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WEBER, Wilhelm Eduard
WEBER, Wilhelm Eduard

Descripción

Wilhelm Eduard Weber [Wittemberg (Alemania), 1804 – Gotinga (Alemania), 1891]. Físico e investigador alemán. En colaboración con Carl F. Gauss midieron el magnetismo terrestre e inventaron el telégrafo electromagnético conocido como Gauss-Weber. En honor de W. E. Weber la unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional lleva su nombre: Weber (símbolo: Wb).
Biografía

Wilhelm Eduard Weber nació el 24 de octubre de 1804 en Lutherstadt Wittemberg (Sajonia-Anhalt), hijo de Michael Weber, profesor de Teología en la Universidad de Wittemberg, quien en su matrimonio tuvo 13 hijos, de los que llegaron a edad adulta una hija y cuatro varones. El mayor fue ministro de la Iglesia luterana y los otros tres científicos.

La familia Weber residía en la casa que Christian August Langguth, profesor de Medicina e Historia Natural, tenía en Schloßstraße, donde como inquilino vivía también Ernst Florens Chladni, famoso físico especializado en el sonido y las vibraciones, quien hizo que los tres hermanos Weber se interesasen por la Física. Wilhelm estaba siendo educado en casa por su padre.

En 1806 Napoleón conquistó Sajonia y fortificaron la ciudad de Wittenberg por temor a un ataque de los prusianos, que finalmente ocurrió en 1814, destruyendo la casa de Langguth. La ciudad cayó en manos de los prusianos, la universidad fue clausurada y la familia Weber se trasladó a la ciudad de Halle, donde Michael Weber fue nombrado profesor de Teología. Wilhelm fue enviado al Gymnasium de Halle que abandonó a los 17 años de edad para asistir a las clases que impartía el Francke Institut de preparación para el ingreso en la Universidad de Halle, que en 1817, se había fusionado con la de Wittemberg.

Su hermano Ernst, de 26 años, era profesor en la Universidad de Leipzig, y con la colaboración de Wilhelm, estudiante en la Universidad de Halle, abordaron el estudio del flujo de líquidos mediante experimentos con las ondas sonoras y del agua y posteriormente con el flujo de fluidos dentro de tubos elásticos. El resultado de las investigaciones de Ernst y Wilhelm Weber se plasmó, en 1824, en un tratado sobre investigaciones experimentales del movimiento ondulatorio bajo el título Wellenlehre auf Experimente gegründet ("Teoría ondulatoria experimental"), en el que se formulaban las leyes básicas de la hidrodinámica. La obra estaba dedicada a Ernst Florens Chladni, quien les había introducido, de niños, en el mundo de la Física.

Desde que ingresó en la Universidad de Halle en 1822, ejercieron gran influencia en la formación de Wilhelm Weber el matemático Johann Friedrich Pfaff y el físico Johann S. C. Schweigger, que sería su tutor en su tesis doctoral sobre la teoría de los tubos de órgano de láminas, que defendió en 1826. Al año siguiente presentó su tesis de habilitación basada en el acoplamiento acústico de la lengua y la cavidad del aire en los tubos de órganos de láminas. Ejerció como profesor independiente (privatdozent) en la misma Universidad de Halle y poco después fue promovido a Profesor Extraordinario de Filosofía Natural.

En septiembre de 1828 su hermano Ernst y él viajaron a Berlín para asistir al 7º Encuentro de Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Arzte, organizado por Alexander von Humboldt, quien se quedó impresionado por la explicación que Wilhelm Weber dio sobre los tubos de órganos de láminas. Carl Friedrich Gauss, también presente durante la disertación de Wilhelm Weber, se dio cuenta inmediatamente de la enorme potencialidad del joven físico. Le propuso colaborase con él en los estudios que estaba llevando a cabo sobre el Geomagnetismo en la Universidad de Gotinga, en cuanto hubiese una plaza disponible como profesor. En los años 1828 y siguiente Wilhelm Weber publicó una serie de trabajos sobre su especialidad en Annalen der Physik und Chemie.

En 1831 falleció el profesor Tobias Mayer Jr y Wilhelm Weber fue nombrado profesor de Física en la Universidad de Gotinga. Durante seis años Gauss y Weber fueron estrechos colaboradores y amigos. Aunque Weber apoyaba sus clases con láminas, sentía que eso no era suficiente para que sus alumnos lograsen un conocimiento verdadero y completo de la Física y les permitió el acceso al Laboratorio de Física para que experimentasen ellos mismos, lo que no era habitual en esos tiempos. Era la Acústica la rama de la Física preferida por Wilhelm, y sobre ella escribió numerosos artículos: Poggendorffs Annalen, Jahrbücher für Chemie und Physik... y también en el periódico musical de la época, Carcilia.

