PREMIO NOVEL DE FÍSICA 1909 : GUGLIELMO MARCONI / KART FERDINAND BRAUN

(Por: María Ines Gualán Cango)




BIOGRAFÍA

GUGLIELMO MARCONI



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El físico e inventor Guglielmo Marconi nació el 25 de abril de 1874, en Bolonia, Italia, en el seno de una familia acomodada. Su padre era banquero y su madre poseía una destilería de wisky. Su madre, oriunda de Irlanda, le hablaba siempre en inglés y desde niño viajaba con ella a Inglaterra, país donde vivió años después gran parte de su vida.
Marconi no asistió a la escuela hasta después de los 12 años, pues sus padres habían contratado un maestro para que le impartiera clases en la casa. Un profesor de física, llamado Vicenzo Rosa, entusiasta de la electricidad, logró interesarlo en el magnetismo y la producción de corriente eléctrica empleando pilas de construcción artesanal.

A la edad de 20 años, Marconi comenzó a asistir a las clases que impartía Augusto Righi, en la Universidad de Bolonia. En esa universidad seguramente tuvo oportunidad de consultar algunos de los artículos relacionados con los avances científicos de la época en el campo de las ondas electromagnéticas. Se supone también que fue su amistad con Nello Marchetti, un telegrafista que se había quedado ciego, lo que lo relacionó con la telegrafía y el código Morse.

En 1888 el físico alemán Heinrich Rudolph Hertz, descubridor de las ondas conocidas hoy en día como ondas hertzianas o de radio, describió en una revista tecnológica de temas relacionados con la electricidad, la forma en que las ondas electromagnéticas se propagaban por el espacio y cómo las había podido generar utilizando un oscilador creado por él mismo. En cierta ocasión que Marconi leyó dicho artículo pensó que tal vez el oscilador de Hertz se podía utilizar para transmitir señales telegráficas inalámbricas. Era la primera vez que alguien se planteaba esa posibilidad, pues Hertz solamente se había limitado a estudiar la analogía existente entre el comportamiento de las ondas electromagnéticas por él descubiertas y las características de las ondas luminosas, sin suponer siquiera que pudieran tener un uso práctico.
En 1894 Marconi comenzó a realizar sus primeros experimentos.
En 1895 Marconi logró que su transmisor cubriera una distancia de 2 kilómetros e incluso superara obstáculos naturales.

Debido al poco apoyo e interés que en Italia despertó su invento, Marconi se trasladó a Inglaterra, donde lo dio a conocer patentándolo como “Sistema de Telegrafía Inalámbrica”. En ese país creó de inmediato la “Wireless Telegraph and Signal Company, Ltd.”, que posteriormente, en 1900, pasó a llamarse "Marconi´s Wireless Telegraph Company, Ltd".

Guglielmo Marconi obtuvo el reconocimiento mundial por su invento y en 1909 recibió el Premio Nobel de Física por su contribución al desarrollo de la telegrafía inalámbrica.

En 1914 fue senador en Italia y designado a la armada de ese país, primero con el grado de teniente y posteriormente capitán. En 1916 fue transferido a la marina con el grado de comandante. En 1919 fue la persona designada por el gobierno italiano como delegado plenipotenciario a la Conferencia de Paz de París, para firmar el tratado de paz con Bulgaria y Alemania. En 1929 recibió el título nobiliario de marqués.

El 20 de julio de 1937 las ondas hertzianas recorrieron el éter transmitiendo la noticia del fallecimiento en Roma del inventor de la telegrafía inalámbrica, precursora de la radio electrónica. Ese mismo día las radioemisoras de todo el mundo interrumpieron sus transmisiones y guardaron un minuto de silencio en su honor
.



KARL FERDINAND BRAUN

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Karl Ferdinand Braun nació el 6 de Junio 1850 en Fulda, fue un físico, inventor y profesor universitario alemán galardonado con el Premio Nobel de Física en 1909.
Estudió en la Universidad de Marburgo y se doctoró en 1872 por la Universidad de Berlín. Fue profesor en las universidades de Marburgo, Estrasburgo, Karlsruhe y Tubinga. Llegó a ser director del Instituto de Física de la Universidad de Estrasburgo en 1895.
En 1874, Braun observó que ciertos cristales semiconductores actuaban como rectificadores, convirtiendo la corriente alterna en continua, permitiendo el paso de la corriente en una sola dirección. Debido a este descubrimiento, inventó el receptor de radio de transistores a finales del siglo XIX.
En 1897 desarrolló el primer osciloscopio al adaptar un tubo de rayos catódicos, de manera que el chorro de electrones del tubo se dirigiera hacia una pantalla fluorescente por medio de campos magnéticos generados por la corriente alterna. Desde 1898 también trabajó en la telegrafía sin hilos, inventando el rectificador de cristal. Guglielmo Marconi admitió haber "tomado prestada" la patente de Braun.
En 1909 recibió el Premio Nobel de Física, junto con Marconi, por sus contribuciones al desarrollo de la telegrafía sin hilos y especialmente por las mejoras técnicas introducidas en el sistema de transmisión (circuitos resonantes magnéticamente acoplados).
Braun fue a los Estados Unidos al comienzo de la Primera Guerra Mundial para ayudar a defender la estación alemana de telegrafía sin hilos de Sayville de los ataques de la British Marconi Corporation.
Karl Murió en su casa de Brooklyn antes del final de la guerra en 1918.



