John Strutt
John Strutt (Langford Grove, 12 de novembre de 1842 - Terling Place, 30 de juny de 1919), 3r Baró de Rayleigh, fou un professor universitari i físic anglès guardonat amb el Premi Nobel de Física el 1904 i conegut habitualment com Lord Rayleigh.
Biografia
[modifica]John William Strutt va néixer el 12 de novembre de 1842 a Langford Grove, Maypole Road a Maldon, Anglaterra, fill de John James Strutt, segon baró Rayleigh, i Clara Elizabeth La Touche.[1] Durant els seus primers anys, va patir una infància difícil al tenir una gran fragilitat física i una mala salut.
Als deu anys va ser enviat a estudiar a l'Eton College, perèo el va deixar al cap de poc temps en contraure la verola. Després de ser educat durant un temps per tutors a casa, va anar a una escola de Wimbledon Common fins que va ingressar a la Harrow School quan tenia catorze anys, on novament va estar poc temps perquè va contraure una infecció pulmonar. El 1857, en recuperar-se, va ser enviat novament a l'escola del Rev. G.T. Warner a Torquay, on va romandre els següents quatre cursos.[2]
Va ingressar al Trinity College de Cambridge el 1861, per estudiar matemàtiques, essent tutelat per Edward John Routh i graduant-se l'any 1865 com Senior wrangler[3] i premi Smith.[4] A continuació va fer un gran viatge pels Estats Units i, en retornar a Anglaterra, es va assentar a la mansió familiar de Terling Place, Essex (uns setanta quilòmetres al nord-est de Londres), amb la ferma decisió de que la direcció del negoci agrícola familiar no interferís en la seva recerca científica. Per aquest motiu, va habilitar els estables de l'ala oest com laboratori,[5] per a fer experiments d'acústica, electricitat, fotografia i òptica.[6] Segons el seu fill, la intensitat i la regularitat en les seves tasques al laboratori, tan d'experimentació com d'anàlisi i escriptura, van ser un continu durant tota la seva vida.[7]
El 1871 es va casar amb Evelyn Balfour, filla i germana de prestigiosos polítics anglesos que van arribar a ser primer ministre. Poc temps després va contraure una febre reumàtica i, seguint les prescripcions facultatives, la parella se'n va anar de viatge a Egipte. Va ser durant un viatge en una dahabeah pel riu Nil quan va començar a redactar el seu tractat més conegut sobre la teoria del só.[8] El 1873 va heretar el títol de baró de Rayleigh a la mort del seu pare John James Strutt.
A finals de la dècada dels 1870's, la Gran Depressió agrícola britànica va minvar els ingressos del negoci familiar. Aleshores, havent mort Maxwell de forma inesperada, va començar a treballar el 1879 com a professor de física experimental de la universitat de Cambridge i com a director del seu Laboratori Cavendish de física experimental. De totes formes, no s'ho va prendre com un privilegi, sinó que es va comprometre en millorar l'ensenyament de la pràctica de laboratori, molt bàsica fins la seva època. D'altra banda, la seva carga de treball no era massa feixuga: quaranta classes i divuit setmanes de presència a Cambridge per curs acadèmic.[8] En qualsevol cas, no ho va considerar com el treball de la seva vida i només es va comprometre per cinc anys, així que el 1884 va ser substituït per Joseph John Thomson.
De 1887 a 1905, Rayleigh va ser professor de filosofia natural a la Royal Institution. Durant aquest període, va mesurar amb cura i precisió la massa atòmica de l'oxigen i l'hidrogen, i el 1892 va passar a investigar la del nitrogen. Aïllant el nitrogen de diferents maneres, va descobrir una petita però significativa diferència, que indicava un gas inert més pesant present a l'aire a més del nitrogen. William Ramsay es va unir a aquest tema de recerca i, a l'agost de 1894, van descobrir l'argó.[9][10] El 1904, Rayleigh i Ramsay van rebre els Premis Nobel de Física i Química, respectivament; tots dos per investigacions relacionades amb el descobriment de l'argó.[11]
Des de 1884 fins a la seva mort el 1919, Rayleigh va desplegar una intensa activitat, exercint càrrecs importants a diferents institucions, mantenint un activa correspondència amb innombrables col·legues i descobrint, per exemple, el famós article de 1845 de John James Waterston que havia estat rebutjat per la Royal Society en el que presentava una completa teoria cinètica dels gasos.[12] En morir el juny de 1919, el seu fill Robert va dimitir del la seva càtedra al Imperial College per continuar les seves recerques al laboratori de Terling Place. Des que va morir el 1947 els laboratoris van quedar intactes fins avui.[13] Va ser enterrat al cementiri adjacent a Terling Place i dos anys més tard, el 1921, es va inaugurar un cenotafi de marbre a la capella de Sant Andreu de l'Abadia de Westminster.
