August Joseph Ignaz Toepler (7 de septiembre de 1836 - 6 de marzo de 1912) fue un químico y físico alemán conocido por sus experimentos en electrostática .
August Toepler nació el 7 de septiembre de 1836. Estudió química en el Gewerbe-Institut de Berlín (1855-1858) y se graduó en la Universidad de Jena en 1860. Más tarde, Toepler se dedicó a la física experimental. August Toepler fue profesor de química y física en la Academia Poppelsdorf (1859-1864). Obtuvo una cátedra de química y tecnología química en el Instituto Politécnico de Riga y ocupó este puesto entre 1864 y 1868.
En 1864, aplicó la prueba del filo de cuchillo de Foucault para los espejos de los telescopios al análisis del flujo de fluidos y la onda de choque . A este nuevo método lo denominó fotografía de Schlieren , por lo que es merecidamente famoso. También desarrolló la máquina de Toepler, una máquina de influencia electrostática (generador de alto voltaje) en 1865, que un día se usaría en las primeras máquinas de rayos X médicos. Wilhelm Holtz , Roger y J. Robert Voss produjeron versiones mejoradas .
En 1868 se convirtió en profesor de la Universidad de Graz , en Austria , donde bajo su dirección surgió un nuevo instituto de física. En 1876, Toepler llegó a Dresde, donde se le ofreció la cátedra de Física Experimental. Fue director del Instituto de Física de la Universidad Técnica de Dresde hasta su jubilación en 1900. Su hijo Maximilian Toepler continuó el trabajo científico de forma independiente. Toepler es recordado como inventor de máquinas electrostáticas y por su trabajo con bombas de aire y ondas acústicas.
Toepler también describió una máquina simétrica (1866), que es una máquina sin sectores, y un dispositivo similar se utiliza como multiplicador de voltaje.
Las máquinas electrostáticas de Toepler fueron fabricadas por diferentes personas y empresas; por ejemplo, se puede encontrar una máquina de Toepler en un catálogo de Welch Scientific Company (Chicago, EE. UU.). Las diferencias entre una máquina de Toepler, una máquina de Holtz y una máquina de Toepler-Holtz no están claras ni siquiera en los libros escritos cuando eran tecnología vital y moderna. A veces, una máquina de este tipo se llama máquina de Holtz-Toepler simplemente porque fue fabricada por Holtz, pero el diseño original sigue siendo el mismo que el de la máquina de Toepler.
Este modelo de generador de inducción electrostática, muy en boga en electromedicina a finales del siglo XIX, se basa en los principios del electróforo y de la función duplicadora. Es el resultado de las mejoras mecánicas realizadas entre 1865 y 1880 por el físico August Topler, el físico alemán Wilhelm Holtz (1836-1913) y por J. Robert Voss, mecánico berlinés. Voss ideó este modelo de autoexcitación en 1880, perfeccionando una máquina presentada por Topler el año anterior.
La máquina reposa sobre una base de nogal con patas. Una columna sostiene horizontalmente el eje de rotación. Dos discos de vidrio delgados, lacados y paralelos, muy próximos entre sí, están articulados verticalmente a este eje. El más grande de los dos (el trasero) es un disco fijo y reposa sobre la base a lo largo de la ranura de un disco aislante de ebonita; el otro (el delantero) es un disco móvil más pequeño y gira mediante una manivela que controla un par de poleas conectadas por una cuerda. En su lado exterior, el disco fijo lleva los inductores, dos tiras de papel de aluminio pegadas en el medio de dos amplios blindajes de papel colocados diametralmente, uno al lado del otro.
El disco móvil lleva el sistema de autoexcitación Toepler-Voss, que consiste en seis botones metálicos, cada uno rodeado por un anillo de papel de aluminio, colocados equidistantemente en un círculo. Dos pequeños cepillos metálicos frotan contra los botones; los cepillos están fijados a un conductor curvado (recubierto de ebonita) que se sujeta a los discos en puntos opuestos y está en contacto con las tiras de papel de aluminio del inductor. Delante de los botones, fijados al borde del disco móvil hacia el diámetro horizontal, se colocan dos peines colectores de latón, cada uno con 10 puntas, en la dirección del disco.