CONTRIBUCIONES A LA SOCIEDAD:


Guglielmo Marconi:

Aportes a la ciencia
• Telegrafía usando el código Morse (inventado por Samuel Morse) sin necesidad de cables conductores.
• Aunque se le atribuyó la invención de la radio, la patente regresó al verdadero inventor, el austro-húngaro Nikola Tesla, en 1943.
• La Antena Marconi
Guglielmo Marconi, a la edad de veinte años, logró convertir un experimento científico en un sistema práctico de comunicación radiotelegráfica, abriendo las puertas a inventos como la radiotelefonía y el radar, la radiodifusión y la televisión... Y lo hizo trabajando en un precario laboratorio que había organizado en el ático de la casa de campo familia.
RADAR:

El radar es un sistema que usa ondas electromanéticas para medir distancias, altitudes, direcciones y velocidades de objetos estáticos o móviles como aeronaves, barcos, vehículos motorizados, formaciones meteorológicas y el propio terreno. Su funcionamiento se basa en emitir un impulso de radio, que se refleja en el objetivo y se recibe típicamente en la misma posición del emisor.

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-Un caso especial donde tuvo gran importancia la telegrafía sin hilos:

El caso del Titanic es algo maravilloso. Cuando comenzó a hundirse, lo primero que se le ocurrió al capitán fue lanzar un S.O.S. radial para que fuera captado por los barcos más cercanos. Gracias a ello se pudieron salvar muchas vidas.
Esta fue, tal vez, la demostración más clara de que con el invento de Marconi se estaba frente a uno de los aciertos mas grandes de la humanidad


Karl Ferdinand Braun

En 1874, Braun observó que ciertos cristales semiconductores actuaban como rectificadores, convirtiendo la corriente alterna en continua, permitiendo el paso de la corriente en una sola dirección. Debido a este descubrimiento, se inventó el receptor de radio de transistores a mediados del siglo XX.
En 1897 desarrolló el primer osciloscopio al adaptar un tubo de rayos catódicos, de manera que el chorro de electrones del tubo se dirigiera hacia una pantalla fluorescente por medio de campos magnéticos generados por la corriente alterna. Desde 1898 también trabajó en la telegrafía sin hilos, inventando el rectificador de cristal

Karl Braun compartió el Premio Novel de fÍsica en 1909 con guglielmo para el desarrollo de la telegrafía inalámbrica de radio,sin embargo, es mas conocido por su invención del tubo de rayos catódicos y el primer osciloscopio.




  • TUBO DE RAYOS CATÓDICOS:
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La invencion de los tubos de rayos catodicos permitio la invencion de la television y la pantalla de otros deispositivos hasta la invencion de la pantalla de cristal liquido liquido habia un tubo de rayos catodicos dentro de cada televicion.

  • OSCILOSCOPIO:


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    El osciloscopio de rayos catodicos es un dispositivo de visualizacion electronicos que se utilizan para producir patrones que son las representaciones graficas de las señales electricas.
    Karl mejoro el sistema de transmision de Marconi para la telegrafia inalambrica por radio aka.En la transmision inalambrica temprana la antena estaba directamente en el circuito de potencia y radiodifusion se limita a un rango de alrededor de 15 km .Karl braun resuelto este problema mediante laproduccion de un circuito de la antena sparklees que patento en 1899. Vinculo la potencia del transmisor a la antena de circuito inductivo. Esta invencion aumentado considerablemente el rango de transmision de un trandmisor y se ha aplicado a los radares, la radio y la television.





