domingo, 12 de abril de 2015

WILHELM WIEN


Nobel Física-1911


 

         Wien era hijo de un terrateniente que tenía una posición que le permitía conseguir una buena educación, pero también tenía sus inconvenientes, en los años comprendidos entre 1886 y 1890 tuvo que interrumpir sus estudios para dedicarse a dirigir la hacienda de la familia durante la enfermedad de su padre. Tuvo la suerte de tener como profesor a Helmholtz.

         En los años de 1890 empezó a trabajar en el problema de la radiación. Una generación antes Kirchhoff había elaborado su teoría de que los cuerpos calientes irradian las longitudes de onda que absorben cuando están fríos, un cuerpo que absorbía todas las longitudes de onda era, a causa de ello, perfectamente negro e irradiaría todas las longitudes de onda al calentarse. Como Prévost había señalado un siglo antes, la cantidad de radiación se elevaba con la temperatura. Unos quince años antes Stefan había utilizado la termodinámica para mostrar el aumento de esa radiación exactamente.

         Wien se interesó en la naturaleza y en la cantidad de radiación. El y sus colegas hicieron experimentos con el equivalente práctico de un cuerpo negro, una cámara cerrada y calentada con un pequeño agujero en ella. Una luz cualquiera de longitud de onda variable, al entrar por el agujero era absorbida en el interior y no se reflejaba, así que por ese orificio podrían salir radiaciones de cualquier longitud de onda del cuerpo negro.

         Por la observación de las radiaciones emitidas y según un razonamiento termodinámico, demostró Wien en 1893 que las longitudes de onda alcanzaban su máximo en un nivel intermedio. La longitud de onda en este máximo variaba inversamente proporcional a la temperatura. Por esa razón, a medida que la temperatura se elevaba, el color predominante variaba hacia el azul final del espectro. Los cuerpos moderadamente calientes irradiaban con preferencia en el infrarrojo, al cual somos visualmente insensibles, pero a medida que se elevaba la temperatura, el máximo se inclinaba hacia el rojo visible y el cuerpo caliente empezaba a resplandecer. Al seguir aumentando la temperatura el resplandor era primero rojo apagado, rojo brillante, amarillo claro, y por fin, azul pálido. Estrellas extremadamente calientes irradian principalmente en luz ultravioleta, a la cual somos insensibles, y los objetos supercalientes, como la corona del Sol, irradian en la región de los rayos X. Este desvío del máximo de la longitud de onda por la temperatura, se llama ley del desplazamiento de Wien.

         Wien trató de desarrollar una ecuación que describiese la distribución de todas las longitudes de onda de las radiaciones del cuerpo negro para todas las temperaturas y no solamente para la máxima. Tuvo que suponer algunas cosas, pero consiguió una ecuación que se ajustaba a la distribución observada de la radiación de las ondas cortas (alta frecuencia). Por otra parte, Rayleigh consiguió otra ecuación que se ajustaba a las ondas largas y no a las cortas. Como resultado de esta deficiencia, Planck se sintió atraído al final de esa década a idear la teoría cuántica que colocó la cuestión de la energía y a la física en general en un sendero más comprensible.

         Wien se interesó después en los rayos X y catódicos que inauguraban la segunda revolución científica. Aunque hizo un buen trabajo en ese campo fue sobrepasado por otros.

         En 1911 recibió el premio Nobel de física por su trabajo en la radiación del cuerpo negro.

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