Robert Williams Wood (2 de mayo de 1868 - 11 de agosto de 1955) fue un físico e inventor estadounidense que hizo contribuciones fundamentales al campo de la óptica . Fue pionero en la fotografía infrarroja y ultravioleta . Las patentes y el trabajo teórico de Wood informan la comprensión moderna de la física de la luz ultravioleta e hicieron posibles innumerables usos de la fluorescencia ultravioleta que se hizo popular después de la Primera Guerra Mundial . [1] [2] [3] [4] Publicó numerosos artículos sobre espectroscopia , fosforescencia , difracción y luz ultravioleta .
Robert W. Wood nació en Concord, Massachusetts, hijo de Robert Williams Wood, padre. Su padre había nacido en Massachusetts en 1803 y trabajó como médico en Maine hasta 1838, luego como médico y pionero en la industria azucarera en las islas hawaianas hasta 1866. También participó activamente en la Asociación Estadounidense de Estadística. [5] : 327 Wood junior asistió a la Escuela Latina de Roxbury con la intención inicial de convertirse en sacerdote. Sin embargo, decidió estudiar óptica cuando una noche presenció una rara aurora brillante y creyó que el efecto era causado por "rayos invisibles". En su búsqueda por encontrar estos "rayos invisibles", Wood estudió y obtuvo varios títulos en física en la Universidad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts . [ cita necesaria ]
Cuando era estudiante en Harvard, tragó marihuana como parte de un autoexperimento y registró las alucinaciones que experimentó en un informe para un curso de psicología. Un periódico de Nueva York publicó el informe. [5] : 335 Después de haber recibido allí una licenciatura en química, continuó en la Universidad Johns Hopkins [5] : 327 y en 1892 se cambió a la Universidad de Chicago . En 1894 fue a la Universidad de Berlín para continuar con la química y, bajo la influencia de Heinrich Rubens, cambió permanentemente a la carrera de física. En 1896 regresó a Estados Unidos, primero al Instituto Tecnológico de Massachusetts y en 1897 como instructor en la Universidad de Wisconsin . [5] : 328
Después de 4 años en la Universidad de Wisconsin y después de la muerte de Henry Augustus Rowland , tenía sólo 33 años y, sin embargo, fue nombrado su sucesor en la Universidad Johns Hopkins y profesor de tiempo completo de "física óptica" en la Universidad Johns Hopkins desde 1901 hasta su muerte. Trabajó en estrecha colaboración con Alfred Lee Loomis en Tuxedo Park, Nueva York . [6] [7]
A principios de 1902, Wood descubrió que los espectros de reflexión de rejillas metálicas por debajo de la longitud de onda tenían áreas oscuras. [8] Este fenómeno inusual se denominó anomalía de Wood y condujo al descubrimiento del polariton del plasmón superficial (SPP), una onda electromagnética particular excitada en las superficies metálicas.
En 1903 desarrolló un filtro , el vidrio de Wood , que era opaco a la luz visible pero transparente tanto a la luz ultravioleta como a la infrarroja , y se utiliza en las luces negras actuales . [9] Lo usó para fotografía ultravioleta pero también sugirió su uso para comunicaciones secretas. [9] También fue la primera persona en fotografiar la fluorescencia ultravioleta . [9] [10] También desarrolló una lámpara ultravioleta, ampliamente conocida como la lámpara de Wood en medicina. La apariencia brillante, ligeramente surrealista , del follaje en las fotografías infrarrojas se llama efecto madera. [11]
En 1904, Wood desmintió la existencia de los llamados rayos N. El físico francés Prosper-René Blondlot afirmó haber descubierto una nueva forma de radiación similar a los rayos X , a la que denominó rayos N. Algunos físicos informaron haber reproducido con éxito sus experimentos; otros informaron que no habían observado el fenómeno. Al visitar el laboratorio de Blondlot a instancias de la revista Nature , Wood extrajo subrepticiamente un prisma esencial del aparato de Blondlot durante una demostración. El supuesto efecto aún se informó, lo que demuestra que los rayos N habían sido un autoengaño por parte de Blondlot. [12]
Wood identificó un área de albedo ultravioleta muy bajo (un área donde se absorbía la mayor parte del ultravioleta) en la región de la meseta de Aristarco en la Luna , lo que sugirió que se debía al alto contenido de azufre . [13] El área sigue llamándose Wood's Spot. [14]
En 1909, Wood construyó el primer telescopio astronómico práctico de espejo líquido , haciendo girar mercurio para formar una forma paraboloide , e investigó sus beneficios y limitaciones. [15] Wood ha sido descrito como el "padre de la fotografía infrarroja y ultravioleta". [9] Aunque el descubrimiento de la radiación electromagnética más allá del espectro visible y el desarrollo de emulsiones fotográficas capaces de registrarlas son anteriores a Wood, fue el primero en producir intencionalmente fotografías con radiación infrarroja y ultravioleta . [10] En 1938, se jubiló oficialmente y luego fue nombrado profesor de investigación, cargo que mantuvo hasta su muerte.