TRABAJOS REALIZADOS POR MARCONI Y BRAUN:

* Guglielmo Marconi:

​ Marconi siguió adelante con sus experimentos. Sin embargo, no tardaron en surgir algunos problemas, entre ellos que la telegrafía sin hilos no era secreta: cualquiera que tuviese un receptor podía recoger las señales Morse, al contrario de lo que ocurría con la telegrafía convencional. En la búsqueda de una solución para este problema, Marconi descubrió la existencia de las ondas cortas. En la primavera de 1897, llevó su equipo al canal de Bristol. Instaló la estación receptora y el transmisor a unos cien kilómetros de distancia. Las primeras pruebas no dieron resultado pero finalmente la incorporación de una antena permitió la recepción de las señales.














Gracias al descubrimiento de la onda portadora de impulsos eléctricos por Hertz, Marconi se dio a la tarea de lograr que esta onda se desplazara con dirección y con fuerza a través del espacio.
Todo lo que viaje por ondas hertzianas requiere de una antena, que de una o de otra forma proviene del principio de Marconi.

Su relación con la capa de ozono también es interesante. Cuando la onda de amplitud modulada sale de la antena marconi, sube hasta la capa ionizada, donde choca y rebota hasta la tierra, haciendo las veces de espejo reflector. Dependiendo de su altura, la onda tiene mayor o menor área de cubrimiento.
En las horas de sol esta capa se vuelve más densa y por tanto su altura con relación a la tierra es más baja. Cuando el sol desaparece, la capa se sube y la reflexión es mayor. Esta es la razón por la cual en las noches las emisoras de A.M. tienen mayores áreas de cubrimiento y las frecuencias lejanas llegan con mayor facilidad que en el día.
De tal manera que si la capa de ozono se afecta, también se corre el riesgo de que las ondas hertzianas de amplitud modulada que lanza al aire la antena marconi, se pierdan en el infinito.


Inicio de los trabajos para la radiotelegrafía de larga distancia



El éxito logrado por Marconi provocó una revolución mundial en el campo de las comunicaciones. Las compañías de telegrafía eléctrica, alarmadas por la competencia, trataron de impedir el desarrollo de la radiotelegrafía. La compañía Anglo-American Telegraph reclamó su derecho a la explotación telegráfica por cable y anunció una querella contra Marconi. Sin embargo, se superaron las dificultades, y comenzó a levantarse una estación en Glace Bay (Canadá).
En marzo de 1902, Marconi abandonó los Estados Unidos para regresar al Reino Unido, donde inició los trabajos para la radiotelegrafía de larga distancia. Consiguió imprimir mensajes a una distancia de 1 .500 millas, que con un receptor telefónico amplió a 2.099 millas. En enero de 1903, regresó a Italia. Un año después, se embarcó en el Campania, a fin de probar la instalación de un nuevo transmisor impulsado por un generador de corriente alterna de 1 50.000 vatios, con el fin de lograr una comunicación fiable mediante el empleo de ondas largas.
En septiembre de 1907, realizó un nuevo viaje a Canadá con el fin de establecer las comunicaciones entre Glace Bay y Clifden, en Irlanda. El éxito de esta interconexión, capaz de transmitir 10.000 palabras sin interferencias, supuso el reconocimiento definitivo de la comunicación transatlántica. No tardaron en surgir importantes mejoras y contribuciones de otros científicos. La radiotelegrafía se convirtió en una industria organizada, que dio lugar al sistema Telefunken en Alemania, rival de Marconi desde los orígenes de dicha técnica.
En 1909, Marconi recibió el premio Nobel de Física, compartido con el inventor alemán Karl F. Braun. En 1910, emprendió un largo viaje en el Princesa Mafalda con el fin de asegurar a Inglaterra la unión radiotelegráfica con cada una de las posesiones del Imperio. Además quería llevar su sistema a América del Sur, y emprender nuevos experimentos con detectores de válvulas y circuitos de sintonía. Llegó a captar señales desde una distancia de 6.700 millas con longitudes de onda de más de 10.000 metros.
Punta Arenas, en Argentina, fue elegida para la instalación de una estación de gran potencia. Dos años después, esta estación se utilizó para establecer una conexión con Liverpool, estableciéndose una nueva marca de transmisión: 7.300 millas.
Mientras tanto, Marconi trabajaba intensamente en busca de un sistema de seguridad de la navegación en alta mar. Episodios como el hundimiento del Republic (1909) o el Titanic (1912) hicieron que, muy pronto, los equipos de salvamento de todo el mundo así como los mercantes y todo tipo de embarcaciones decidiesen adoptar la radiotelegrafía tanto en estaciones fijas como móviles.





