James Maxwell y los fenómenos electromagnéticos

3 de mayo de 2008

James Maxwell y los fenómenos electromagnéticos

Así como las leyes de Newton gobiernan el mundo de los fenómenos mecánicos, las leyes de Maxwell hacen lo propio en el dominio de los fenómenos electromagnéticos, desde la simple atracción que ejerce un imán sobre un clavo, hasta la forma compleja en que se propagan las ondas de radio y televisión.
Las leyes de Maxwell son cuatro: las dos primeras son las leyes de Gauss para campos eléctricos y magnéticos respectivamente -por Carl Friedrich Gauss (1777-1855), físico alemán-; le sigue la ley de inducción de Faraday -por Michael Faraday (1791-1867), físico británico-, y por último la ley de Ampére -por André Marie Ampére (1775-1936), físico francés-.
Aunque varias de estas leyes ya se conocían desde fines del siglo XVIII a través de la evidencia experimental, no fue sino hacia 1860 cuando Maxwell pudo expresar las cuatro leyes de una forma matemática rigurosa y compacta, lo que permitió su posterior estudio analítico integrando así bajo un único esquema conceptual tanto los fenómenos eléctricos como magnéticos.
Ello permitió que Maxwell hiciera una predicción asombrosa: todas las ondas electromagnéticas que viajan en el vacío deberían propagarse con la velocidad de la luz. Luego, la luz debería ser un fenómeno electromagnético. Así es: la luz visible es simplemente una de las muchas formas de energía electromagnética y se distingue de las otras sólo por su diferente longitud de onda. Una vez que los trabajos de Maxwell se publicaron, los físicos de la siguiente generación pudieron inspirarse en ellos: el alemán Heinrich Hertz (1857-1894) experimentó con ondas electromagnéticas producidas por la oscilación de la electricidad en un conductor, poniendo en marcha la telegrafía sin hilos; el italiano Guglielmo Marconi (1874-1937) desarrolló la tecnología de las radiocomunicaciones, mientras que el célebre Albert Einstein (1879-1955) desarrolló la teoría especial de la relatividad, todo ello como consecuencia directa del formalismo matemático riguroso y compacto de la teoría electromagnética de Maxwell.Maxwell nació el 13 de noviembre de 1831, en Edimburgo, Escocia, el mismo año en que el físico y químico británico Michael Faraday (1791-1867) lograba su máximo descubrimiento, la inducción electromagnética. Descendiente de una antigua familia de la nobleza, Maxwell fue un niño prodigio. En 1841 inició sus estudios en la Academia de Edimburgo, donde demostró su excepcional interés por la geometría, disciplina sobre la que trató su primer trabajo científico, que fue publicado cuando sólo tenía catorce años de edad. Dos años más tarde ingresó a la Universidad de Edimburgo, y posteriormente se trasladó al Trinity College de Cambridge donde se graduó en matemáticas en 1854. Luego fue asignado a la cátedra de Filosofía Natural en Aberdeen, y un tiempo después, a la de Física en el laboratorio Cavendish de Cambridge.Tal labor lo absorbió por completo y lo condujo a la formulación de la teoría electromagnética de la luz y de las ecuaciones generales del campo electromagnético. En este contexto, Maxwell estableció que la luz estaba constituida por ondulaciones transversales del mismo medio, lo cual provocaba los fenómenos eléctricos y magnéticos. Sus más fecundos años los pasó en el silencioso retiro de su casa de campo. Allí maduró la monumental obra "Treatise on electricity and magnetism" (Tratado sobre la electricidad y el magnetismo, 1873). James Clerk Maxwell falleció en Cambridge, el 5 de noviembre de 1879.
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