El documento describe la historia del desarrollo del conocimiento científico sobre la electricidad y el magnetismo. Destaca los avances teóricos de Maxwell que predijeron las ondas electromagnéticas y las verificaciones experimentales de Hertz. También resalta las aplicaciones tecnológicas tempranas como el telégrafo y los motores eléctricos, y el papel de los primeros laboratorios industriales en promover innovaciones posteriores.
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El documento describe la historia del desarrollo del conocimiento científico sobre la electricidad y el magnetismo. Destaca los avances teóricos de Maxwell que predijeron las ondas electromagnéticas y las verificaciones experimentales de Hertz. También resalta las aplicaciones tecnológicas tempranas como el telégrafo y los motores eléctricos, y el papel de los primeros laboratorios industriales en promover innovaciones posteriores.
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El documento describe la historia del desarrollo del conocimiento científico sobre la electricidad y el magnetismo. Destaca los avances teóricos de Maxwell que predijeron las ondas electromagnéticas y las verificaciones experimentales de Hertz. También resalta las aplicaciones tecnológicas tempranas como el telégrafo y los motores eléctricos, y el papel de los primeros laboratorios industriales en promover innovaciones posteriores.
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FILOSOFÍA DEL ELECTROMAGNETISMO
El conocimiento científico de la relación entre electricidad y
magnetismo dio lugar, inmediatamente, a aplicaciones tecnológicas importantes. Éstas se detallan en los capítulos VII – X e incluyen al telégrafo, con el que el hombre pudo comunicarse por medios eléctricos, y a las máquinas eléctricas, o sea, motores eléctricos y generadores de electricidad. De esta forma, el hombre tuvo a su disposición fuentes de corriente eléctrica de gran intensidad, hecho que cambió drásticamente la vida, dando lugar a un revolución en la forma de vida de la humanidad, cuyas consecuencias fueron la iluminación eléctrica y el teléfono, entre otras.
Otra novedad importante que se dio en el desarrollo de estas
aplicaciones de la electricidad y el magnetismo fue la creación de los primeros laboratorios industriales, que desempeñaron un papel primordial en los subsiguientes avances.
Por otro lado, la historia dio un vuelo inesperado. James Glerk
Maxwell realizó una gran síntesis teórica de los trabajos de Ampére y faraday sobre la electricidad y el magnetismo, lo que condujo al sorpresivo descubrimiento de que la luz era de origen eléctrico y magnético. Además, como consecuencia de la teoría que desarrolló predijo la existencia de las ondas electromagnéticas. El contexto en que trabajó Maxwell se presenta en los capítulos XI a XIII y su contribución se relata en el capitulo XIV. Basado en el trabajo de sus antecesores, Maxwell construyó uno de los pilares de la física, comparable con la mecánica por Newton. Hemos de mencionar que la teoría electromagnética de Maxwell sirvió para el futuro desarrollo de la teoría de la relatividad de Einstein.
Ahora bien, años después de que Maxwell hiciera la predicción de
las ondas electromagnéticas en forma teórica, Hertz llevó a cabo un notable experimento, que es un ejemplo de la forma en que se hace ciencia. Se propuso indagar si en la naturaleza efectivamente existen ondas electromagnéticas. Su trabajo verificó en forma brillante las predicciones de Maxwell.
En otro orden de ideas y a principios del presente siglo, los trabajos
de Marconi solamente había dado por resultado el telégrafo inalámbrico. La necesidad de desarrollar la radiotelefonía precipitó el inicio de la electrónica moderna. De hecho, esta rama del electromagnetismo consolidó el importante papel de los laboratorios industriales. Una vez logrado el entendimiento fundamental de grandes novedades: la radio, que dominaría la vida humana durante varias décadas, y posteriormente la televisión, que tanta repercusión ha tenido.