  1. Marconi recibe la señal de radio a través del Atlántico 1901
    A fines del siglo XIX, Guglielmo Marconi empezó a experimentar con las ondas electromagnéticas para enviar señales. En ese momento, el cable telegráfico fue la forma más rápida de obtener mensajes de aquí para allá, utilizando el código Morse. Diseñó un transmisor para enviar y un receptor para detectar ondas de radio. A finales del siglo Marconi logró enviar señales a través de varios kilómetros sin cables, y la idea se apoderaba con funcionarios navales. En 1898 envió un mensaje de móvil de 18 millas. En 1900 patentó su sistema.
    El 12 de diciembre de 1901, Marconi trató de enviar las señales de radio primero a través del Océano Atlántico, a pesar de los pronósticos de que las ondas de radio se perdió como la tierra más que curva larga distancia. Él instaló un receptor inalámbrico diseñado especialmente en Terranova, Canadá, utilizando un cohesor (un tubo de vidrio lleno de limaduras de hierro) para llevar a cabo las ondas de radio, y los globos para levantar la antena lo más alto posible. Las señales se envían en código Morse de Poldhu, Cornwall, en Inglaterra. Marconi escribió más tarde acerca de la experiencia:
    Poco antes del mediodía puse los auriculares solo a mi oído y comenzó a escuchar. El receptor en la mesa delante de mí era muy cruda - bobinas y condensadores de unos pocos y un cohesor - sin válvulas, sin amplificadores, ni siquiera un cristal. Pero yo estaba por fin en el punto de poner la exactitud de todos mis creencias a la prueba. La respuesta llegó a las 12: 30 cuando me enteré, débilmente, pero claramente, pip-pip-pip. Me pasó el teléfono a Kemp: "¿Puedes escuchar algo?" Le pregunté. "Sí", dijo. "La carta de S." Podía oír. Supe entonces que todas mis previsiones se había justificado. Las ondas eléctricas enviadas al espacio desde Poldhu había atravesado el Atlántico - la distancia, enorme como parecía entonces, de 1.700 millas - y no obstaculizada por la curvatura de la tierra. El resultado significó mucho para mí más que la mera realización con éxito de un experimento. Como Sir Oliver Lodge ha declarado, era una época en la historia. Me sentía ahora por primera vez absolutamente seguro que el día llegaría en que la humanidad sería capaz de enviar mensajes sin necesidad de cables no sólo a través del Atlántico, pero entre los más alejados confines de la tierra




Marconi investiga el uso de la onda corta de radio para señalizaciones


Después de la Primera Guerra Mundial, Marconi dedicó sus esfuerzos a experimentar el uso de la onda corta de radio para señalizaciones. En Inglaterra, puso a trabajar a su equipo en nuevas frecuencias de onda corta, hasta reducir todo lo posible su longitud. El 30 de mayo de 1924, se emitió una onda de 92 metros, sin reflector, desde Nueva York a Australia, y captada perfectamente: la voz humana había recorrido casi la mitad del camino en torno a la Tierra.
En una conferencia pronunciada en Nueva York, Marconi auguró el significado futuro de las ondas cortas en los sistemas de transmisión de imágenes, como la televisión. En EE. UU., Inglaterra y Alemania, se trabajaba con nuevos emisores de ondas ultracortas, cuya utilización prometía importantes logros técnicos.








*Karl Ferdinand Braun:


Ferdinand Braun se involucró con la telegrafía sin hilos a principios de 1898. Había sido contratado por Ludwig Stollwerck para explicar los principios técnicos detrás de un sistema de trabajo para la telegrafía inalámbrica bajo el agua, que había sido desarrollada por tres hombres no entrenados científicamente. También se esperaba que Braun sería capaz de sugerir formas para aumentar el alcance del sistema de telegrafía.

Braun pronto se dio cuenta de los trabajos de , Slaby, Marconi y otros. Braun estaba interesado en determinar por qué tanto Marconi y Slaby tenían dificultades para aumentar las distancias sobre las que sus transmisiones se podían recibir. El enfoque de ambos que habían empleado consiste en el aumento de la tensión (y, por tanto, energía) de las descargas de chispas transmisor. . Aunque Marconi había transmitido hasta 50 km, 15 kilometros éxito más allá de las cantidades necesarias desproporcionadamente mayor de energía eléctrica.

Ferdinand Braun estudió el diseño del transmisor de Marconi, del entrehierro conectado directamente entre la antena y la tierra. Braun recordó que, para aumentar el alcance del sistema de telegrafía submarina, él (Braun) había cambiado el circuito original, que también tenía la antena directamente acoplado a la descarga de chispa. En acuerdo de mejora de Braun, una bobina primaria se colocó en la oscilación producir chispa circuito de vacío.
Que la bobina y una bobina secundaria débilmente acoplados fueron utilizados para la transferencia de energía a la antena. El alcance de comunicación eficaz del sistema bajo el agua había aumentado aún más cuando tanto el circuito oscilador y el circuito de la antena fueron en resonancia.

