James Franck para niños
Datos para niños James Franck |
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 James Franck (1925)
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| Información personal | ||
| Nacimiento | 26 de agosto de 1882 Hamburgo, Imperio alemán |
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| Fallecimiento | 21 de mayo de 1964 Gotinga, Alemania Occidental |
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| Sepultura | Ohlsdorf Cemetery y Oak Woods Cemetery | |
| Nacionalidad | Alemana y estadounidense | |
| Lengua materna | Alemán | |
| Familia | ||
| Cónyuge | Hertha Sponer (desde 1946) | |
| Educación | ||
| Educado en | Universidad de Heidelberg Universidad de Berlín |
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| Tesis doctoral | Über die Beweglichkeit der Ladungsträger der Spitzenentladung (Sobre la movilidad de los portadores de carga en las descargas puntuales) (1906) | |
| Supervisor doctoral | Emil Gabriel Warburg | |
| Información profesional | ||
| Área | Física atómica | |
| Conocido por | Principio de Franck-Condon Experimento de Franck-Hertz Informe Franck |
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| Empleador | Universidad de Berlín Universidad de Gotinga Universidad Johns Hopkins Universidad de Chicago Laboratorio de Metalurgia |
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| Estudiantes doctorales | Wilhelm Hanle Arthur R. von Hippel Theodore Puck |
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| Alumnos | Fritz Houtermans | |
| Rama militar | Ejército Imperial Alemán | |
| Conflictos | Primera Guerra Mundial | |
| Miembro de | Royal Society (1964) | |
| Distinciones | Cruz de Hierro de 2.ª clase (1915) Cruz Hanseática (1916) Cruz de Hierro de 1.ª clase (1918)  Premio Nobel de física (1925)Medalla Max Planck (1951) Premio Rumford (1955) |
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James Franck (nacido en Hamburgo, Alemania, el 26 de agosto de 1882 y fallecido en Gotinga, Alemania Occidental, el 21 de mayo de 1964) fue un físico alemán. Ganó el Premio Nobel de Física en 1925, junto con Gustav Hertz. Recibieron el premio por descubrir cómo los electrones interactúan con los átomos.
Franck completó sus estudios de doctorado en 1906 en la Universidad Frederick William de Berlín. Allí fue profesor hasta 1918. Participó como voluntario en el ejército alemán durante la Primera Guerra Mundial. Fue herido en 1917 y recibió la Cruz de Hierro.
Más tarde, Franck dirigió la División de Física en el Instituto Kaiser Wilhelm para la Fisicoquímica y la Electroquímica. En 1920, se convirtió en profesor de física experimental en la Universidad de Gotinga. Su trabajo más famoso incluye el experimento de Franck y Hertz, que confirmó el modelo atómico de Bohr. También apoyó las carreras de muchas mujeres en la física, como Lise Meitner y Hertha Sponer.
Cuando el gobierno cambió en Alemania en 1933, Franck renunció a su puesto. Lo hizo en protesta por el despido de sus colegas. Ayudó a científicos que habían sido despedidos a encontrar trabajo en otros países. En noviembre de 1933, él mismo dejó Alemania. Después de un tiempo en Dinamarca, se mudó a Estados Unidos. Allí trabajó en la Universidad Johns Hopkins y luego en la Universidad de Chicago. Durante este tiempo, se interesó en cómo las plantas usan la luz para crecer, un proceso llamado fotosíntesis.
Durante la Segunda Guerra Mundial, Franck participó en un proyecto científico importante. Fue director de la División de Química en el Laboratorio Metalúrgico. También presidió un comité que redactó el Informe Franck. Este informe sugería que ciertas armas no se usaran en ciudades sin previo aviso.
Contenido
Primeros años y educación
James Franck nació en Hamburgo, Alemania, el 26 de agosto de 1882. Fue el segundo hijo de Jacob Franck, un banquero, y Rebecca Nachum Drucker. Tenía una hermana mayor, Paula, y un hermano menor, Robert Bernard. Su padre era muy religioso, y su madre venía de una familia de rabinos. Asistió a la escuela primaria en Hamburgo y luego al Wilhelm-Gymnasium, una escuela solo para chicos.
