Historia del electromagnetismo
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La historia del electromagnetismo relata los acontecimientos científicos previos a la unificación de los fenómenos eléctricos y magnéticos en un solo fenómeno electromagnético.
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[editar] Inicios
El concepto actual del electromagnetismo tiene su origen en diferentes experimentos desarrollados principalmente durante el siglo XIX, en los cuales se planteó la unificación de las teorías sobre la electricidad y el magnetismo. Antes de este planteamiento los fenómenos eléctricos y magnéticos habían sido tratados por separado, habiéndose desarrollado teorías desde la antigua Grecia; sin embargo, no fue hasta los últimos años del siglo XVI cuando se realizaron los primeros descubrimientos científicos en ese campo. Hacia 1600, William Gilbert, mediante experimentos de frotación de distintos materiales, adoptó el término de electricidad; en 1672 Otto von Guericke creó la primera máquina capaz de producir una descarga eléctrica.
[editar] Siglo XVIII
Ya en el siglo XVIII, Stephen Gray detalló las características necesarias para la conductividad eléctrica. En 1733, Charles François de Cisternay du Fay creó los conceptos de cargas positivas y cargas negativas; en 1745, Pieter van Musschenbroek y Ewald Georg von Kleist desarrollaron la Botella de Leyden, uno de los primeros condensadores eléctricos; en 1752, Benjamin Franklin demostró que los rayos son fenómenos de origen eléctrico y en 1776, Joseph Priestley elaboró la hipótesis de que, al igual que en las formulas sobre la gravedad elaboradas por Newton, la fuerza eléctrica es directamente proporcional a la carga e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas. Esta hipótesis fue corroborada por Coulomb mediante el uso de un sistema que había inventado en 1785 y que permitía la medición de la fuerza eléctrica: la balanza de torsión. En la recta final del siglo, Alessandro Volta desarrolla la primera pila de corriente continua, la pila de Volta.
A principios siglo XIX Hans Christian Ørsted planteó la hipótesis de que los fenómenos magnéticos y eléctricos estuviesen relacionados. Esta relación fue demostrada por Ampere entre 1822 y 1826. En 1823 William Sturgeon desarrolló el primer electroimán, perfeccionado años después por Joseph Henry. En 1827 Ohm formuló la ley que recibe su nombre, en la que relacionaba tensión, corriente y resistencia.
Michael Faraday descubrió la inducción electromagnética y el concepto de líneas de campo,[1] lo que le permitió, en 1821, crear el primer motor eléctrico; hechos por los cuales es considerado el fundador del electromagnetismo. También consiguió demostrar que la carga eléctrica en un conductor se acumula en la superficie exterior de éste, independientemente de lo que haya en su interior. En 1833 Heinrich Lenz formula la Ley de Lenz, por la cual las corrientes inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. En 1835, Morse crea el telégrafo como aplicación de la teoría electromagnética. En 1841, Hermann von Helmholtz demostró que la electricidad era una energía y que como tal, cumplía la ley de conservación. En 1859, Julius Plücker descubre los rayos catódicos.
[editar] Unificación
En 1864 James Clerk Maxwell establece las llamadas Ecuaciones de Maxwell que demostraron y detallaron la relación matemática entre campos eléctricos y magnéticos, los cuales, según demostró, tenían la misma naturaleza que la luz: naturaleza de onda; a las cuales se denominó ondas electromagnéticas.[2] En 1876, apoyándose en los descubrimientos sobre comunicación inalámbrica de Alexandr Stepánovich Popov, Guglielmo Marconi desarrolla la radio. En 1879 Joseph John Thompson descubre el electrón al observar que los rayos catódicos están formados por partículas de carga negativa. Además determinó la relación carga-masa de estas partículas. Dos años después Thomas Alva Edison inventó la bombilla y tras otros dos años descubrió el efecto termoiónico o efecto Edison. Ese mismo año John Hopkinson publicó el principio de los motores sincrónicos. En 1887 Heinrich Rudolf Hertz descubre el efecto fotoeléctrico, gracias a su estudio de la propagación de las ondas y en la profundización de la naturaleza electromagnética de la luz. Hacia ese mismo año Oliver Heaviside reescribe las ecuaciones de Maxwell en forma vectorial.
En 1888 Nikola Tesla crea el primer generador de corriente alterna y posteriormente un motor que funcionaba con ella, los cuales fueron mostrados en la Exposición Universal de Chicago de 1893. En los años posteriores Tesla desarrolló otros inventos, como un generador de corriente de alta frecuencia o la bobina Tesla.[3] También en la corriente alterna centró sus investigaciones Charles Proteus Steinmetz, las cuales ayudaron a que ésta se impusiese sobre la corriente continua.
[editar] Siglo XX
A principios del siglo XX, Robert Andrews Millikan midió la carga del electrón y Hendrik Antoon Lorentz, junto con su pupilo Pieter Zeeman, ganó el Premio Nobel de Física en 1902 por su investigación sobre la influencia del magnetismo en la radiación, originando la radiación electromagnética.
las implicaciones teóricas del electromagnetismo llevaron a Albert Einstein a la publicación de la teoría de la relatividad especial, en 1905. A su vez la reformulación relativista del electromagnetismo clásico, llevo a la formulación de la electrodinámica clásica. Y más tarde con la consideración de los efectos cuánticos se formuló la electrodinámica cuántica.
En otra publicación de 1905, Einstein puso en juego los pilares del electromagnetismo clásico. Su teoría del efecto fotoeléctrico (por el cual ganó un premio Nobel de física en 1921) proponía que la luz podría existir en cantidades en forma de partículas discretas, que más tarde serían llamadas fotones. La teoría de Einstein del efecto fotoeléctrico extendió la forma de ver la solución de la catástrofe ultravioleta, presentada por Max Planck en 1900. En su trabajo, Planck mostró que los elementos calientes emiten radiación electromagnética en paquetes discretos, que conduce a una energía total finita emitida como radiación de cuerpo negro. Ambos resultados estaban en contraposición directa con el punto de vista clásico de la luz como una onda continua. Las teorías de Planck y Einstein fueron las que dieron origen a la mecánica cuántica, la cual, al ser formulada en 1925, requirió la invención de una teoría cuántica del electromagnetismo. A esta teoría, completada en la década de los 1940, se le conoce como electrodinámica cuántica (o de sus siglas del inglés, QED) y es una las teorías más exactas que la física conoce.
[editar] Véase también
[editar] Referencias
- ↑ Faraday, Michael (1855). Experimental researches in electricity (en inglés). Consultado el 20 de noviembre de 2007.
- ↑ Clerk Maxwell, James (1873). A Treatise on Electricity and Magnetism (en inglés). Consultado el 20 de noviembre de 2007.
- ↑ Tesla, Nikola (1856–1943). Obras de Nikola Tesla en Wikisource en inglés (en inglés). Consultado el 20 de noviembre de 2007.
- Junta de Andalucía. Historia del Electromagnetismo (pdf). Consultado el 20 de noviembre de 2007.
- Moráguez Iglesias, Arabel – Instituto Superior Pedagógico "José de la Luz y Caballero" (2005). El desarrollo del electromagnetismo y su repercusión social. Consultado el 20 de noviembre de 2007.
- Biblioteca Virtual Miguel de Cervantes. Historia – Electromagnetismo. Consultado el 20 de noviembre de 2007.