Tanto antes como después de su jubilación, Wood participó en varias investigaciones policiales, incluido el atentado de Wall Street . [10] Sus investigaciones sobre el "asesinato de Candy-Box", un atentado con bomba en 1930 que mató a Naomi Hall Brady, de 18 años, y a dos de sus hermanos en su casa en Seat Pleasant, Maryland , ayudaron a condenar a su cuñado Leroy por homicidio involuntario. . [10] [16] La extraña muerte de la socialité Katherine Briscoe, de 51 años, en su casa de Baltimore en 1934 debido a un detonador desechado descuidadamente y sus experimentos derivados del mismo conducirían a la primera publicación científica sobre penetradores formados explosivamente en Proceedings of la Royal Society en 1936. [10] [17] [18]
Wood también fue autor de trabajos no técnicos. En 1915, Wood coescribió una novela de ciencia ficción, El hombre que sacudió la Tierra , junto con Arthur Train . [19] Su secuela, The Moon Maker , se publicó al año siguiente. [20] Wood también escribió e ilustró dos libros de versos para niños, Cómo distinguir los pájaros de las flores (1907) y Análogos de animales (1908).
En 1892, Wood se casó con Gertrude Hooper Ames en San Francisco. Era hija de Pelham Warren y Augusta Hooper (Wood) Ames, y nieta de William Northey Hooper y del juez de la Corte Suprema de Massachusetts, Seth Ames. [21] Ella fue su "compañera constante durante más de 60 años, aunque ella misma no tenía ningún interés en las cosas científicas", en Baltimore, en su lugar de verano cerca de Easthampton en Long Island, y durante sus viajes al extranjero. Tenían un círculo de amigos muy amplio. Su esposa le proporcionó "estabilidad sin la cual un hombre del temperamento de Wood podría haber encontrado la vida en ocasiones muy difícil". Tuvieron tres hijos. [5] : 338
Wood sufrió un ataque cardíaco unos años antes [5] : 337 y falleció mientras dormía sin ninguna enfermedad grave [5] : 327 en Amityville, Nueva York . [21]
Aunque la óptica física y la espectroscopia fueron las principales áreas de estudio de Wood, también hizo contribuciones sustanciales al campo del ultrasonido . Sus principales contribuciones fueron fotografiar ondas sonoras e investigar los ultrasonidos de alta potencia.
Su primera contribución al campo de los ultrasonidos fue la fotografía de ondas sonoras. El principal área de investigación de Wood fue la óptica física, pero se encontró ante el problema de demostrar a sus alumnos la naturaleza ondulatoria de la luz sin recurrir a abstracciones matemáticas que les resultaban confusas. Por ello decidió fotografiar las ondas sonoras emitidas por una chispa eléctrica como analogía con las ondas luminosas. [22] Se utilizó una chispa eléctrica porque no produce un tren de ondas, sino un solo frente de onda , lo que hace que su estudio y visualización sea mucho más intuitivo. Aunque este método fue descubierto por primera vez por August Toepler , Wood realizó estudios más detallados de las ondas de choque y sus reflejos. [23]
Después de estas primeras contribuciones, Wood volvió a la óptica física, dejando de lado su interés por los "supersónicos" durante bastante tiempo. Con la entrada de Estados Unidos en la Primera Guerra Mundial , se le pidió a Wood que ayudara con el esfuerzo bélico. Decidió trabajar con Paul Langevin , que investigaba el ultrasonido como método para detectar submarinos . Mientras estaba en el laboratorio de Langevin, observó que las ondas ultrasónicas de alta potencia pueden provocar la formación de burbujas de aire en el agua , y que los peces morirían o la mano del experimentador sufriría un dolor punzante si se colocara en el camino de un intenso haz de sonido. Todas estas observaciones despertaron su interés por la ecografía de alta potencia.