Recerca científica
[modifica]
Les primeres investigacions de Rayleigh es recullen en la seva obra The Theory of Sound (2 vols., 1877-1878), en la qual es descriu un nou procediment per a amidar les vibracions acústiques, coneguda com l'ona Rayleigh. En el camp de l'òptica va realitzar una sèrie de treballs sobre la polarització de la llum, va contribuir a la teoria de la radiació del cos negre i va proporcionar per primera vegada una explicació del perquè del color blau del cel introduint el concepte de difusió de Rayleigh.[14] En la segona edició ampliada del llibre (1894) va introduir el teorema de reciprocitat de la física matemàtica que, tot i no ser universalment vàlid, va influir l'obra de generacions de físics.[15]
A part d'aquest llibre, va publicar més de quatre-cents cinquanta articles científics.[16]
El 1885 va publicar un article essencial en l'estudi de les ones superficials dels sòlids elàstics, un problema molt difícil però en el que va introduir determinades simplificacions i condicions límit i aviat vapoder determinar les carecterísitiques físiques essencials de la propagació de les ones.[17]
Molts del seu contemporanis van destacar la seva habilitat per a obtenir resultats experimentals interessants i útils a partir d'aparells artesanals, simples i fets a casa.[18]
Va fer estudis sobre la capil·laritat i l'electromagnetisme, va aportar idees a la teoria de la formació i estabilitat de les venes líquides i va assistir als estudis de mecànica de medis continus en substàncies anfipàtiques realitzats per Agnes Pockels.[19]
Amb aquesta ingent obra publicada, va estudiar molts altres temes com l'estadísitica (en la que va descriure una distribució de probabilitat que porta el seu nom), o la radiació del cos negre (llei de Rayleigh-Jeans), o la difusió de la calor en un fluid (nombre de Rayleigh) i altres temes de dinàmica de fluids.[20]
Però probablement la seva tasca científica més important va consistir en la curosa determinació de les densitats dels gasos atmosfèrics. Buscant una explicació a la discrepància de densitats del nitrogen obtingut de l'aire i de l'obtingut a partir del nitrat d'amoni, va descobrir, en col·laboració amb William Ramsay, l'element químic argó l'any 1894. Aquest episodi proporciona un exemple impagable del procés d'aprenentatge en les ciències, al mateix temps que planteja interrogants filosòfics sobra la seva validesa: Com es detecten inicialment les discrepàncies empíriques?[21] Com s'assegura l'efectiva realitat de les discrepàncies?[22] Quant fiables son les inferències primàries?[23] Com s'eliminen explicacions alternatives?[24] Com s'arriba a l'explicació final? I com es descobreix una cosa nova?[25] Tot això sense comptar amb les possibles reaccions adverses de les velles guàrdies...
Reconeixements
[modifica]En honor seu s'anomenà el cràter Rayleigh de la Lluna i el cràter Rayleigh de Mart. L'asteroide 22740 també porta el seu nom.
El 1921 es va posar un cenotafi de marbre en el seu honor a l'Abadia de Westminster, esculpit per l'escultor Francis Derwent Wood.
Els Instituts d'Acústica i de Física del Regne Unit han establert premis científics en el seu honor.
Els seus articles científics van ser editats el 1920 en sis volums i han estat objecte de diverses reedicions.
El seu fill Robert, va publicat una extensa biografia del seu pare.
Referències
[modifica]- ↑ Egerton, 1949, p. 503.
- ↑ Humphrey, 1992, p. Early Life.
- ↑ Els wranglers eren els alumnes que obtenien les millors qualificacions en el tripos (examen final) de matemàtiques. El Senior Wrangler era el millor de tots ells.
- ↑ Lindsay, 1970, p. 3-4.
- ↑ Opitz, 2012, p. 33-34.
- ↑ Ash i Paige, 1985, p. 2.
- ↑ Opitz, 2012, p. 38.
- ↑ 8,0 8,1 Lindsay, 1970, p. 5.
- ↑ Kirkup i Frenkel, 2006, p. 5.
- ↑ Spanos, 2010, p. 359.
- ↑ Agarwall, 2008, p. 66.
- ↑ Lindsay, 1970, p. 8.
