Robert W. Wood - Robert W. Wood

Robert W. Wood
Robert Williams Wood.png
Nascer
Robert Williams Wood

2 de maio de 1868
Concord , Massachusetts ,
Estados Unidos
Faleceu 11 de agosto de 1955 (11/08/1955)(com 87 anos)
Amityville , Nova York ,
Estados Unidos
Nacionalidade americano
Educação Roxbury Latin School
Alma mater Harvard University
Massachusetts Institute of Technology
University of Chicago
Conhecido por
Prêmios
Carreira científica
Campos Física

Robert Williams Wood (2 de maio de 1868 - 11 de agosto de 1955) foi um físico e inventor americano que fez contribuições essenciais para o campo da óptica . Ele foi pioneiro na fotografia infravermelha e ultravioleta . As patentes e o trabalho teórico de Wood informam a compreensão moderna da física da luz ultravioleta e possibilitaram uma miríade de usos da fluorescência ultravioleta, que se tornou popular após a Primeira Guerra Mundial . Ele publicou muitos artigos sobre espectroscopia , fosforescência , difração e luz ultravioleta .

Infância e educação

Nascido em Concord, Massachusetts , Wood frequentou a Escola de Latim Roxbury com a intenção inicial de se tornar padre. No entanto, ele decidiu estudar óptica em vez disso, quando testemunhou uma rara aurora brilhante uma noite e acreditou que o efeito era causado por "raios invisíveis". Em sua busca para encontrar esses "raios invisíveis", Wood estudou e obteve vários diplomas em física na Universidade de Harvard , no Instituto de Tecnologia de Massachusetts e na Universidade de Chicago . De 1894 a 1896, ele trabalhou com Heinrich Rubens na Universidade de Berlim .

Carreira

O trevo e a tarambola , ilustração e versículo de Como contar os pássaros das flores (1907). Veja a controvérsia dos impostores da natureza

Wood voltou aos Estados Unidos, onde lecionou brevemente na Universidade de Wisconsin e eventualmente se tornou professor em tempo integral de "física óptica" na Universidade Johns Hopkins de 1901 até sua morte. Ele trabalhou junto com Alfred Lee Loomis em Tuxedo Park, Nova York .

No início de 1902, Wood descobriu que os espectros de reflexão de grades metálicas de comprimento de onda tinham áreas escuras. Este fenômeno incomum foi chamado de anomalia de Wood e levou à descoberta do polariton de plasmon de superfície (SPP), uma onda eletromagnética particular excitada em superfícies de metal.

Em 1903, ele desenvolveu um filtro , o vidro de Wood , que era opaco à luz visível, mas transparente tanto ao ultravioleta quanto ao infravermelho , e é usado nas luzes negras dos dias modernos . Ele o usou para fotografia ultravioleta, mas também sugeriu seu uso para comunicação secreta. Ele também foi a primeira pessoa a fotografar a fluorescência ultravioleta . Ele também desenvolveu uma lâmpada ultravioleta, amplamente conhecida como lâmpada de Wood na medicina. A aparência brilhante ligeiramente surreal da folhagem nas fotografias infravermelhas é chamada de efeito Madeira.

Em 1904, madeira refutado a existência dos chamados N-raios . O físico francês Prosper-René Blondlot afirmou ter descoberto uma nova forma de radiação semelhante aos raios X , que ele chamou de raios N. Alguns físicos relataram ter reproduzido com sucesso seus experimentos; outros relataram que não observaram o fenômeno. Visitando o laboratório de Blondlot a pedido da revista Nature , Wood sub-repticiamente removeu um prisma essencial do aparelho de Blondlot durante uma demonstração. O alegado efeito ainda foi relatado, mostrando que os raios N tinham sido uma auto-ilusão da parte de Blondlot.

Wood identificou uma área de albedo ultravioleta muito baixo (uma área onde a maior parte do ultravioleta foi absorvido) na região do planalto de Aristarchus da Lua , que ele sugeriu ser devido ao alto teor de enxofre . A área continua a ser chamada de Wood's Spot.

Em 1909, Wood construiu o primeiro telescópio astronômico de espelho líquido prático , girando o mercúrio para formar uma forma parabolóide , e investigou seus benefícios e limitações. Wood foi descrito como o "pai da fotografia infravermelha e ultravioleta". Embora a descoberta da radiação eletromagnética além do espectro visível e o desenvolvimento de emulsões fotográficas capazes de registrá-los sejam anteriores a Wood, ele foi o primeiro a produzir intencionalmente fotografias com radiação infravermelha e ultravioleta .

