La fascinación humana por el electromagnetismo, la interacción de las corrientes eléctricas y los campos magnéticos, se remonta a los albores de los tiempos con la observación humana de los rayos y otros sucesos inexplicables, como los peces eléctricos y las anguilas. Los humanos sabían que había un fenómeno, pero permaneció envuelto en misticismo hasta el siglo XVII, cuando los científicos comenzaron a profundizar en la teoría.
Esta cronología de eventos sobre el descubrimiento y la investigación que conducen a nuestra comprensión moderna del electromagnetismo demuestra cómo los científicos, inventores y teóricos trabajaron juntos para hacer avanzar la ciencia de forma colectiva.
600 a. C.: ámbar chispeante en la antigua Grecia
Los primeros escritos sobre electromagnetismo datan del 600 a. C., cuando el antiguo filósofo, matemático y científico griego Tales de Mileto describió sus experimentos frotando pieles de animales sobre varias sustancias como el ámbar. Thales descubrió que el ámbar frotado con piel atrae trozos de polvo y pelos que crean electricidad estática, y si frotaba el ámbar el tiempo suficiente, incluso podría hacer saltar una chispa eléctrica.
221-206 a. C.: brújula de piedra imán china
La brújula magnética es un antiguo invento chino, probablemente fabricado por primera vez en China durante la dinastía Qin, del 221 al 206 a. C. La brújula utilizó una piedra imán, un óxido magnético, para indicar el norte verdadero. Puede que el concepto subyacente no se haya entendido, pero la capacidad de la brújula para señalar el norte verdadero era clara.
1600: Gilbert y la piedra imán
Hacia fines del siglo XVI, el científico inglés William Gilbert, "fundador de la ciencia eléctrica", publicó "De Magnete" en latín traducido como "En el imán" o "En la piedra imán". Gilbert fue un contemporáneo de Galileo, que quedó impresionado por el trabajo de Gilbert. Gilbert llevó a cabo una serie de cuidadosos experimentos eléctricos, en el curso de los cuales descubrió que muchas sustancias eran capaces de manifestar propiedades eléctricas.
Gilbert también descubrió que un cuerpo calentado pierde su electricidad y que la humedad impide la electrificación de todos los cuerpos. También notó que las sustancias electrificadas atraían a todas las demás sustancias indiscriminadamente, mientras que un imán solo atraía al hierro.
1752: Experimentos con cometas de Franklin
El padre fundador estadounidense, Benjamin Franklin, es famoso por el experimento extremadamente peligroso que realizó, de hacer que su hijo volara una cometa a través de un cielo amenazado por una tormenta. Una llave unida a la cuerda de la cometa encendió y cargó una jarra de Leyden, estableciendo así el vínculo entre los rayos y la electricidad. Siguiendo estos experimentos, inventó el pararrayos.
Franklin descubrió que hay dos tipos de cargas, positivas y negativas: los objetos con cargas similares se repelen entre sí y los que tienen cargas diferentes se atraen entre sí. Franklin también documentó la conservación de la carga, la teoría de que un sistema aislado tiene una carga total constante.
1785: Ley de Coulomb
En 1785, el físico francés Charles-Augustin de Coulomb desarrolló la ley de Coulomb, la definición de la fuerza electrostática de atracción y repulsión. Encontró que la fuerza ejercida entre dos pequeños cuerpos electrificados es directamente proporcional al producto de la magnitud de las cargas y varía inversamente al cuadrado de la distancia entre esas cargas. El descubrimiento de Coulomb de la ley de los cuadrados inversos prácticamente anexó una gran parte del dominio de la electricidad. También produjo un trabajo importante sobre el estudio de la fricción.
1789: electricidad galvánica
En 1780, el profesor italiano Luigi Galvani (1737-1790) descubrió que la electricidad de dos metales diferentes provoca que las ancas de rana se muevan. Observó que el músculo de una rana, suspendido en una balaustrada de hierro por un gancho de cobre que atravesaba su columna dorsal, sufría vivas convulsiones sin causa ajena.
Para explicar este fenómeno, Galvani supuso que existía electricidad de tipos opuestos en los nervios y músculos de la rana. Galvani publicó los resultados de sus descubrimientos en 1789, junto con su hipótesis, que cautivó la atención de los físicos de la época.
1790: electricidad voltaica
El físico, químico e inventor italiano Alessandro Volta (1745-1827) leyó sobre la investigación de Galvani y descubrió en su propio trabajo que los productos químicos que actúan sobre dos metales diferentes generan electricidad sin el beneficio de una rana. Inventó la primera batería eléctrica, la batería de pila voltaica en 1799. Con la batería de pila, Volta demostró que la electricidad podía generarse químicamente y desmintió la teoría predominante de que la electricidad era generada únicamente por seres vivos. La invención de Volta provocó un gran entusiasmo científico, lo que llevó a otros a realizar experimentos similares que finalmente llevaron al desarrollo del campo de la electroquímica.
