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Gustav Hertz, Premio Nobel de Física por sus descubrimientos sobre el paso de electrones a través de un gas

Gustav Hertz22 de julio de 1887, en Hamburgo (Alemania) – 30 de octubre de 1975, en Berlín (Alemania)

Gustav Ludwig Hertz inició sus estudios en la escuela Johanneum (Hamburgo) y posteriormente en las universidades e Gotinga, Múnich y Berlín hasta graduarse en Física en 1911. Su tesis versaba sobre la absorción infrarroja del dióxido de carbono en relación con la presión y la presión parcial.

Obtuvo un puesto como ayudante de investigación en el Instituto de Física de la Universidad Friedrich Wilhelm (Berlín) en 1913.

Junto con otro científico, James Franck, llevaron a cabo investigaciones sobre el impacto de los electrones que les llevaron, en 1914, a realizar su famoso experimento que confirmaba y apoyaba el modelo atómico de Bohr y abría las puertas a la mecánica cuántica formulada por Max Planck.

Justo cuando estaba investigando y cuantificando el potencial de ionización de varios gases, comienza la Primera Guerra Mundial y tiene que ir al frente. En 1915, es herido de gravedad.

Continúa con sus estudios y demostró las relaciones cuantitativas entre las series de líneas espectrales y la pérdida de energía de los electrones al colisionar con átomos.

En 1925, él y James Franck, reciben el Premio Nobel de Física por sus descubrimientos sobre el paso de electrones a través de un gas. Además, recibió la Medalla Max Planck de la Sociedad Alemana de Física.

Vuelve a Berlín con el objetivo de reconstruir el Instituto de Física. Durante este tiempo, es el director y responsable del descubrimiento de un método para separar isótopos de neón mediante una cascada de difusión.

Tras la Segunda Guerra Mundial, en 1945, se trasladó a la Unión Soviética, en donde trabajó como jefe de un laboratorio de investigación hasta 1954 que ascendió al puesto de director del Instituto de Física de la Universidad Karl Marx en Leipzig (Alemania).

En 1961, fue nombrado profesor emérito y se retiró viviendo entre Leipzig y Berlín.

Tuvo dos hijos también físicos, el Dr. Carl Hellmuth Hertz y el Dr. Johannes Hertz.

A lo largo de su vida publicó muchos de sus trabajos, tanto en colaboración con Franck como de forma individual.

Fue miembro de la Academia de Ciencias Alemana en Berlín, de la Academia de Ciencias de Gotinga, de la Academia Húngara de ciencias, de la Academia de Ciencias Checoslovaca y miembro extranjero de la Academia de Ciencias de la URSS.

¿Cómo se realiza el experimento Franck-Hertz?

Experimento Hertz-FranckLlevaron a cabo un experimento que demostró la existencia de estados excitados discretos en los átomos de mercurio, lo que confirmó la predicción del modelo de Bohr (que había postulado un año antes) de que los sistemas ligados atómicos ocupaban solamente determinados estados de energía, es decir, su energía estaba cuantizada. Por lo tanto, el correspondiente espectro de energía no era continuo sino discreto.

En el interior de un tubo de descarga a baja presión, donde hay vapor de mercurio, los electrones, emitidos con una energía conocida por un filamento calentado que actúa de cátodo, son acelerados por un voltaje hacia una rejilla cargada positivamente, de forma que

 se emiten con cierta energía cinética. Después de la rejilla, había una placa colectora con un pequeño voltaje negativo respecto a la rejilla lo que actúa como potencial retardador para los electrones. Por lo tanto, hay una diferencia de potencial entre la rejilla y la placa colectora (llamado potenciado de frenado). Mediante un amperímetro se puede medir la intensidad de corriente y con ello obtener cuantificaciones de los niveles de energía correspondientes a los estados ligados atómicos.