BIOGRAFÍA ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

Heinrich Rudolf Hertz: la propagación de las ondas electromagnéticas en el espacio

(Hamburgo, 1857 – Bonn, 1894) 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.

Heinrich Rudolf Hertz (Hamburgo, 1857 – Bonn, 1894)

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 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.

Biografía

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 cuatro años llevó a cabo las investigaciones que le valdrían la celebridad.

Algún tiempo antes, Helmholtz había llamado su atención respecto a 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. Sin embargo, los tiempos eran ya bastante maduros para permitir que hombres geniales pudieran dar validez experimental a una teoría que había de constituir una de las bases de la unidad física, y en esos mismos años Hendrik Lorentz, en Holanda, intentaba formular una teoría aplicable a tal clase de fenómenos.

Emisor y receptor de Hertz (1887)

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: 300.000 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 dieciséis 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 Clausiusen 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 InhaltUntersuchung 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 treinta y siete años.

Hacia la radio

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.

El hertz o herzio (Hz)

Nombrado en honor al físico alemán Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894), que descubrió la propagación de las ondas electromagnéticas. El nombre fue establecido por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC por sus siglas en inglés) en 1930.​ Este fue adoptado en 1960 por la CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures: Conferencia General de Pesos y Medidas), reemplazando el nombre anterior de cps(ciclos por segundo), así como sus múltiplos relacionados:

  • kc/s (kilociclos por segundo),
  • Mc/s (megaciclos por segundo), y
  • Gc/s (gigaciclo por segundo).

El término ciclo por segundo fue completamente reemplazado por hercio en la década de 1970. Es además usado en las curvas senoides, que representan ondas sonoras.5

Un hercio representa un ciclo por cada segundo, entendiendo ciclo como la repetición de un suceso. Por ejemplo, el hercio se aplica en física a la medición de la cantidad de veces por un segundo que se repite una onda (ya sea sonora o electromagnética) o puede aplicarse también, entre otros usos, a las olas de mar que llegan a la playa por segundo o a las vibraciones de un sólido. La magnitud que mide el hercio se denomina frecuencia y es, en este sentido, la inversa del período. Un hercio es la frecuencia de una oscilación que sufre una partícula en un período de un segundo.

La conversión entre una frecuencia medida en hercios y una velocidad angular  medida en radianes por segundo es

Múltiplos del hercio

A continuación una tabla de los múltiplos y submúltiplos del SI (Sistema Internacional de Unidades).

 

Muerte

Su brillante carrera quedó truncada. Hacia 1889 comenzó a tener graves problemas de salud y, aunque no interfirieron con su trabajo, finalmente murió de granulomatosis de Wegener, a los 36 años, en Bonn (Alemania). Su sobrino Gustav Ludwig Hertz fue ganador del Premio Nobel, y el hijo de Gustav, Carl Hellmuth Hertz, inventó la ultrasonografía médica.

Fuente: https://www.biografiasyvidas.com/biografia/h/hertz.htm

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Hercio

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Rudolf_Hertz