John William Strutt, tercer barón Rayleigh , OM , PC , FRS ( / ˈr eɪl i / ; 12 de noviembre de 1842 - 30 de junio de 1919 ) fue un matemático y físico británico que hizo amplias contribuciones a la ciencia . Pasó toda su carrera académica en la Universidad de Cambridge . Entre muchos honores, recibió el Premio Nobel de Física de 1904 "por sus investigaciones sobre las densidades de los gases más importantes y por su descubrimiento del argón en relación con estos estudios". Se desempeñó como presidente de la Royal Society de 1905 a 1908 y como rector de la Universidad de Cambridge de 1908 a 1919.
Rayleigh proporcionó el primer tratamiento teórico de la dispersión elástica de la luz por partículas mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz, un fenómeno conocido actualmente como " dispersión de Rayleigh ", que explica en particular por qué el cielo es azul. Estudió y describió ondas superficiales transversales en sólidos, ahora conocidas como " ondas de Rayleigh ". Contribuyó ampliamente a la dinámica de fluidos , con conceptos como el número de Rayleigh (un número adimensional asociado con la convección natural ), el flujo de Rayleigh , la inestabilidad de Rayleigh-Taylor y el criterio de Rayleigh para la estabilidad del flujo de Taylor-Couette . También formuló la teoría de la circulación de la sustentación aerodinámica . En óptica , Rayleigh propuso un criterio bien conocido para la resolución angular . Su derivación de la ley de Rayleigh-Jeans para la radiación clásica del cuerpo negro jugó más tarde un papel importante en el nacimiento de la mecánica cuántica (ver Catástrofe ultravioleta ). El libro de texto de Rayleigh, La teoría del sonido (1877), todavía lo utilizan hoy en día los acústicos e ingenieros. Introdujo la prueba de Rayleigh para la no uniformidad circular, que se visualiza en el gráfico de Rayleigh .
Strutt nació el 12 de noviembre de 1842 en Langford Grove en Maldon, Essex . En sus primeros años sufrió de fragilidad y mala salud. [3] Asistió a Eton College y Harrow School (cada una solo por un corto período), [4] antes de ir a la Universidad de Cambridge en 1861, donde estudió matemáticas en Trinity College, Cambridge . Obtuvo una licenciatura en artes ( Senior Wrangler y primer premio Smith ) en 1865, y una maestría en artes en 1868. [5] Posteriormente fue elegido miembro de una beca de Trinity. Ocupó el cargo hasta su matrimonio con Evelyn Balfour, hija de James Maitland Balfour , en 1871. Tuvo tres hijos con ella. [4] En 1873, tras la muerte de su padre, John Strutt, segundo barón Rayleigh, heredó la Baronía de Rayleigh .
Fue el segundo profesor Cavendish de Física en la Universidad de Cambridge (después de James Clerk Maxwell ), de 1879 a 1884. Describió por primera vez el vuelo dinámico de las aves marinas en 1883, en la revista británica Nature . [6] De 1887 a 1905 fue profesor de Filosofía Natural en la Royal Institution .
Alrededor del año 1900, Rayleigh desarrolló la teoría dúplex (combinación de dos) de la localización del sonido humano utilizando dos señales binaurales , la diferencia de fase interaural (IPD) y la diferencia de nivel interaural (ILD) (basada en el análisis de una cabeza esférica sin pabellones auriculares externos ). La teoría postula que utilizamos dos señales principales para la lateralización del sonido, utilizando la diferencia en las fases de los componentes sinusoidales del sonido y la diferencia en amplitud (nivel) entre los dos oídos.
En 1904 recibió el Premio Nobel de Física "por sus investigaciones sobre las densidades de los gases más importantes y por su descubrimiento del argón en relación con estos estudios".
Durante la Primera Guerra Mundial , fue presidente del Comité Asesor de Aeronáutica del gobierno , que estaba ubicado en el Laboratorio Nacional de Física , y presidido por Richard Glazebrook . [7]
En 1919, Rayleigh se desempeñó como presidente de la Sociedad de Investigación Psíquica . [8] Como defensor de que la simplicidad y la teoría sean parte del método científico, Rayleigh defendió el principio de similitud .