Wood participou da investigação de vários crimes, incluindo o atentado de Wall Street .

Wood também é autor de obras não técnicas. Em 1915, Wood co-escreveu um romance de ficção científica , The Man Who Rocked the Earth , junto com Arthur Train . Sua sequência, The Moon Maker , foi publicada no ano seguinte. Wood também escreveu e ilustrou dois livros de versos infantis, How to Tell the Birds from the Flowers (1907) e Animal Analogues (1908).

Vida pessoal

Wood casou-se com Gertrude Hooper Ames em 1892 em San Francisco. Ela era filha de Pelham Warren e Augusta Hooper (Wood) Ames, e neta de William Northey Hooper e do juiz da Suprema Corte de Massachusetts, Seth Ames. Robert Wood morreu em Amityville, Nova York .

Contribuições para ultrassom

Fotografias de ondas sonoras (geradas por faíscas) e seus reflexos
Esboços de frentes de onda observados a partir de fotografias

Embora a ótica física e a espectroscopia fossem as principais áreas de estudo de Wood, ele também fez contribuições substanciais para o campo do ultrassom . Suas principais contribuições foram fotografar ondas sonoras e investigar ultra-sons de alta potência.

Fotografia de ondas sonoras

Sua primeira contribuição ao campo da ultrassonografia foi a fotografia de ondas sonoras. A principal área de pesquisa de Wood foi a óptica física, mas ele se viu confrontado com o problema de demonstrar a seus alunos a natureza ondulatória da luz sem recorrer a abstrações matemáticas que eles acharam confusas. Ele, portanto, resolveu fotografar as ondas sonoras emitidas por uma faísca elétrica como uma analogia às ondas de luz. Uma faísca elétrica foi usada porque não produz um trem de ondas, mas uma única frente de onda , tornando-o muito mais intuitivo de estudar e visualizar. Embora esse método tenha sido descoberto pela primeira vez por August Toepler , Wood fez estudos mais detalhados das ondas de choque e seus reflexos.

Ultrassom de alta potência

Após essas contribuições iniciais, Wood retornou à óptica física, deixando de lado seu interesse pela "supersônica" por algum tempo. Com a entrada dos Estados Unidos na Primeira Guerra Mundial , Wood foi convidado a ajudar no esforço de guerra. Ele decidiu trabalhar com Paul Langevin , que estava investigando o ultrassom como método de detecção de submarinos . Enquanto estava no laboratório de Langevin, ele observou que ondas ultrassônicas de alta potência podem causar a formação de bolhas de ar na água , e que peixes seriam mortos ou a mão de um experimentador sofreria dor lancinante se colocada no caminho de um feixe de som intenso. Todas essas observações despertaram seu interesse pelo ultrassom de alta potência.

Em 1926, Wood relatou os experimentos de Langevin para Alfred Lee Loomis , e os dois colaboraram em experimentos de ultrassom de alta intensidade; esta acabou sendo a principal contribuição de Wood para o campo da ultrassonografia.

A configuração experimental foi acionada por um oscilador de dois kW que havia sido projetado para um forno, permitindo a geração de uma potência de saída muito alta. As frequências que eles usaram vão de 100 a 700  kHz . Quando o transdutor de placa de quartzo era suspenso em óleo, ele levantava um monte de óleo até 7 centímetros (3 pol.) Mais alto do que o resto da superfície do óleo. Em potências mais baixas, o monte era baixo e irregular; em altas potências, ele subiria até os 7 cm completos, "seu cume lançando óleo em erupção como um vulcão em miniatura". As gotas de óleo no ar podem atingir alturas de 30–40 centímetros (12–16 pol.). Da mesma forma, quando uma placa de vidro de 8 centímetros (3 pol.) De diâmetro foi colocada na superfície do óleo, até 150 gramas (5 onças) de peso externo poderiam ser colocados no topo da placa de vidro, apoiado pela força do ondas de ultrassom sozinhas. Isso foi conseguido pelas ondas refletindo e re-refletindo entre o transdutor e a placa de vidro, permitindo que cada onda gerada transmitisse sua força à placa de vidro várias vezes.

