Robert Williams Wood (2 de mayo de 1868 - 11 de agosto de 1955) fue un físico e inventor estadounidense que realizó 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 y posibilitaron innumerables usos de la fluorescencia UV que se hizo popular después de la Primera Guerra Mundial . [1] [2] [3] [4] Publicó muchos 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, y 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 hijo asistió a la Escuela Latina de Roxbury con la intención inicial de convertirse en sacerdote. Sin embargo, decidió estudiar óptica en su lugar cuando presenció una rara aurora brillante una noche 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 de la Universidad de Harvard y el Instituto Tecnológico de Massachusetts . [ cita requerida ]
Como estudiante en Harvard, tragó marihuana como parte de un experimento personal 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 recibir una licenciatura en química allí, 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 definitivamente a una carrera en física. En 1896, regresó a los EE. UU., primero al Instituto Tecnológico de Massachusetts y en 1897 como instructor en la Universidad de Wisconsin . [5] : 328
Después de cuatro años en la Universidad de Wisconsin y tras la muerte de Henry Augustus Rowland , tenía tan sólo 33 años y, sin embargo, fue designado como 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 1900 visitó el Reino Unido dando una conferencia en la Sociedad de Artes de Londres sobre el proceso de difracción de la fotografía en colores. [8]
A principios de 1902, Wood descubrió que los espectros de reflexión de las rejillas metálicas de longitud de onda inferior tenían áreas oscuras. [9] Este fenómeno inusual se denominó anomalía de Wood y condujo al descubrimiento del polaritón plasmónico de superficie (SPP), una onda electromagnética particular excitada en 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 modernas . [10] Lo utilizó para la fotografía ultravioleta, pero también sugirió su uso para la comunicación secreta. [10] También fue la primera persona en fotografiar la fluorescencia ultravioleta . [10] [11] También desarrolló una lámpara ultravioleta, que es ampliamente conocida como la lámpara de Wood en medicina. La apariencia brillante ligeramente surrealista del follaje en las fotografías infrarrojas se llama efecto Wood. [12]
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 llamó rayos N. Algunos físicos informaron haber reproducido con éxito sus experimentos; otros informaron que no habían logrado observar el fenómeno. Al visitar el laboratorio de Blondlot a instancias de la revista Nature , Wood retiró subrepticiamente un prisma esencial del aparato de Blondlot durante una demostración. El supuesto efecto aún fue reportado, lo que demuestra que los rayos N habían sido un autoengaño por parte de Blondlot. [13]
Wood identificó un área de albedo ultravioleta muy bajo (un área donde se absorbía la mayor parte de la radiación ultravioleta) en la región de la meseta de Aristarco de la Luna , lo que, según sugirió, se debía al alto contenido de azufre . [14] El área continúa llamándose la Mancha de Wood. [15]
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. [16] Se ha descrito a Wood como el "padre de la fotografía infrarroja y ultravioleta". [10] 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 fotografías intencionalmente con radiación infrarroja y ultravioleta . [11] 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 . [11] Sus investigaciones sobre el "Asesinato de la caja de caramelos", un atentado de 1930 que mató a Naomi Hall Brady, de 18 años, y a dos de sus hermanos en su casa de Seat Pleasant, Maryland , ayudaron a condenar a su cuñado Leroy por homicidio involuntario. [11] [17] La extraña muerte de la socialité de 51 años Katherine Briscoe en su casa de Baltimore en 1934 a causa de un detonador desechado descuidadamente y sus experimentos derivados de ello conducirían a la primera publicación científica sobre penetradores formados explosivamente en las Actas de la Royal Society en 1936. [11] [18] [19]
Wood también escribió obras no técnicas. En 1915, Wood coescribió una novela de ciencia ficción, The Man Who Rocked the Earth , junto con Arthur Train . [20] Su secuela, The Moon Maker , se publicó al año siguiente. [21] Wood también escribió e ilustró dos libros de poesía para niños, How to Tell the Birds from the Flowers (1907) y Animal Analogues (1908).
En 1892, Wood se casó en San Francisco con Gertrude Hooper Ames, 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. [22] Fue su "compañera constante durante más de 60 años, aunque ella misma no tenía 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 muy amplio de amigos. Su esposa le proporcionó "la 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 de fallecer mientras dormía sin ninguna enfermedad grave [5] : 327 en Amityville, Nueva York . [22]
Aunque la óptica física y la espectroscopia fueron las principales áreas de estudio de Wood, también realizó importantes contribuciones en el campo de los ultrasonidos . Sus principales contribuciones fueron la fotografía de las ondas sonoras y la investigación de los ultrasonidos de alta potencia.