Mucha energía se disipa en las pérdidas del circuito. Los pulsos altamente amortiguada de oscilaciones no fueron eficaces para la comunicación de larga distancia. La energía radiada se distribuyen en una amplia gama de frecuencias resultantes de la interferencia de otras estaciones, debido a la incapacidad de los receptores de sintonizar una determinada frecuencia.


Marconi admitió con "franqueza encomiable" que había "tomado prestado" ideas de Braun para el desarrolo de la telegrafía sin hilos
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COMO SE EMITÍAN LAS ONDAS


A lo largo del siglo XIX se realizaron avances muy importantes en el desarrollo del modelo ondulatorio de la luz. Estos avances encontraron una brillante e inesperada rúbrica a finales del siglo, momento en el que, utilizando las ecuaciones de Maxwell (1831-1979), se logró integrar los fenómenos ópticos, eléctricos y magnéticos en un mismo marco teórico. Resultó que las leyes que Maxwell había obtenido a modo de síntesis del comportamiento eléctrico y magnético de la materia pudieron ser combinadas, deduciéndose de dicha combinación una ecuación de ondas. Esto proporcionó un mecanismo de propagación al campo electromagnétic y se acuñó el concepto de ondas electromagnéticas.
Maxwell obtuvo la expresión que calcula la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas, c:

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En esta expresión m y e son constantes que representan propiedades eléctricas y magnéticas del medio donde avanza la onda electromagnética. Cuando Maxwell sustituyó en esta ley los valores de las constantes obtuvo que la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas debía ser igual a 3·108m/s, el mismo valor que se había medido de la velocidad de la luz en el aire (muy próximo al valor que tiene en el vacío) por otros procedimientos.

oem-animada.gifMaxwell interpretó este resultado como una indicación clara de que la luz debía ser una onda electromagnética. Dijo: "La luz consiste en ondas transversales del mismo medio, lo cual constituye la causa de los fenómenos eléctricos y magnéticos.

Años después, en 1887, las ondas electromagnéticas fueron producidas y detectadas por Hertz (1857-1894), siguiendo las indicaciones de Maxwell y se consolidó definitivamente a los ojos de la comunidad científica la naturaleza electromagnética de la luz.

Una propiedad de la luz que se deriva del hecho de ser una onda electromagnética es la ampliación del espectro luminoso mucho más allá de los límites a los que se extiende la luz visible por nuestros ojos. En su experimento Hertz mostró que para generar una onda electromagnética (es decir, para emitir luz) se puede usar un circuito eléctrico oscilante que produzca un movimiento vibratorio de los electrones. La frecuencia de la onda electromagnética que se emite es la misma frecuencia de oscilación del circuito. Modificando esa frecuencia de oscilación del circuito se pueden enviar y recibir ondas electromagnéticas en un rango de frecuencias y longitudes de onda que se extiende mucho más allá de las que perciben nuestros ojos.espectro-visible4.gif

EL espectro de luces visibles solo cubre una pequeñísima parte (longitud de onda entre 4·10-7m, violeta, y 7·10-7m, rojo) del espectro total de las ondas electromagnéticas.


Este hecho propició avances espectaculares en el campo de la investigación científica y tecnológica. El resultado del experimento de Hertz había dejado abierto el campo a la transmisión de señales a distancia y en el vacío (telegrafía sin hilos, radio, TV, radar) y la apertura de las ventanas infrarroja, de rayos X y ultravioleta permitió un acceso nuevo a muchos fenómenos que hasta entonces eran "invisibles" y a la producción de aplicaciones de gran calado en diversos campos (industria, comunicaciones, medicina, astronomía..)



COMO MEJORÓ LA RECEPCION


En los primeros tiempos de la radio toda la potencia generada por el transmisor pasaba a través de un micrófono de carbón. En los años 1920 la amplificación mediante válvula termoiónica revolucionó tanto los radiorreceptores como los radiotransmisores. Philips, Bell, Radiola y Telefunken consiguieron, a través de la comercialización de receptores de válvulas que se conectaban a la red eléctrica, la audición colectiva de la radio en 1928. No obstante, fueron los laboratorios Bell los responsables del transistor y, con ello, del aumento de la comunicación radiofónica.

En los años cincuenta la tecnología radiofónica experimentó un gran número de mejoras que se tradujeron en la generalización del uso del transistor.



ENLACES


http://www.asifunciona.com/biografias/marconi/marconi.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Carl_Ferdinand_Braun

http://inventors.about.com/od/bstartinventors/a/Karl_Braun.htm