1820: campos magnéticos
En 1820, el físico y químico danés Hans Christian Oersted (1777-1851) descubrió lo que se conocería como la Ley de Oersted: que una corriente eléctrica afecta a la aguja de una brújula y crea campos magnéticos. Fue el primer científico en encontrar la conexión entre la electricidad y el magnetismo.
1821: Electrodinámica de Ampere
El físico francés Andre Marie Ampere (1775-1836) descubrió que los cables que transportan corriente producen fuerzas entre sí, anunciando su teoría de la electrodinámica en 1821.
La teoría de la electrodinámica de Ampere establece que dos porciones paralelas de un circuito se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección y se repelen si las corrientes fluyen en la dirección opuesta. Dos porciones de circuitos que se cruzan entre sí se atraen oblicuamente si ambas corrientes fluyen hacia o desde el punto de cruce y se repelen si una fluye hacia y la otra desde ese punto. Cuando un elemento de un circuito ejerce una fuerza sobre otro elemento de un circuito, esa fuerza siempre tiende a impulsar al segundo en una dirección perpendicular a su propia dirección.
1831: Faraday y la inducción electromagnética
El científico inglés Michael Faraday (1791-1867) de la Royal Society de Londres desarrolló la idea de un campo eléctrico y estudió el efecto de las corrientes en los imanes. Su investigación encontró que el campo magnético creado alrededor de un conductor transportaba una corriente continua, estableciendo así la base para el concepto de campo electromagnético en física. Faraday también estableció que el magnetismo podría afectar los rayos de luz y que existía una relación subyacente entre los dos fenómenos. De manera similar, descubrió los principios de la inducción electromagnética y el diamagnetismo y las leyes de la electrólisis.
1873: Maxwell y las bases de la teoría electromagnética
James Clerk Maxwell (1831-1879), un físico y matemático escocés, reconoció que los procesos del electromagnetismo se podían establecer utilizando las matemáticas. Maxwell publicó "Tratado sobre electricidad y magnetismo" en 1873 en el que resume y sintetiza los descubrimientos de Coloumb, Oersted, Ampere, Faraday en cuatro ecuaciones matemáticas. Las ecuaciones de Maxwell se utilizan hoy en día como base de la teoría electromagnética. Maxwell predice las conexiones del magnetismo y la electricidad que conducen directamente a la predicción de ondas electromagnéticas.
1885: Hertz y ondas eléctricas
El físico alemán Heinrich Hertz demostró que la teoría de ondas electromagnéticas de Maxwell era correcta y, en el proceso, generó y detectó ondas electromagnéticas. Hertz publicó su trabajo en un libro, "Ondas eléctricas: el ser investiga sobre la propagación de la acción eléctrica con velocidad finita a través del espacio". El descubrimiento de las ondas electromagnéticas condujo al desarrollo de la radio. La unidad de frecuencia de las ondas medida en ciclos por segundo se denominó "hercios" en su honor.
1895: Marconi y la radio
En 1895, el inventor e ingeniero eléctrico italiano Guglielmo Marconi puso en práctica el descubrimiento de las ondas electromagnéticas enviando mensajes a largas distancias utilizando señales de radio, también conocidas como "inalámbricas". Era conocido por su trabajo pionero en la transmisión de radio de larga distancia y su desarrollo de la ley de Marconi y un sistema de radiotelegrafo. A menudo se le acredita como el inventor de la radio y compartió el Premio Nobel de Física de 1909 con Karl Ferdinand Braun "en reconocimiento a sus contribuciones al desarrollo de la telegrafía inalámbrica".
Fuentes
- " André Marie Ampère ". Universidad de St. Andrews. 1998. Web. 10 de junio de 2018.
- " Benjamin Franklin y el experimento de la cometa ". El Instituto Franklin. Web. 10 de junio de 2018.
- " Ley de Coulomb ". El Aula de Física. Web. 10 de junio de 2018.
- " De Magnete ". El sitio web de William Gilbert. Web. 10 de junio de 2018.
- " Julio de 1820: Oersted y el electromagnetismo " . Este mes en la historia de la física, APS News. 2008. Web. 10 de junio de 2018.
- O'Grady, Patricia. " Tales de Mileto (c. 620 a. C. — c. 546 a. C.) ". Enciclopedia de Filosofía de Internet. Web. 10 de junio de 2018
- Silverman, Susan. " Brújula, China, 200 a . C. " Smith College. Web. 10 de junio de 2018.