Los peines están en contacto con las protecciones interiores de dos frascos de Leiden y con los brazos de los chisperos, dos barras de latón provistas de esferas y asas aislantes, en las que se liberan las chispas. Las protecciones exteriores de los frascos de Leiden descansan sobre dos discos de latón conectados eléctricamente por un alambre metálico que pasa a lo largo de la base.
Un segundo par de peines colectores, enfrentados al disco móvil, cada uno con ocho puntas y un cepillo metálico central que roza los botones, constituye el llamado “conductor diametral”.
El “conductor diametral” está inclinado 45° respecto del diámetro horizontal y permite mantener inalterada la polaridad de los revestimientos, especialmente cuando las dinamos excitadoras se alejan más de su distancia explosiva normal. No se necesita ni siquiera una carga inicial débil para poner en marcha la máquina; el sistema de autoexcitación se pone en marcha automáticamente girando el disco móvil en el sentido de las agujas del reloj (visto desde la parte delantera de la máquina) mediante la manivela especial.
La cantidad de carga captada por inducción por los peines es recogida por los dos anillos colectores móviles de latón, las esferas terminales del chispero están cargadas cada una con signo opuesto al del peine con el que están en contacto. De esta manera la máquina es capaz de producir chispas, a veces muy largas, sobre todo si los polos del chispero están en contacto con las pantallas internas de los dos frascos de Leiden.
A principios de siglo, la corriente continua estándar no siempre estaba disponible, por lo que se utilizaron generadores electrostáticos Toepler-Holtz para proporcionar a los médicos la corriente necesaria para el tratamiento, así como para alimentar los primeros aparatos de rayos X. Eran bastante comunes y se anunciaban en el catálogo de Sears con numerosos accesorios. Esta máquina, construida en una vitrina de roble y vidrio, es un generador Toepler-Holtz fabricado por la empresa Betz de Chicago ( hacia 1900). Estaba destinado a uso médico y tiene un controlador de tubo de rayos X como parte integral.
Esta máquina es de diseño Toepler-Holtz y data de finales de la década de 1890. Se vendió a médicos en ejercicio como fuente potencial para la excitación de tubos de rayos X. Para esto funciona bastante bien, produciendo aproximadamente 1 mA a 80 kV a velocidades de rotación moderadas. Los accesorios que se encuentran en los cajones son para el "tratamiento eléctrico" de problemas como la calvicie, la cojera, etc.
La mayoría son sistemas de puntas diseñados para producir descargas en cepillo. Se incluye una mesa baja con patas de vidrio para aislar eléctricamente al paciente. Algunos de los dispositivos parecen instrumentos de tortura incluso sin la aplicación de electricidad. La caja que contiene las placas no debe abrirse excepto para realizar reparaciones. La máquina se maneja girando la manivela en sentido contrario a las agujas del reloj, mirando desde el frente. Un interruptor giratorio en el centro conecta o desconecta las botellas de Leyden a los terminales.
El generador que aparece en la imagen es uno de los de mayor tamaño y está formado por 24 placas de vidrio, en 6 juegos de cuatro cada uno, que se hacían girar para producir corriente para la terapia. Fue fabricado por un fabricante desconocido (¿Wagner?), alrededor de 1910.
August y Maximilian Toepler iniciaron investigaciones en el campo de la física de descargas de gas en la Universidad Técnica de Dresde. Estas investigaciones dieron como resultado, en particular, el desarrollo de la técnica Schlieren. Con la aplicación del "método de la raya", Toepler fue el primer científico en hacer visibles las ondas acústicas en el aire. Este método resultó ser importante también para la cinematografía de alta velocidad. Las imágenes en movimiento también se han utilizado para estudiar fenómenos que ocurren tan rápido que no se pueden registrar en cámaras normales. Se ha aplicado una enorme cantidad de ingenio a la solución de muchos problemas en este campo.
El principio de la fotografía Schlieren de Toepler , conocido como la prueba del filo de Foucault , fue desarrollado originalmente como una prueba sensible para lentes, espejos y otros componentes ópticos por Léon Foucault en 1859. Toepler fue el primero en modificar el principio para la observación en tiempo real del flujo de líquidos o gases y ondas sonoras, donde continúa siendo ampliamente utilizado.
El hijo de Toepler, Maximilien Toepler , también era físico y trabajó independientemente en el mismo campo.
Toepler también fue famoso por inventar la bomba Toepler , como se ve en la imagen inferior derecha.