Su primera contribución al campo de los ultrasonidos fue la fotografía de las ondas sonoras. El área de investigación principal de Wood era la óptica física, pero se encontró ante el problema de demostrar a sus estudiantes la naturaleza ondulatoria de la luz sin recurrir a abstracciones matemáticas que les resultaban confusas. Por lo tanto, decidió fotografiar las ondas sonoras emitidas por una chispa eléctrica como analogía con las ondas de luz. [23] Se utilizó una chispa eléctrica porque no produce un tren de ondas, sino un solo frente de onda , lo que hace que sea mucho más intuitivo de estudiar y visualizar. Aunque este método fue descubierto por primera vez por August Toepler , Wood realizó estudios más detallados de las ondas de choque y sus reflexiones. [24]
Después de estas primeras contribuciones, Wood volvió a la óptica física, dejando de lado su interés por la "supersónica" durante bastante tiempo. Con la entrada de los Estados Unidos en la Primera Guerra Mundial , se le pidió a Wood que ayudara con el esfuerzo bélico. Decidió trabajar con Paul Langevin , que estaba investigando el ultrasonido como método para detectar submarinos . Mientras estaba en el laboratorio de Langevin, observó que las ondas ultrasónicas de alta potencia pueden causar la formación de burbujas de aire en el agua , y que los peces morirían o la mano de un experimentador sufriría un dolor abrasador si se colocaba en el camino de un haz de sonido intenso. Todas estas observaciones despertaron su interés por el ultrasonido de alta potencia.
En 1926, Wood le contó los experimentos de Langevin a Alfred Lee Loomis , y ambos colaboraron en experimentos de ultrasonido de alta intensidad; esta resultó ser la principal contribución de Wood al campo de los ultrasonidos.
El experimento se realizó con un oscilador de dos kW diseñado para un horno, lo que permitía generar una potencia de salida muy alta. Las frecuencias que se utilizaron iban de 100 a 700 kHz . [25] 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 abultado; a potencias altas, se elevaba hasta los 7 cm completos, "su cima hacía que salieran gotas de aceite como un volcán en miniatura". [25] Las gotas de aceite en el aire podían 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 sobre la placa de vidrio, sostenidos únicamente por la fuerza de las ondas ultrasónicas. Esto se logró mediante la reflexión y re-reflexión de las ondas entre el transductor y la placa de vidrio, lo que permitió que cada onda generada impartiera su fuerza a la placa de vidrio varias veces.
Al intentar medir 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 era doloroso tocarlo, y notaron que el dolor se volvía insoportable si intentaban apretar el termómetro con fuerza. Incluso si se colocaba un hilo de vidrio muy fino de solo 0,2 milímetros (0,01 pulgadas) de diámetro y 1 metro (3 pies 3 pulgadas) de largo en el aceite en un extremo, sostener un bulto en el vidrio en el otro extremo aún daba como resultado un surco que quedaba en la piel y esta se quemaba, con dolorosas y sangrientas ampollas que duraban varias semanas, lo que demuestra que las vibraciones ultrasónicas transmitidas generadas eran bastante potentes. [25] Cuando una varilla de vidrio vibrante se colocaba ligeramente en contacto con virutas de madera secas , la varilla quemaba la madera y hacía que humeara; Cuando se presionaba contra una viruta de madera, la quemaba rápidamente y dejaba un agujero carbonizado. Durante todo ese tiempo, la varilla de vidrio permanecía fría, ya que el calor se limitaba a la punta. Cuando se presionaba ligeramente una varilla de vidrio contra una placa de vidrio, grababa la superficie, mientras que si se presionaba con más fuerza, perforaba la placa. Los exámenes microscópicos mostraron que los desechos que se desprendían incluían vidrio en polvo fino y glóbulos de vidrio fundido. [25]
Wood y Loomis también investigaron el calentamiento interno de líquidos y sólidos mediante ultrasonidos de alta intensidad. Si bien el calentamiento de líquidos era relativamente sencillo, también pudieron calentar un cubo de hielo de tal manera que el centro se derritiera antes que el exterior. La capacidad de calentar o dañar objetos internamente es ahora la base del ultrasonido terapéutico moderno . Al centrar su atención en los efectos de los ultrasonidos de alta intensidad en la materia viva, Wood y Loomis observaron que los ultrasonidos desgarraban cuerpos frágiles en pedazos. Las células generalmente se desgarraban con una exposición suficientemente alta, aunque las muy pequeñas, como las bacterias, lograron evitar la destrucción. Las ranas, los ratones o los peces pequeños murieron después de uno o dos minutos de exposición, replicando la observación anterior de Langevin. [25]
Wood y Loomis también investigaron la formación de emulsiones y nieblas , la cristalización y la nucleación , las reacciones químicas , los patrones de interferencia y las ondas estacionarias en sólidos y líquidos bajo ultrasonidos de alta intensidad. Después de completar esta amplia gama de experimentos, [¿ cuándo? ] Wood regresó a la óptica y no volvió a trabajar con ultrasonidos. Loomis continuaría avanzando en la ciencia con otros colaboradores. [26]
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