En 1832, Gauss leyó su artículo Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata, que había desarrollado con la ayuda de Weber, donde introdujo las unidades absolutas de medida en el magnetismo, formulando una nueva teoría sobre el magnetismo terrestre y la medida de su campo magnético. De esta forma la medida de la fuerza de una propiedad magnética se redujo a medidas de longitud, tiempo y masa. El posterior objetivo de Weber era que esta idea se aplicase a las mediciones eléctricas.

En 1833 Weber y Gauss fundaron el Göttingen Magnetische Verein ("Club Magnético de Gotinga") con objeto de iniciar una red de observatorios magnéticos y correlacionar las mediciones resultantes, así como el estudio de las ondas estacionarias y la obtención de la velocidad de las ondas sonoras en distintos gases. En este periodo, Weber también desarrolló magnetómetros sensibles y otros instrumentos afines.

También en ese año idearon el telégrafo magnético conocido como Gauss-Weber. El receptor utilizaba los movimientos de una barra que se desplazaba por la acción del campo magnético de una bobina. La barra estaba unida a un espejo que se desplazaba a izquierda y derecha conforme lo hacía aquélla. Por medio de un anteojo el observador distinguía los movimientos del espejo reflejados en una escala. Este telégrafo unía el laboratorio de Física de Weber en la universidad con el observatorio astronómico de Gotinga en el que trabajaba Gauss, a una distancia aproximada de 3 km. De esta forma podían comparar y valorar las observaciones magnéticas de manera simultánea. Se puede considerar como uno de los primeros usos de la comunicación telegráfica que haya quedado registrado.

Además de sus trabajos con Gauss, Wilhelm Weber colaboraba con su hermano menor Eduard, anatomista y fisiólogo, experto en la física de la locomoción humana y en particular en el mecanismo locomotor. Eduard y Wilhelm Weber publicaron en 1836 un trabajo sobre fisiología y física de la locomoción humana bajo el título Mechanik der menschlichen Gehwerkzeuge.

En 1837 Wilhelm Weber fue destituido como docente de la Universidad de Gotinga, junto con seis profesores más, entre ellos los hermanos Jacob y Wilhelm Grimm, autores de "Los Cuentos de Grimm", por haber firmado un documento de protesta contra la suspensión de la Constitución de Hannover, por el rey Ernesto Augusto I de Hannover. Alegaban que cuando ellos fueron nombrados profesores habían jurado la Constitución de 1833, bastante más liberal. Tres de los profesores firmantes fueron expulsados del reino de Hannover, pero no así Weber que permaneció en Gotinga trabajando en el Göttingen Magnetische Verein. Gauss y von Humboldt apelaron al rey en favor de Weber y el monarca exigió un documento público de arrepentimiento firmado por Weber, quien, como hombre de principios, se negó.

En 1838 Wilhelm Weber viajó a Londres donde se reunió con John Herschel y otros científicos ingleses acerca de la ampliación de la red de estaciones de observación electromagnética. Siguió viaje a París para encontrarse con los más destacados científicos franceses. Regresó a Gotinga para seguir trabajando en el Göttingen Magnetische Verein y en 1840 Gauss y Weber, con la colaboración de Carl Wolfgang Benjamin Goldschmidt, publicaron sus experiencias en el Atlas Des Erdmagnetismus: Nach Den Elementen Der Theorie Entworfen ("Atlas del Geomagnetismo"), que mostraba mapas magnéticos elaborados a partir de una red de observatorios magnéticos que habían organizado desde 1836 en adelante.

En 1843 Gauss y Weber publican los "Resultados de observaciones de la Sociedad Magnética" (Resultaten aus den Beobachtungen des Magnetische Verein), donde reflejaron las observaciones por ellos efectuadas en el Club Magnético de Gotinga.

Finalmente en ese año de 1843 Wilhelm Weber consiguió una plaza de profesor de Física en la Universidad de Leipzig, donde sus dos hermanos formaban parte del profesorado. Wilhelm Weber prosiguió su estudio, que había iniciado en Gotinga en 1832, sobre la Ley de Ampère y desarrolló diversos instrumentos para la medición de corriente eléctrica.

