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Hermann von Helmholtz, German physicist, c 1860-1880. : News Photo

Hermann von Helmholtz

(Postdam, 31-08-1821 / Charlottenburg, 08-09-1894)

Hermann von Helmholtz. Extraído de:

https://www.gettyimages.ae/detail/news-photo/carte-de-visite-photograph-by-reichard-lindner-helmholtz-news-photo/90771895

 

 

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Por David Oviedo.

Asociación Larense de Astronomía, ALDA.

 

 

Hermann Ludwig Ferdinand Von Helmholtz, fue un influyente físico y médico de origen alemán, notable por sus diversos aportes en la investigación de fenómenos relacionados a la óptica y el magnetismo, siendo ampliamente reconocido por los estudios desarrollados en el campo de la termodinámica, en donde determinó la ecuación de Helmholtz e introdujo el concepto de energía libre de Helmholtz, la cual es una magnitud extensiva y función de estado de algunos sistemas termodinámicos.

 

Nacido en 1821, en la ciudad de Postdam, ubicado para aquella época en el corazón del Reino de Prusia. Durante su juventud, la formación académica básica de Helmholtz estuvo tutelada directamente por su padre Ferdinand Helmholtz, quien tenía una rigurosa formación en el campo de la Filosofía y guiaría los primeros pasos de Hermann en su trayectoria científica.

 

Helmholtz egresó del prestigioso Instituto Real de Medicina y Cirugía Friedrich-Wilhelm de Berlín en el año 1843, comenzando inmediatamente con sus labores como médico militar en Potsdam. Debido a su talento científico, renunció a este cargo en 1848 y fue designado asistente en el Museo Anatómico y profesor en la Academia de Bellas Artes de Berlín. A medida que avanzaba su carrera, fue nombrado profesor en el Instituto Fisiológico de Konigsberg, la Universidad de Berlín y la Universidad de Heidelberg.

 

Sus primeras contribuciones científicas, estuvieron centradas en el estudio de la medicina y la fisiología; siendo su primer logro de investigación, un tratado sobre la conservación de la energía, a través del análisis del metabolismo muscular; además tuvo la oportunidad de desarrollar diversos estudios en fisiología experimental y sus vínculos con el estudio de comportamientos térmicos fueron fundamentales para que Helmholtz se interesara en la investigación fisicoquímica y así iniciara su camino de estudios en el campo de las ciencias físicas.

 

Durante su estancia en la ciudad de Bonn, como catedrático de fisiología, emprende sus primeros pasos en el campo del la Física, iniciando así una serie de investigaciones en el campo de la óptica, de tal forma que empleó los conocimientos adquiridos en la invención y desarrollo del oftalmoscopio en 1851, un instrumento clave para el avance de la oftalmología y que permitió por primera vez evaluar las estructuras internas del globo ocular.

 

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Hermann_von_Helmholtz_by_Ludwig_Knaus.jpg

Von Helmholtz y un modelo del oftalmoscopio. Extraído de: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Hermann_von_Helmholtz_by_Ludwig_Knaus.jpg

 

 

En 1858, publica un importante trabajo matemático sobre mecánica de fluidos, introduciendo los Teoremas de Helmholtz y el teorema de disipación mínima, los cuales describen el movimiento tridimensional de fluidos alrededor de un vórtice en presencia de fuerzas viscosas muy pequeñas; cabe destacar que este trabajo fue generalizado por el físico británico William Thompson (ampliamente conocido como Lord Kelvin) a través del Teorema de Circulación de Kelvin, publicado en 1867.

 

Motivado por sus investigaciones en conservación de la energía, postula algunas ideas sobre muerte térmica del Universo y desarrolla en paralelo a Lord Kelvin (1824-1907), el mecanismo de Kelvin-Helmholtz, el cual es consistente con los procesos de enfriamiento gradual que ocurren en una estrella o en la formación de los objetos planetarios.

 

El tándem Kelvin-Helmholtz, es un curioso caso en la historia de la Ciencia, ya que sus nombres se repiten en una serie de disciplinas físicas, por sus prolíficas carreras científicas y por los amplios campos de investigación que ambos trataron prácticamente en paralelo. De modo que en mecánica de fluidos desarrollaron gran parte de la teoría de circulación y propusieron el concepto de la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz.