Ao tentar medir a temperatura do monte de óleo em erupção com um termômetro de vidro, Wood e Loomis descobriram acidentalmente outro conjunto de efeitos. Eles notaram que embora o mercúrio no termômetro indicasse apenas 25 ° C (77 ° F), o vidro estava tão quente que doía ao toque, e eles notaram que a dor se tornava insuportável se tentassem apertar o termômetro com força. Mesmo que um fio muito fino de vidro de apenas 0,2 milímetros (0,01 pol.) De diâmetro e 1 metro (3 pés 3 pol.) De comprimento fosse colocado no óleo em uma extremidade, segurar uma protuberância no vidro na outra extremidade ainda resultava em uma ranhura sendo deixada na pele e a pele sendo queimada, com formação de bolhas dolorosas e sangrentas que duraram várias semanas, mostrando que as vibrações ultrassônicas transmitidas geradas eram bastante poderosas. Quando um bastão de vidro vibratório era colocado levemente em contato com lascas de madeira secas , o bastão queimava a madeira e fazia com que fumegasse; quando pressionada contra uma lasca de madeira, ela queimaria rapidamente a lasca, deixando um buraco carbonizado. Durante todo o tempo, a vareta de vidro permaneceu fria, com o aquecimento confinado à ponta. Quando uma barra de vidro era pressionada levemente contra uma placa de vidro, ela gravava a superfície, enquanto, se pressionada com mais força, perfurava a placa. Os exames microscópicos mostraram que os detritos desprendidos incluíam vidro em pó fino e glóbulos de vidro fundido.

Wood e Loomis também investigaram o aquecimento de líquidos e sólidos internamente usando ultrassom de alta intensidade. Embora o aquecimento de líquidos fosse relativamente simples, eles também eram capazes de aquecer um cubo de gelo de forma que o centro derretesse antes do exterior. A capacidade de aquecer ou danificar objetos internamente é agora a base do ultrassom terapêutico moderno . Voltando sua atenção para os efeitos do ultrassom de alta intensidade na matéria viva, Wood e Loomis observaram o ultrassom rasgando corpos frágeis em pedaços. As células geralmente se separavam com uma exposição suficientemente alta, embora as muito pequenas, como as bactérias, conseguissem evitar a destruição. Sapos, ratos ou pequenos peixes foram mortos após um a dois minutos de exposição, replicando a observação anterior de Langevin.

Wood e Loomis também investigaram a formação de emulsões e névoas , cristalização e nucleação , reações químicas , padrões de interferência e ondas estacionárias em sólidos e líquidos sob ultrassom de alta intensidade. Depois de concluir essa ampla gama de experimentos, Wood voltou à ótica e não voltou ao trabalho ultrassônico. Loomis avançaria ainda mais na ciência com outros colaboradores.

Honras

Legado

  • O Prêmio RW Wood da Optical Society of America reconhece uma descoberta notável, realização científica ou tecnológica ou invenção no campo da óptica.

Bibliografia

Patentes

  • Telescópio flash
  • Método Ótico
  • Brinquedo ótico

Obras de Wood

  • Wood, RW (1919). Pesquisas em óptica física (vol.2), Radiação de ressonância e espectros de ressonância . Nova York: Columbia Univ. Pressione. ISBN 978-1-171-56302-0.
  • Train, AC & Wood, RW (1916). The Moon Maker . Cidade Jardim: Doubleday, Page & Co. OCLC  2755800 .
  • Train, AC & Wood, RW (1915). O Homem Que Balançou a Terra . Cidade Jardim: Doubleday, Page & Co. ISBN 978-0-405-06315-2.
  • Wood, RW (1913). Pesquisas em óptica física (vol.1), com referência especial à radiação de elétrons . Nova York: Columbia Univ. Pressione. ISBN 978-1-333-54006-7.
  • Wood, RW (1909). “Nota sobre a Teoria da Estufa” . The London, Edinburgh e Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 17 (98): 319–320. doi : 10.1080 / 14786440208636602 - via Taylor & Francis Online.
  • Wood, RW (1917) [1907]. Como distinguir os pássaros das flores e outros cortes de madeira: um manual revisado de flornitologia para iniciantes (inclui "Anatomias animais") . Nova York: Dodd, Mead and Company. ISBN 978-0-353-03186-9.
  • Wood, RW (1905). Óptica Física . Nova York: MacMillan. ISBN 978-1-172-70918-2.

Referências

Leitura adicional

Sobre madeira

Menciona Madeira

links externos