En 1926, Wood contó los experimentos de Langevin a Alfred Lee Loomis , y los dos colaboraron en experimentos de ultrasonido de alta intensidad; esta resultó ser la principal contribución de Wood al campo de los ultrasonidos.
La configuración experimental fue impulsada por un oscilador de dos kW que había sido diseñado para un horno, lo que permitía la generación de una potencia de salida muy alta. Las frecuencias que utilizaron iban de 100 a 700 kHz . [24] Cuando el transductor de placa de cuarzo se suspendía en aceite, levantaba un montículo de aceite hasta 7 centímetros (3 pulgadas) más alto que el resto de la superficie del aceite. A potencias más bajas, el montículo era bajo y lleno de bultos; a altas potencias, se elevaría hasta los 7 cm, "su cumbre arroja gotas de petróleo como un volcán en miniatura". [24] Las gotas de petróleo en el aire podrían alcanzar alturas de 30 a 40 centímetros (12 a 16 pulgadas). De manera similar, cuando se colocaba una placa de vidrio de 8 centímetros (3 pulgadas) de diámetro sobre la superficie del aceite, se podían colocar hasta 150 gramos (5 oz) de peso externo encima de la placa de vidrio, sostenido por la fuerza del aceite. ondas de ultrasonido solas. Esto se logró gracias a que las ondas se reflejaban y volvían a reflejar entre el transductor y la placa de vidrio, lo que permitía que cada onda generada impartiera su fuerza a la placa de vidrio varias veces.
Al intentar tomar la temperatura del montículo de petróleo en erupción con un termómetro de vidrio, Wood y Loomis descubrieron accidentalmente otro conjunto de efectos. Notaron que, aunque el mercurio en el termómetro solo indicaba 25 °C (77 °F), el vidrio se sentía tan caliente que resultaba doloroso tocarlo, y notaron que el dolor se volvía insoportable si intentaban apretar el termómetro con fuerza. Incluso si se pusiera en el aceite un hilo muy fino de vidrio de sólo 0,2 milímetros (0,01 pulgadas) de diámetro y 1 metro (3 pies 3 pulgadas) de largo en un extremo, la retención de un bulto en el vidrio en el otro extremo todavía resultaba en una ranura. quedando en la piel y la piel quemándose, formándose ampollas dolorosas y sangrientas que duraron varias semanas, lo que demuestra que las vibraciones de ultrasonido transmitidas generadas eran bastante poderosas. [24] Cuando una varilla de vidrio vibrante se colocaba ligeramente en contacto con astillas de madera secas , la varilla quemaba la madera y hacía que humeara; cuando se presiona contra una astilla de madera, la quema rápidamente y deja un agujero carbonizado. Mientras tanto, la varilla de vidrio permaneció fría y el calor se limitaba a la punta. Cuando se presionaba ligeramente una varilla de vidrio contra una placa de vidrio, se grababa la superficie, mientras que si se presionaba con más fuerza, atravesaba la placa. Los exámenes microscópicos mostraron que los restos desprendidos incluían vidrio finamente pulverizado y glóbulos de vidrio fundido. [24]
Wood y Loomis también investigaron el calentamiento interno de líquidos y sólidos mediante ultrasonidos de alta intensidad. Si bien calentar líquidos era relativamente sencillo, también pudieron calentar un cubito de hielo de modo que el centro se derritiera antes que el exterior. La capacidad de calentar o dañar objetos internamente es hoy la base del ultrasonido terapéutico moderno . Volviendo su atención a los efectos de los ultrasonidos de alta intensidad en la materia viva, Wood y Loomis observaron que los ultrasonidos destrozaban cuerpos frágiles. Por lo general, las células se desgarraban con una exposición suficientemente alta, aunque las muy pequeñas, como las bacterias, conseguían evitar la destrucción. Se mataron ranas, ratones o peces pequeños después de uno o dos minutos de exposición, replicando la observación anterior de Langevin. [24]
Wood y Loomis también investigaron la formación de emulsiones y nieblas , cristalización y nucleación , reacciones químicas , patrones de interferencia y ondas estacionarias en sólidos y líquidos bajo ultrasonido de alta intensidad. Después de completar esta amplia gama de experimentos, [ ¿cuándo? ] Wood volvió a la óptica y no volvió al trabajo ultrasónico. Loomis continuaría avanzando en la ciencia con otros colaboradores. [25]
