Teoría de las ondas electromagnéticas de la luz
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En el siglo XIX quedó claro que la electricidad y el magnetismo estaban relacionados, y sus teorías se unificaron: donde hay cargas en movimiento se produce corriente eléctrica, y el magnetismo se debe a la corriente eléctrica[3] La fuente del campo eléctrico es la carga eléctrica, mientras que la del campo magnético es la corriente eléctrica (cargas en movimiento).
El descubrimiento de la propiedad de los imanes Los imanes se encontraron por primera vez en estado natural; se descubrieron ciertos óxidos de hierro en diversas partes del mundo, especialmente en Magnesia, en Asia Menor, que tenían la propiedad de atraer pequeños trozos de hierro, como se muestra aquí.
Basándose en el hallazgo de un artefacto olmeca de hematites en América Central, el astrónomo estadounidense John Carlson ha sugerido que “los olmecas podrían haber descubierto y utilizado la brújula geomagnética de piedra de alojamiento antes del año 1000 a.C.”. Carlson especula que los olmecas podrían haber utilizado artefactos similares como dispositivo direccional con fines astrológicos o geománticos, o para orientar sus templos, las viviendas de los vivos o los enterramientos de los muertos. La referencia más antigua de la literatura china al magnetismo se encuentra en un libro del siglo IV a.C. llamado Libro del Maestro del Valle del Diablo (鬼谷子): “La piedra de alojamiento hace venir el hierro o lo atrae”[9][10].
Teoría electromagnética de la luz por maxwell
James Clerk Maxwell FRSE FRS (13 de junio de 1831 – 5 de noviembre de 1879) fue un matemático[1][2] y científico escocés responsable de la teoría clásica de la radiación electromagnética, que fue la primera teoría en describir la electricidad, el magnetismo y la luz como manifestaciones diferentes de un mismo fenómeno. Las ecuaciones de Maxwell para el electromagnetismo han sido denominadas la “segunda gran unificación de la física”[3], mientras que la primera había sido realizada por Isaac Newton.
Con la publicación de “Una teoría dinámica del campo electromagnético” en 1865, Maxwell demostró que los campos eléctricos y magnéticos viajan por el espacio como ondas que se mueven a la velocidad de la luz. Propuso que la luz es una ondulación en el mismo medio que es la causa de los fenómenos eléctricos y magnéticos[4]. La unificación de la luz y los fenómenos eléctricos le llevó a predecir la existencia de las ondas de radio. Maxwell también es considerado uno de los fundadores del campo moderno de la ingeniería eléctrica[5].
Maxwell ayudó a desarrollar la distribución Maxwell-Boltzmann, un medio estadístico de describir aspectos de la teoría cinética de los gases. También es conocido por presentar la primera fotografía en color duradera en 1861 y por su trabajo fundacional sobre el análisis de la rigidez de las estructuras de varillas y juntas (cerchas), como las de muchos puentes.
Quién propuso la teoría de las ondas electromagnéticas
Figura 1. James Clerk Maxwell, físico del siglo XIX, desarrolló una teoría que explicaba la relación entre la electricidad y el magnetismo y predijo correctamente que la luz visible está causada por ondas electromagnéticas. (Crédito: G. J. Stodart)
El escocés James Clerk Maxwell (1831-1879) está considerado el mayor físico teórico del siglo XIX. (Véase la Figura 1.) Aunque murió joven, Maxwell no sólo formuló una teoría electromagnética completa, representada por las ecuaciones de Maxwell, sino que también desarrolló la teoría cinética de los gases e hizo importantes contribuciones a la comprensión de la visión de los colores y la naturaleza de los anillos de Saturno.
Maxwell reunió todo el trabajo realizado por físicos brillantes como Oersted, Coulomb, Gauss y Faraday, y añadió sus propias ideas para desarrollar la teoría general del electromagnetismo. Las ecuaciones de Maxwell se parafrasean aquí con palabras porque su enunciado matemático está más allá del nivel de este texto. Sin embargo, las ecuaciones ilustran cómo enunciados matemáticos aparentemente sencillos pueden unir y expresar con elegancia multitud de conceptos: por eso las matemáticas son el lenguaje de la ciencia.
Demostró la teoría electromagnética
Michael Faraday (22 de septiembre de 1791 – 25 de agosto de 1867) es probablemente más conocido por su descubrimiento de la inducción electromagnética, sus aportaciones a la ingeniería eléctrica y la electroquímica o por ser el responsable de introducir el concepto de campo en la física para describir la interacción electromagnética. Pero quizá no sea tan conocido que también realizó aportaciones fundamentales a la teoría electromagnética de la luz.
En 1845, hace justo 170 años, Faraday descubrió que un campo magnético influía en la luz polarizada, un fenómeno conocido como efecto magneto-óptico o efecto Faraday. Concretamente, descubrió que el plano de vibración de un haz de luz polarizada linealmente que incidía sobre un trozo de vidrio giraba cuando se aplicaba un campo magnético en la dirección de propagación del haz. Éste fue uno de los primeros indicios de que el electromagnetismo y la luz estaban relacionados. Al año siguiente, en mayo de 1846, Faraday publicó el artículo Thoughts on Ray Vibrations, una publicación profética en la que especulaba que la luz podía ser una vibración de las líneas de fuerza eléctrica y magnética.