Por
Sergio Jimarez
Un mito muy interesante de
la física es el hecho de que Isaac Newton descubrió la gravedad cuando vio caer
una manzana de un árbol, no podemos decir que haya sido cierto, los estudios de
Newton tuvieron seguimiento durante varios años, además Galileo ya había hecho contribuciones
sobre la caída libre de los cuerpos. Newton intentó interpretaciones, propuso y
deshizo hipótesis y sobre todo, llevó a cabo experimentaciones que le llevaron
a la deducción de una de las leyes más importantes: La gravitación universal. El
mito de la manzana puede que sea la ilustración de la simpleza que existe en la
forma que se presenta la mecánica ante nuestros ojos, ¿Por qué los objetos
caen? ¿Qué es el movimiento? ¿Qué sostiene a las estrellas en el cielo? La ley
de la gravitación universal no sólo es una ecuación matemática, es la relación
que existe entre estas cuestiones, la fuerza que mantiene en movimiento a los
planetas es la misma que nos mantiene con los pies en el suelo, esta fue la
primera gran unificación de la física.
Los estudios de la
electricidad y el magnetismo han sido descritos desde hace muchos siglos, desde
que en la Grecia antigua se descubrió que al frotar un pedazo de ámbar este
puede atraer pequeños objetos; con el paso de los años se fueron añadiendo nuevos
pequeños descubrimientos que enriquecieron estos temas hasta que se
convirtieron en dos de las ramas de la física.
Los estudios de Faraday
sobre la influencia de la electricidad en los campos magnéticos y viceversa nos
regalaron el motor eléctrico; André-Marie Ampére mediante su ley describió la
forma en que se generan los campos magnéticos generados por corrientes
eléctricas y las leyes de Gauss y Coulomb es la interpretación electrostática
sobre superficies cerradas. Todas estas leyes fueron construidas por personas
diferentes explicando fenómenos distintos pero que formaban parte del mismo
rompecabezas; estaba por ocurrir la segunda gran unificación de la física: Las
ecuaciones de Maxwell.
James Clerk Maxwell fue un
científico nacido en Escocia en 1831, sus estudios estuvieron basados en la
óptica y en la termodinámica haciendo muchos aportes y siendo ya un físico
reconocido logró establecer además, un trabajo que significó la base para la
relatividad y la mecánica cuántica, naciendo así la física moderna.
Las ecuaciones de Maxwell es
el conjunto de cuatro leyes que explican por completo los fenómenos
electromagnéticos, su característica más importante es que reacondiciona las
leyes establecidas por Ampére, Faraday, Coulomb y Gauss además de que
estableció el concepto de “campo electromagnético” como la unión matemática del
campo eléctrico y el magnético.
La ley de Gauss para el
campo eléctrico menciona cómo es la cantidad de líneas de campo eléctrico que
entran o salen en una superficie que encierra a una carga o elemento cargado,
por ejemplo, si es una carga puntual, la superficie que la encierra sería una esfera,
si se trata de un alambre cargado entonces sería un cilindro la superficie que
lo cubre.
La ley de Gauss para el
campo magnético indica que los campos magnéticos debe ser cerrados, es decir
las líneas del campo viajan de un polo a otro, la consecuencia de esta ley es
que no se pueden asilar sólo un polo magnético, es decir no existe un imán que
sea negativo o positivo, siempre tienen los dos polos.
La ley de Faraday-Lenz
establece que si se hace variar al campo magnético entonces se produce un campo
eléctrico, la forma más sencilla de demostrar esta ley es colocar un imán en un
alambre conductor y medir su corriente con un amperímetro, esta lectura sólo
aparece cuando el imán se mueve.
La ley de Ampére
generalizada habla de que al hacer variar un campo eléctrico este generará un
campo magnético, para ejemplificar esta ley se puede hacer pasar una corriente
por un alambre y acercar otro metal, se notará la atracción ejercida por el
alambre como si fuera un imán.
Aunque la figura de Maxwell
no es tan reconocida como la fama de Newton, no podemos dejar de lado que esta
contribución es también una de los trabajos más trascendentes de la ciencia, la
unificación de estos fenómenos dio paso también al descubrimiento de una de las
fuerzas fundamentales.
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