En este sentido la posibilidad práctica de construir pilas voltaicas
produjo una revolución en el estudio de la electricidad. Hemos de mencionar que en muchos laboratorios era muy poco factible construir las máquinas de electricidad por fricción, ya que eran bastante caras; sin embargo, las pilas eran relativamente baratas. Permitieron el avance de la ciencia química ya que estaban al alcance de muchos laboratorios; de otra manera no se hubieran podido realizar muchas investigaciones científicas. Gran parte de los primeros descubrimientos electroquímicos fueron hechos precisamente con pilas voltaicas. Poco después de haber recibido una carta de Volta en la que explicaba cómo construir una pila, William Nicholson (1.753 – 1.825) y Anthony Carlisle (1.768 – 1.840) construyeron en Londres uno de estos dispositivos, y con el fin de conseguir una mejor conexión eléctrica, conectaron cada una de las terminales de la pila a un recipinte con agua. Se dieron cuenta de que en una de las terminales aparecía hidrógeno y en la otra, oxígeno. Fue así como descubrieron el fenómeno de la electrólisis, en el que, por medio de una corriente eléctrica, se separan los átomos que componen la molécula del agua. Humphry Davi (1.778 – 1.829), también en Inglaterra, descompuso por medio de la electrólisis otras sustancias, y así descubrió los metales sodio y potasio al descomponer electroquímicamente diferentes sales minerales, como la potasa cáustica, la soda fundida, etc. También obtuvo elctroquímicamente los elementos bario, calcio, magnesio y estroncio. Poco después Faraday descubrió, también con las pilas voltaicas, las leyes de la electrólisis.
FILOSOFÍA DEL MAGNETISMO
En el caso del magnetismo, al igual que en el de la electricidad,
desde tiempos remotos el hombre se dio cuenta de que el mineral magnetita o imán (un óxido de hierro) tenía la propiedad peculiar de atraer el hierro. Tanto Tales de Mileto como Platón y Sócrates escribieron acerca de este hecho.
Ahora bien, en el periodo comprendido entre los años 1.000 - 1.200
d.C. se hizo la primera aplicación práctica del imán. Un matemático chino, Shen Kua (1.030-1.090) fue el primero que escribió acerca del uso de una aguja magnética para indicar direcciones, que fue el antecedente de la brújula. Este instrumento se basa en el principio de que si se suspende un imán en forma de aguja, de tal manera que pueda girar libremente, uno de sus extremos siempre apuntará hacia el norte.
En este sentido, la primera mención europea acerca de la brújula
fue dada por un inglés, Alexander Neckham (1.157-1.217). Hacia 1.269 petrus Peregrinus de Maricourt, un cruzado francés, hizo una descripción detallada de la brújula corno instrumento de navegación.
En el año 1.600 el inglés William Gilbert (1.544 – 1.603), médico de
la reina Isabel I, publicó un famoso tratado, De magnete, en el que compendió el conocimiento que se tenía en su época sobre los fenómenos magnéticos. Analizó las diferentes posiciones de la brújula y propuso que la Tierra es un enorme imán, lo que constituyó su gran contribución. De esta forma pudo explicar la atracción que ejerce el polo norte sobre el extremo de una aguja imantada. Asimismo, Gilbert se dio cuenta de que cada imán tiene dos polo, el norte (N) y el sur (S), que se dirigen hacia los respectivos polos terrestres. Descubrió que polos iguales se repelen, mientras que polos distintos se atraen, y que si un imán se calienta pierde sus propiedades magnéticas, las cuales vuelve a recuperar si se le enfría a la temperatura ambiente.
EL PROBLEMA DE LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA (EL
INTENTO DEL PRIMER CAMPO UNIFICADO)
En otro orden de ideas los trabajos de Ampere se difundieron
rápidamente en todos los centros activos de investigación de la época, causando gran sensación. Un joven investigador inglés, Michael Faraday (1.791- 1.867) se empezó a interesar en los fenómenos eléctricos y repitió en su laboratorio los experimentos tanto de Oersted como de Ampére. Una vez que entendió cabalmente el fondo físico de estos fenómenos, se planteó la siguiente cuestión: de acuerdo con los descubrimientos de Oersted y Ampére se pude obtener magnetismo de la electricidad. Faraday inició en 1.825 una serie de experimentos con el fin de comprobar si se podía obtener electricidad a partir del magnetismo. Pero no fue sino hasta 1.831 que pudo presentar sus primeros trabajos con respuestas positivas.