Como Hamburgo no tenía universidad, Franck tuvo que buscar una en otra ciudad. En 1901, comenzó a estudiar derecho y economía en la Universidad de Heidelberg. Sin embargo, le interesaban mucho más las clases de ciencia. Allí conoció a Max Born, quien se convirtió en su amigo para toda la vida. Con la ayuda de Born, Franck convenció a sus padres para que le permitieran estudiar física y química. Luego, se trasladó a la Universidad Káiser Federico-Guillermo en Berlín, que era un centro importante para las ciencias.
En Berlín, Franck asistió a clases de Max Planck y Emil Warburg. En 1904, salvó a dos niños de ahogarse en el río Spree. Para su doctorado, bajo la supervisión de Warburg, estudió la movilidad de los iones. Su tesis se tituló Sobre la movilidad de los portadores de carga en las descargas puntuales.
Después de terminar su doctorado, Franck hizo su servicio militar. En 1907, conoció a Ingrid Josephson, una pianista sueca, y se casaron en Suecia. Tuvieron dos hijas, Dagmar y Elisabeth. Para avanzar en su carrera académica en Alemania, Franck necesitaba obtener una habilitación. Esto significaba publicar muchos trabajos importantes. Colaboró con varios científicos, pero su trabajo más importante fue con Gustav Hertz, con quien escribió 19 artículos. Recibió su habilitación en 1911.
El Experimento de Franck y Hertz
En 1914, James Franck y Gustav Hertz realizaron un experimento muy importante. Querían entender cómo los electrones interactúan con los átomos. Usaron un tubo de vacío con vapor de mercurio. Descubrieron que cuando un electrón chocaba con un átomo de mercurio, solo podía perder una cantidad específica de su energía cinética (4,9 electrón voltios). Los electrones más rápidos no se detenían por completo, pero siempre perdían la misma cantidad de energía. Los electrones lentos simplemente rebotaban sin perder mucha energía.
Estos resultados confirmaron ideas importantes de la física cuántica. Apoyaron el efecto fotoeléctrico de Albert Einstein y la relación de Max Planck (E = fh), que conecta la energía con la frecuencia. También dieron pruebas del modelo atómico de Niels Bohr. Este modelo dice que los electrones en un átomo solo pueden estar en ciertos "niveles de energía". Después de una colisión, el electrón en el átomo de mercurio salta a un nivel de energía más alto, con 4.9 eV de energía extra. No hay niveles intermedios posibles.
En otro estudio, Franck y Hertz mostraron que los átomos de mercurio que habían absorbido energía emitían luz ultravioleta. La longitud de onda de esta luz coincidía exactamente con los 4,9 eV de energía que el electrón había perdido. Esta relación entre energía y longitud de onda también había sido predicha por Bohr. En 1926, Franck y Hertz recibieron el Premio Nobel de Física por su descubrimiento.
Servicio durante la Primera Guerra Mundial
Franck se unió al Ejército Imperial Alemán en agosto de 1914, al inicio de la Primera Guerra Mundial. Fue enviado al Frente Occidental en Francia. En 1915, se convirtió en teniente. Recibió la Cruz de Hierro de segunda clase en 1915 y la Cruz Hanseática en 1916.
Mientras estaba en el hospital por una enfermedad pulmonar, coescribió otro artículo científico con Hertz. Fue nombrado profesor asistente en la Universidad Káiser Federico-Guillermo. Después, fue enviado al Frente Ruso, pero fue dado de baja por una enfermedad. Regresó a Berlín y se unió a otros científicos en el Laboratorio Fritz Haber. Allí trabajaron en el desarrollo de máscaras de gas. En 1918, recibió la Cruz de Hierro de Primera Clase y fue dado de baja del ejército.
Después de la guerra, Franck regresó a la investigación en el Instituto Káiser Federico-Guillermo. Su nuevo puesto le permitía continuar con sus propias investigaciones. Trabajó con científicos más jóvenes, como Hertha Sponer. Sus estudios se centraron en los electrones atómicos en su estado excitado. Acuñaron el término "metastable" para los átomos que permanecen mucho tiempo en un estado de energía que no es el más bajo.
Gotinga: Un centro de física
En 1920, la Universidad de Gotinga le ofreció a Max Born una cátedra de física teórica. Born quería que Franck dirigiera la física experimental allí. Así, el 15 de noviembre de 1920, Franck se convirtió en profesor de física experimental y director del Segundo Instituto de Física Experimental. Llevó consigo a Hertha Sponer como ayudante. Franck mejoró el laboratorio con equipos modernos.