- ↑ Rosenberg, 1992, p. 24 i ss.
- ↑ Ash i Paige, 1985, p. 2-4.
- ↑ Cook, 1996, p. 24-29.
- ↑ Wells, 2007, p. 591.
- ↑ Ash i Paige, 1985, p. 4-5.
- ↑ Ash i Paige, 1985, p. 5.
- ↑ Ash i Paige, 1985, p. 6-7.
- ↑ Rott, 1992, p. 2995.
- ↑ Spanos, 2010, p. 361.
- ↑ Spanos, 2010, p. 362.
- ↑ Spanos, 2010, p. 365.
- ↑ Spanos, 2010, p. 366.
- ↑ Spanos, 2010, p. 367.
Vegeu també
[modifica]Bibliografia
[modifica]- Agarwall, Arun. «John William Strutt Rayleigh». A: Nobel Prize Winners in Physics (en anglès). A P H Publishinng, 2008, p. 66. ISBN 9788176487436.
- Ash, E.A.; Paige, E.G.S. (eds.). Rayleigh-Wave Theory and Application (en anglès). Springer, 1985. ISBN 978-3-642-82623-8.
- Cook, Richard K. «Lord Rayleigh and reciprocity in physics» (en anglès). Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 99, Num. 1, 1996, pàg. 24-29. DOI: 10.1121/1.415227. ISSN: 0001-4966.
- Egerton, Alfred Charles «Lord Rayleigh, 1875 - 1947» (en anglès). Biographical Memoirs of Fellows of the Royal Society, Vol. 6, Num. 18, 1949, pàg. 502-538. DOI: 10.1098/rsbm.1949.0011. ISSN: 1748-8494.
- Humphrey, A.T. «Lord Rayleigh - the Last of the Great Victorian Polymaths» (en anglès). GRC Review, Vol. 7, Num. 3, 1992. ISSN: 0267-9337.
- Kirkup, L.; Frenkel, R.B.. An Introduction to Uncertainty in Measurement: Using the GUM (en anglès). Cambridge University Press, 2006. ISBN 978-1-1394-5490-2.
- Lindsay, Robert Bruce. Lord Rayleigh – The Man and His Work (en anglès). Pergamon Press, 1970. ISBN 978-1-4831-4677-5.
- Opitz, Donald L. «"Not merely wifely devotion": Collaborating in the Construction of Science at Terling Place». A: Annette Lykknes, Donald L. Opitz, Brigitte Van Tiggelen (eds.). For Better or For Worse? Collaborative Couples in the Sciences (en anglès). Birkhäuser, 2012, p. 33-56. ISBN 978-3-0348-0285-7.
- Rosenberg, Harry M. «Rayleigh revisited» (en anglès). Physics World, Vol. 5, Num. 12, 1992, pàg. 24-. DOI: 10.1088/2058-7058/5/12/25. ISSN: 0953-8585.
- Rott, N. «Lord Rayleigh and hydrodynamic similarity» (en anglès). Physics of Fluids, Vol. 4, Num. 12, 1992, pàg. 2595-2600. DOI: 10.1063/1.858448. ISSN: 1070-6631.
- Spanos, Aris «The Discovery of Argon: A Case for Learning from Data?» (en anglès). Philosophy of Science, Vol. 77, Num. 3, 2010, pàg. 359-380. DOI: 10.1086/652961. ISSN: 0031-8248.
- Wells, Peter N.T. «Lord Rayleigh: John William Strutt, third Baron Rayleigh» (en anglès). IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, Vol. 54, Num. 3, 2007, pàg. 591-596. DOI: 10.1109/TUFFC.2007.281. ISSN: 0885-3010.
Enllaços externs
[modifica]
- O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F. «John Strutt» (en anglès). MacTutor History of Mathematics archive. School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, Scotland.
- «John Strutt» (en anglès). The Nobel Prize. The Nobel Foundation.
- Lindsay, R.B. «Strutt, John William, Third Baron Rayleigh» (en anglès). Complete Dictionary of Scientific Biography, 2008. [Consulta: 5 octubre 2017].
- Físics anglesos
- Premis Nobel de Física
- Premiats amb les medalles Copley
- Persones d'Essex
- Alumnes del Trinity College (Cambridge)
- Alumnes de l'Eton College
- Alumnes de la Harrow School
- Professors de la Universitat de Cambridge
- Membres de la Royal Society
- Membres de l'Orde del Mèrit
- Morts a Anglaterra
- Naixements del 1842
- Morts el 1919