Heinrich Rubens (30 de marzo de 1865, Wiesbaden , Ducado de Nassau - 17 de julio de 1922, Berlín , Alemania ) fue un físico alemán . Es conocido por sus mediciones de la energía de la radiación del cuerpo negro que llevaron a Max Planck al descubrimiento de su ley de radiación . Este fue el génesis de la teoría cuántica .
Después de haber asistido a la Realgymnasium Wöhlerschule en Frankfurt am Main , comenzó en 1884 a estudiar ingeniería eléctrica en los institutos de tecnología de Darmstadt y Berlín . [1] Al año siguiente se cambió a la física en la Universidad de Berlín, que era más de su agrado. [2] Después de sólo un semestre allí, se trasladó a Estrasburgo . Allí se benefició mucho de las conferencias de August Kundt , quien en 1888 asumió el puesto vacante de Hermann Helmholtz en la Universidad de Berlín. Rubens siguió después y obtuvo su doctorado allí el mismo año. En el período 1890-1896 trabajó como asistente en el instituto de física y realizó su habilitación en 1892. Entonces era un privatdozent y se le permitió enseñar. Ya entonces fue elogiado por sus investigaciones experimentales de la radiación infrarroja. [3]
En 1896, Rubens obtuvo un puesto fijo como docente en la Technische Hochschule de Charlottenburg (hoy Technische Universität Berlin ). Pudo continuar su investigación experimental en la cercana Physikalisch-Technische Reichsanstalt . Allí, en 1900, realizó sus importantes mediciones de la radiación del cuerpo negro que le dieron fama mundial. Ese mismo año fue ascendido a catedrático.
En 1906 , tras la jubilación de Paul Drude de su cátedra en la Universidad de Berlín, Rubens ocupó el puesto. Al mismo tiempo, fue nombrado director del Instituto de Física. [1] De esta manera, pudo influir y dirigir a un gran grupo de colegas y estudiantes. Al año siguiente fue elegido miembro de la Academia Prusiana de Ciencias y en 1908 se convirtió en miembro correspondiente de la Academia de Ciencias y Humanidades de Gotinga . [1] Participó en las dos primeras conferencias Solvay tras recibir la medalla Rumford en 1910 "por sus investigaciones sobre la radiación, especialmente de longitud de onda larga".
Heinrich Rubens murió en 1922 tras una larga enfermedad. En un acto conmemorativo celebrado el año siguiente en la Academia de Ciencias, Max Planck dijo sobre él: [4]
Sin la intervención de Rubens, la formulación de la ley de radiación y, con ella, el fundamento de la teoría cuántica tal vez habrían surgido de una manera muy diferente o tal vez no se habrían desarrollado en Alemania .
Está enterrado en el Alter St.-Matthäus-Kirchhof en Berlín-Schöneberg junto a su esposa Marie. Ella se quitó la vida en 1941 por miedo a ser deportada y asesinada por los nazis . [5] El lugar de enterramiento está cerca del de Gustav Kirchhoff , quien fundó la espectroscopia y formuló las primeras leyes de la radiación del cuerpo negro.
Rubens ya estaba fascinado por la radiación electromagnética descrita teóricamente por Maxwell y demostrada experimentalmente por Hertz . Por influencia de Kundt se interesó en comprender las propiedades ópticas de diferentes materiales. En su trabajo de doctorado demostró que la reflexión de la luz aumenta con el aumento de las longitudes de onda en la región infrarroja . Como resultado relacionado, pudo presentar una verificación experimental de la teoría de Maxwell para ondas electromagnéticas en diferentes medios. [6] Este esfuerzo también se convirtió en una demostración de la validez de estas ecuaciones para la radiación infrarroja . Rubens tuvo éxito en esto para longitudes de onda de hasta 10 μm . [7]
Gracias a las mejoras de los instrumentos y a la invención de nuevas técnicas, pudo medir la radiación infrarroja en longitudes de onda cada vez mayores. Uno de sus objetivos era comprender mejor la reflexión de la radiación por metales y cristales. Se sabía que esta se hacía más intensa para las longitudes de onda que eran absorbidas. Esto le llevó a un nuevo y potente método mediante la reflexión selectiva de varios cristales para aislar un rango estrecho de longitudes de onda infrarrojas de un espectro más amplio de radiación. Utilizando estas Reststrahlen pudo detectar en 1898 longitudes de onda de tamaños de alrededor de 60 μm . [4]
Junto con Ferdinand Kurlbaum, ese mismo año comenzó a medir el contenido energético de la radiación del cuerpo negro en la región del infrarrojo lejano utilizando esta técnica. Para un valor fijo de la longitud de onda, descubrieron que la energía aumentaba linealmente con la temperatura. Esto estaba en desacuerdo con la ley de radiación de Wien , pero era coherente con una ley alternativa propuesta por Lord Rayleigh .
El 7 de octubre de 1900, Rubens y su esposa fueron invitados a cenar por Max Planck . Rubens le contó a su anfitrión sobre las nuevas mediciones realizadas en una longitud de onda de 51 μm . [8] Después de que los invitados se marcharon, Planck logró derivar una nueva fórmula para la energía de radiación que era consistente con los nuevos resultados. La escribió en una postal que Rubens recibió al día siguiente. Unos días después, Rubens le informó que parecía coincidir con todas sus mediciones. [9] El 14 de diciembre, Planck pudo presentar a la Deutsche Physikalische Gesellschaft una derivación de su nueva ley de radiación basada en la idea de la cuantización de la energía. Este fue el "cumpleaños" de la nueva física cuántica. [10]
En los años siguientes, Rubens pudo mejorar sus mediciones de la radiación infrarroja y alcanzó longitudes de onda de varios cientos de micrómetros. Esto también le permitió realizar pruebas cada vez más precisas de la nueva teoría de la radiación de Planck y estudios relacionados con la materia que pronto podrían describirse mediante la mecánica cuántica . [6] Sus estudiantes y colegas lo apreciaban por su cuidado y precisión en todo el trabajo experimental. [2] En este sentido, construyó en 1905 un tubo de Rubens para ilustrar las ondas sonoras estacionarias utilizando un gas inflamable en un tubo. Esto probablemente se inspiró en el tubo de su maestro Kundt, donde se usaba arena fina o polvo para el mismo propósito.