 

Helmholtz dejó su huella en el campo de la termodinámica, en donde pudo desarrollar gran parte de sus aportes científicos, en ese sentido introdujo novedosos conceptos en el estudio de los cambios energéticos, entre ellos se encuentra: la ecuación de Gibbs-Helmholtz que modela los cambios energéticos en función de la temperatura; la entropía libre y la energía libre de Helmholtz.

 

Para 1863, Helmholtz inicia trabajos en el área de la acústica, interesándose por la percepción fisiológica de los sonidos, aunque sin abandonar la idea del formalismo fisicomatemático a medida que avanzaba su investigación. En este campo, inventaría el resonador de Helmholtz, un instrumento que permitía la identificación de frecuencias y tonos en una señal de sonido; una de las aplicaciones que logró desarrollar fue la combinación de las señales del resonador para imitar el sonido de las vocales.

 

El trabajo alrededor del resonador de Helmholtz, fue seguido muy de cerca por el inventor de origen escocés Alexander Graham Bell (1847-1922), no obstante a pesar de sus esfuerzos por intentar replicar los experimentos de Helmholtz, Graham Bell no pudo superar la enorme barrera lingüística para entender el alemán (idioma de las publicaciones); lo que trajo como consecuencia la malinterpretación de los diagramas y que Graham Bell no pudiera replicar cada uno de los montajes de Helmholtz, un error que lo llevo a encontrar algunos de los principios técnicos para el desarrollo del teléfono.

 

Posterior a sus investigaciones en termodinámica y mecánica de fluidos, deja Heidelberg para trasladarse a la ciudad de Berlín, en 1871, durante su estancia en Berlín, ejerce como profesor de Física y se interesa por la investigación de fenómenos electromagnéticos; en este periodo de enseñanza, cuenta con estudiantes de la talla de Heinrich Rudolf Hertz (1857-1891) célebre por sus aportes en teoría electromagnética y Max Planck (1858-1947) reconocido por ser el padre de la física moderna.

 

Aunque no provenía de una familia perteneciente a la esfera de la nobleza prusiana, el káiser Guillermo I, le autoriza en 1883 el uso del tratamiento nobiliario von Helmholtz, por sus diversas contribuciones al estudio de la Ciencia. En 1887, culmina su labor docente en la Universidad de Berlín y se convierte en presidente fundador del Physikalisch-Technische Reichsanstalt, teniendo como colaborador en el proyecto, al ingeniero y empresario industrial Werner von Siemens (1816-1892).

 

        Von Helmholtz, pasaría sus últimos días al frente de la institución que ayudaría a fundar en 1887, falleciendo el 08 de septiembre de 1894. Entre otros de los honores alcanzados por von Helmholtz, se encuentra el haber pertenecido a más de 10 sociedades y academias científicas en el mundo, siendo las afiliaciones más importantes en la Royal Society, la Real Academia de Ciencias de Suecia y la Academia Nacional de Medicina en Francia.

 

El legado científico de von Helmholtz, se puede calificar como autenticas obras de su genialidad y enmarcadas con un profundo carácter multidisciplinario, ya que sus diversas contribuciones a las ciencias físicas y de la vida, iban desde lo fundamental hasta lo eminentemente práctico y que solo puede ser comparado al prolífico trabajo de gigantes de la Ciencia como Galileo o Pascal y guardando las respectivas distancias con la polifacética obra de Newton.

 

De modo que su nombre ha quedado relacionado con un sinfín de elementos de la Ciencia, que van desde las leyes básicas de la termodinámica, conceptos asociados al principio de conservación de la energía, así como con las herramientas de la oftalmología moderna; siendo la piedra angular de sus investigaciones la práctica de la medicina, moldeada e ilustrada con rigurosidad matemática y sólidos principios físicos, que le permitieron trascender y dejar una huella imborrable en el quehacer de las ciencias exactas.

 

Referencias.

Connor, J.J. Robertson, E.F. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz. [Artículo en línea] Disponible: https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Helmholtz/

 

Güemez-Sandoval, E. (2008) Hermann von Helmholtz y el oftalmoscopio. [Artículo en línea] Disponible: https://www.medigraphic.com/pdfs/revmexoft/rmo-2008/rmo081n.pdf

 

Patton, L. Hermann von Helmholtz. [Artículo en línea] Disponible: https://plato.stanford.edu/entries/hermann-helmholtz/

 

The message of Alexander Graham Bell. [Artículo en línea] Disponible:  https://atlassociety.org/commentary/commentary-blog/5827-the-message-of-alexander-graham-bell