Con Born y Franck, Gotinga se convirtió en uno de los centros más importantes de la física en el mundo entre 1920 y 1933. Aunque no publicaron muchos artículos juntos, siempre discutían sus ideas. Entrar al laboratorio de Franck era muy difícil debido a la alta competencia. Sus estudiantes de doctorado incluyeron a Wilhelm Hanle y Fritz Houtermans. Franck se aseguraba de que los temas de tesis fueran claros y que los estudiantes aprendieran a investigar de forma original. Bajo su dirección, la investigación se centró en la estructura de los átomos y las moléculas.
En su propia investigación, Franck desarrolló lo que se conoce como el Principio de Franck-Condon. Esta es una regla importante en espectroscopía y química cuántica. Explica cómo cambian los niveles de energía de una molécula cuando absorbe o emite luz. El principio dice que es más probable que ocurra un cambio si las "funciones de onda" de los dos niveles de energía se superponen. Este principio se ha aplicado a muchos fenómenos físicos.
Exilio y trabajo en Estados Unidos
Este período de éxito terminó cuando un nuevo gobierno llegó al poder en Alemania en 1933. Se aprobó una ley que permitía despedir a los empleados públicos de origen judío o que se oponían al gobierno. Aunque Franck estaba exento por haber servido en la Primera Guerra Mundial, renunció a su cargo el 17 de abril de 1933 en señal de protesta.
Franck, quien una vez dijo que "la ciencia era su Dios y la naturaleza su religión", estaba orgulloso de su herencia. Fue el primer académico en renunciar por esta ley. Periódicos de todo el mundo informaron de su acción.
Franck colaboró con el científico británico Frederick Lindemann para ayudar a otros científicos despedidos a encontrar trabajo en el extranjero. En noviembre de 1933, Franck dejó Alemania. Después de una breve visita a Estados Unidos, aceptó un puesto en el Instituto Niels Bohr en Copenhague, Dinamarca. Allí, comenzó a interesarse en la fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas usan la luz para convertir el dióxido de carbono y el agua en alimento.
En 1935, Franck se mudó a Estados Unidos y aceptó un puesto de profesor en la Universidad Johns Hopkins. Más tarde, en 1938, aceptó una oferta de la Universidad de Chicago, donde su trabajo sobre la fotosíntesis había generado mucho interés. Pudo traer a sus hijas y a su familia a Estados Unidos. Se convirtió en ciudadano estadounidense en 1941.
En febrero de 1942, Arthur Compton estableció el Laboratorio Metalúrgico en la Universidad de Chicago. Este laboratorio era parte de un proyecto científico importante. Franck fue nombrado director de la División de Química. También presidió un comité que estudió los problemas sociales relacionados con la energía atómica. En 1945, este comité redactó el Informe Franck. El informe recomendaba que ciertas armas no se usaran en ciudades sin una advertencia previa.
Vida posterior y reconocimientos
Franck se casó con Hertha Sponer en 1946. En sus investigaciones después de la guerra, siguió estudiando la fotosíntesis. Sus colegas recordaban que Franck disfrutaba hablando de sus problemas científicos para entenderlos mejor. Su investigación siempre se centró en cómo la energía se intercambia entre átomos y moléculas.
James Franck falleció repentinamente de un problema cardíaco durante una visita a Gotinga el 21 de mayo de 1964. Fue enterrado en Chicago junto a su primera esposa. Sus documentos se guardan en la Biblioteca de la Universidad de Chicago.
Además del Premio Nobel, Franck recibió la Medalla Max Planck en 1951 y la Medalla Rumford en 1955 por su trabajo en la fotosíntesis. Fue nombrado ciudadano honorario de Gotinga en 1953 y miembro extranjero de la Royal Society en 1964.
Legado
- En 1967, la Universidad de Chicago fundó el Instituto James Franck en su honor.
- El cráter lunar Franck también lleva su nombre.
Galería de imágenes
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James Franck (1925)
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Gráfico del experimento de Franck y Hertz.
-
James Franck con otros científicos en 1923.
-
James Franck en Chicago, 1952.
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James Franck junto a otros Premios Nobel: Niels Bohr, Albert Einstein e Isidor Isaac Rabi en 1954.
Véase también
En inglés: James Franck Facts for Kids