A partir de 1846 y hasta 1878 Weber fue publicando siete trabajos bajo el título Elektrodynamische Massenbestimmungen (Determinación de la masa electrodinámica), considerados una de las contribuciones teóricas más importantes sobre esta materia. Póstumamente se añadió un manuscrito a esta compilación de escritos. En esta extensa obra, Weber explica el electrodinamómetro por él inventado, destinado a mediciones absolutas de corrientes mediante la desviación de la aguja magnética de un galvanómetro tangente. Detalla asimismo sus medidas de alta precisión y la investigación desarrollada sobre la inducción electromagnética. Como resultado de sus investigaciones, Weber formuló su ley de fuerza eléctrica, alineando tres leyes básicas: la que describe las interacciones de dos cargas en reposo, la ley de Ampère de corrientes eléctricas y la ley que define la inducción eléctrica.

En 1848 tuvieron lugar una serie de revueltas contra las monarquías europeas y el rey Ernesto Augusto de Hannover se vio obligado a proclamar una constitución más liberal lo que permitiría a Wilhelm Weber recuperar su cátedra de Física en la Universidad de Gotinga. Sin embargo, la había ocupado en 1839 Johann Benedict Listing. Weber insistió en que éste permaneciese en su cátedra y él fue nombrado en 1849 Director del Observatorio Astronómico. Un año más tarde Wilhelm Weber fue elegido miembro de Royal Society de Londres.

En 1855 falleció Gauss, y Weber comenzó una colaboración con Rudolf Kohlrausch, con quien demostró que la relación entre las unidades de carga electrostática y electromagnética (constante de Weber) es aproximadamente igual a la velocidad de la luz. Fue precisamente en esa publicación cuando se utilizó la letra 'c' para designar la velocidad de la luz. Este descubrimiento permitiría a Weber desarrollar su teoría de la Electrodinámica y a Maxwell deducir que la luz es una onda electromagnética.

En 1859 la Royal Society de Londres distinguió a Wilhelm Weber con la Medalla Copley.

En 1864 publicó Medidas Proporcionales Electromagnéticas demostrando que una cantidad eléctrica se podía designar en términos de unidades de tiempo, longitud y masa, dando origen al sistema absoluto de unidades eléctricas, basado en las directrices del sistema de unidades magnéticas.

Weber en sus últimos años se dedicó a trabajos basados en la electrodinámica y la estructura eléctrica de la materia. En 1871 dedujo que los flujos de electricidad se deben al transporte de partículas pequeñas. Fue considerado, por ello, el precursor de la teoría electrónica.

En la década de los '70 se generó una polémica con H. von Helmholtz, quien había desarrollado una memoria sobre la conservación de la energía, al decir que la ley de Weber violaba este principio. Se demostró que se trataba de una crítica infundada.

En 1874 tanto la Royal Society de Edimburgo como la American Academy of Arts and Sciences nombraron a Wilhelm Weber miembro honorario. Y en 1879 la Società Italiana de Scienze le otorgó la Medalla Matteucci. Recibió asimismo el título de Geheimrat (Consejero Privado). Fue distinguido por la Real Academia de las Ciencias de Suecia, la Academia de Ciencias de Rusia, la Academia Prusiana de las Ciencias, la Academia Alemana de las Ciencias Naturales Leopoldina, la Academia de Ciencias de Baviera, la Real Academia de Artes y Ciencias de los Países Bajos y la Academia Sajona de Ciencia.

En 1881 se celebró en París un congreso internacional sobre unidades eléctricas. Allí Helmholtz propuso el nombre de Amperio para la unidad de corriente eléctrica y el nombre de Weber tuvo algún uso puntual. Habrá que esperar hasta 1935 para que el nombre de Weber sea introducido oficialmente como unidad de flujo magnético: Wb.

Wilhelm Weber nunca se casó. Su hermana llevaba la casa, aunque en sus últimos años se encargaba su sobrina. Fuera del mundo académico, Wilhelm Weber disfrutaba de largos paseos y practicando el senderismo. El 23 de junio de 1891 se extinguió tranquilamente en el jardín de su casa en Gotinga, a la edad de 86 años. Está enterrado en el cementerio municipal de Gotinga junto a las tumbas de Max Planck y Max Born.

Más información
  • Buscabiografías. (s.f.). Buscabiografías. Obtenido de Buscabiografías
  • Editores de Encyclopædia Britannica. (s.f.). Encyclopædia Britannica. Obtenido de Encyclopædia Britannica, Inc.
  • JOC/EFR. (s.f.). School of Mathematics and Statistics. University of St Andrews. Obtenido de JOC/EFR
  • Neto, R. S. (s.f.). Fisicanet. Obtenido de Fisicanet
  • Sons, C. S. (s.f.). Encyclopaedia. Obtenido de Encyclopedia.com
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