Josef Stefan

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Josef Stefan.

Josef Stefan (en esloveno: Jožef Stefan; St. Peter, 24 de marzo de 1835-Viena, 7 de enero de 1893) fue un físico, matemático y poeta, esloveno-austríaco

Nekaj bode zmeraj še ostalo, Siempre habrá algo, 
da ne bomo vedeli, zakaj? que nosotros no sabremos, ¿por qué? 
    Jožef Stefan, Naturoznanske poskušnje (The Science of Nature trials), 1859

Stefan nació en St. Peter (en esloveno Sveti Peter) un distrito de Klagenfurt (esloveno Celovec) en el Imperio austrohúngaro, (ahora Austria), su padre fue Aleš (Aleksander) Stefan, nacido en 1805 y su madre Marija Startinik, nacida en 1815. Sus padres, ambos de origen esloveno, se casaron cuando Jožef tenía once años de edad. Los Stefans eran una familia modesta. Su padre era un auxiliar en un molino y su madre trabajaba como mucama. El padre de Stefan falleció en 1872 mientras que su madre había fallecido diez años antes en 1863.

Stefan concurrió a la escuela primaria en Klagenfurt, donde mostró su talento. Los maestros recomendaron que prosiguiera estudios superiores, así en 1845 concurrió al Klagenfurt gymnasium. Le tocó vivir el año de 1848 con su revolución, siendo un niño de trece años de edad, este hecho lo inspiró a simpatizar con la literatura de origen esloveno.

Se destacó en el gymnasium siendo el mejor alumno de su clase, y al concluir sus estudios consideró entrar en la orden de los Benedictinos pero pronto abandonó esta idea a causa de su gran interés por la física. En 1853 viajó a Viena para estudiar matemáticas y física. Su profesor de física en el gymnasium había sido Karel Robida quien escribió el primer libro de enseñanza de física en lenguaje esloveno. Stefan se graduó en matemáticas y física en la Universidad de Viena en 1857. Durante sus años como estudiante, escribió y publicó una serie de poemas en lenguaje esloveno. Se dedicó a la enseñanza de física en la Universidad de Viena, fue Director del Instituto de Física a partir de 1866, Vice-Presidente de la Academia de Ciencias de Viena y miembro de varias instituciones científicas en Europa.

Publicó unos 80 artículos científicos, principalmente en los Boletines de Academia de Ciencias de Viena, y es conocido principalmente porque en 1879 descubrió la ley de potencias que establece que la radiación total de un cuerpo negro j* es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura termodinámica T:

 j^{\star} = \sigma T^{4}

En 1884 se descubre la derivación teórica de la ley a partir del trabajo desarrollado en el campo de la termodinámica por su estudiante Ludwig Boltzmann y por ello se la conoce como Ley de Stefan-Boltzmann. Esta ley es la única ley física de la naturaleza nombrada en honor a un físico esloveno. Hoy la ley es derivada a partir de la Ley de Planck para la radiación de un cuerpo negro:

 j^{\star} = \int_{0}^{\infty} \left( {dj^{\star}\over d\lambda} \right) d\lambda

y es válida solo para cuerpos negros ideales. Con su ley Stefan determinó la temperatura de la superficie del Sol y calculó un valor de 5430 °K. Este fue el primer valor razonable para la temperatura del Sol.

Stefan realizó las primera mediciones de la conductividad térmica de gases, realizó trabajos sobre evaporación, y entre otras cosas estudió difusión, y conducción del calor en fluidos. Por su tratado sobre óptica recibió el premio Richard Lieben de la Universidad de Viena. El flujo desde una gota o partícula que es inducido por la evaporación o sublimación en su superficie es llamado flujo de Stefan como homenaje a su trabajo pionero sobre el cálculo de las tasas de evaporación y difusión.

Son también muy importantes sus ecuaciones electromagnéticas, expresadas en notación vectorial, y trabajos en la teoría cinética del calor. Estuvo entre los primeros físicos europeos que comprendió la teoría electromagnética de Maxwell y uno de los pocos fuera de Inglaterra que la expandió. Calculó la inductancia de una bobina de sección cuadrada, y corrigió un error de cálculo de Maxwell. También investigó un fenómeno llamado skin effect, por el cual una corriente eléctrica de alta frecuencia es mayor en la superficie de un material conductor que en su interior.

En matemáticas los problemas de Stefan con condiciones de contorno móviles son ampliamente conocidos. El problema fue analizado por primera vez por Lamé y Clapeyron en 1831. Stefan resolvió el problema cuando estaba analizando cual es la velocidad con la que crece el espesor de una capa de hielo sobre el agua.

Stefan falleció en Viena el 7 de enero de 1893.


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