Rayleigh fue elegido miembro de la Royal Society el 12 de junio de 1873 y sirvió como presidente de la Royal Society de 1905 a 1908. De vez en cuando participó en la Cámara de los Lores ; sin embargo, sólo hablaba si la política intentaba involucrarse en la ciencia.
Muchos de los artículos que escribió sobre lubricación [9] ahora se reconocen como contribuciones clásicas tempranas al campo de la tribología . Por estas contribuciones, Duncan Dowson lo nombró como uno de los 23 "Hombres de Tribología" . [10]
Murió el 30 de junio de 1919, en su casa de Witham , Essex. [4] [11] Le sucedió, como cuarto Lord Rayleigh, su hijo Robert John Strutt , otro físico muy conocido. Lord Rayleigh fue enterrado en el cementerio de la Iglesia de Todos los Santos en Terling en Essex. Hay un monumento a él realizado por Derwent Wood en la Capilla de San Andrés de la Abadía de Westminster . [12]
Rayleigh era anglicano . Aunque no escribió sobre la relación entre ciencia y religión, mantuvo un interés personal en los asuntos espirituales. [13] Cuando sus artículos científicos iban a ser publicados en una colección de Cambridge University Press , Strutt quiso incluir una cita de la Biblia , pero lo disuadieron de hacerlo, como informó más tarde:
Cuando estaba publicando mis artículos científicos propuse un lema de los Salmos : "Grandes son las obras del Señor, buscadas de todos los que en ellas se deleitan". El Secretario de Prensa sugirió, con muchas disculpas, que el lector podría suponer que yo era el Señor. [14] [15]
Aún así, cumplió su deseo y la cita se imprimió en la colección de artículos científicos de cinco volúmenes. En una carta a un familiar, escribió sobre su rechazo al materialismo y habló de Jesucristo como un maestro moral:
Nunca pensé que fuera posible la visión materialista y busco un poder más allá de lo que vemos y una vida en la que al menos podamos esperar participar. Es más, creo que Cristo y otros hombres espiritualmente dotados ven más allá y con más verdad que yo, y deseo seguirlos tan lejos como pueda.
— Rayleigh (1910) [16] [17] [18]
Tenía interés en la parapsicología y fue uno de los primeros miembros de la Sociedad de Investigación Psíquica (SPR). No estaba convencido del espiritismo pero permaneció abierto a la posibilidad de fenómenos sobrenaturales . [19] Rayleigh fue presidente de la SPR en 1919. Pronunció un discurso presidencial el año de su muerte, pero no llegó a ninguna conclusión definitiva. [20] [21]
El cráter lunar Rayleigh y el cráter marciano Rayleigh recibieron su nombre en su honor. [22] [23] El asteroide 22740 Rayleigh recibió su nombre el 1 de junio de 2007. [24] Un tipo de ondas superficiales se conocen como ondas de Rayleigh , y la dispersión elástica de ondas electromagnéticas se llama dispersión de Rayleigh . El rayo , una unidad de impedancia acústica específica , también lleva su nombre. Rayleigh también recibió (en orden cronológico):
Lord Rayleigh estuvo entre los destinatarios originales de la Orden del Mérito (OM) en la lista de Honores de Coronación de 1902 publicada el 26 de junio de 1902, [25] y recibió la orden del Rey Eduardo VII en el Palacio de Buckingham el 8 de agosto de 1902. [26] [ 27]
Recibió el título de Doctor mathematicae ( honoris causa ) de la Royal Frederick University el 6 de septiembre de 1902, cuando se celebraba el centenario del nacimiento del matemático Niels Henrik Abel . [28] [29]
Sir William Ramsay , su compañero de trabajo en la investigación para descubrir el argón, describió a Rayleigh como "el hombre más grande del mundo" mientras hablaba con Lady Ramsay durante su última enfermedad. [30]
HM Hyndman dijo de Rayleigh que "ningún hombre ha mostrado jamás menos conciencia de un gran genio". [30]
