear un equipo capaz de transmitir impulsos. En 1901, logró que uno de estos impulsos cruzara el Océano Atlántico, dando nacimiento a las transmisiones inalámbricas.

Efecto fotoeléctrico

Hertz contribuye a demostrar el efecto fotoeléctrico (que luego fue explicado por Albert Einstein) cuando notó que un objeto cargado pierde su carga más fácilmente cuando se ilumina con radiación ultravioleta (UV), en 1887, hizo observaciones del efecto fotoeléctrico y de la producción y recepción de ondas electromagnéticas (EM), publicado en la revista Annalen der Physis.

Su receptor era en una bobina con una chispa, por lo que se observaba una chispa al detectar ondas electromagnética, introdujo el equipo en una caja oscura para observar mejor la chispa, observó que la longitud máxima de la chispa se redujo cuando estaba en la caja, un panel de vidrio colocado entre la fuente de ondas electromagnéticas y el receptor absorbió UV que ayudó a los electrones a saltar a través del espacio, cuando se elimina, la longitud de la chispa se incrementaría.

No observó disminución en la longitud de la chispa cuando sustituyó el vidrio por cuarzo, ya que el cuarzo no absorbe la radiación UV, Hertz concluyó sus meses de investigación e informó los resultados obtenidos. No siguió investigando este efecto ni intentó explicar cómo se produjo el fenómeno observado.

Homenajes

El más grande y principal homenaje que el mundo de las ciencias, pudo otorgarle a este científico que cambió la historia del hombre en su proceso de evolución y desarrollo fue el de otorgarle su apellido a una unidad de medida eléctrica los Hertz.

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