Electromagnetismo de la ciencia a la tecnologia

ELECTROMAGNETISMO: DE LA CIENCIA A LA TECNOLOGÍA
ELIEZER BRAUN

1

Primera edición, 1992 La Ciencia desde México es proyecto y propiedad del Fondo de Cultura Económica, al que pertenecen también sus derechos. Se publica con los auspicios de la Subsecretaría de Educación superior e Investigación Científica de la SEP y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. D. R. © 1992, FONDO DECULTURA ECONÓMICA S. A. DE CV. Carretera Picacho-Ajusco, 227; 14200 México, D F. ISBN 968-16-3742-9 Impreso en México

2

I. INTRODUCCIÓN EN ESTE libro se desarrolla un caso muy importante de la relación entre ciencia y tecnología: el electromagnetismo. Se ilustra la dependencia entre el conocimiento científico y las aplicaciones tecnológicas. El caso del electromagnetismo es notable, entre otrascosas, por el hecho de que una vez llevados a cabo los descubrimientos científicos tuvieron inmediata aplicación práctica y viceversa, las aplicaciones prácticas fomentaron la investigación científica para resolver diferentes problemas, lo cual a su vez abrió nuevos horizontes científicos. En los capítulos II y III se reseña la curiosidad científica que ha tenido el hombre desde tiemposinmemoriales por las propiedades de la electricidad por un lado y del magnetismo por otro. En los capítulos IV-VI se relata el descubrimiento de la relación entre estos dos campos, resaltando el hecho de que no son independientes. Se habla de los trabajos de Christian Oersted, André-Marie Ampère y Michael Faraday, algunas de las figuras señeras de la ciencia en el siglo pasado. El conocimiento científico dela 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 corrienteeléctrica de gran intensidad, hecho que cambió drásticamente la vida, dando lugar a una 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 unpapel primordial en los subsiguientes avances. Por otro lado, la historia dio un vuelco inesperado. James Glerk Maxwell realizó una gran síntesis teórica de los trabajos de Ampère y Faraday sobre la electricidad y el magnetismo, lo que le condujo al sorpresivo descubrimiento de que la luz era de origen eléctrico y magnético. Además, como consecuencia de la teoría que desarrolló predijo la existenciade las ondas electromagnéticas. El contexto en que trabajó Maxwell se presenta en los capítulos XI a XIII y su contribución se relata en el capítulo XlV. Basado en el trabajo de sus antecesores, Maxwell construyó uno de los pilares de la física, comparable con la mecánica desarrollada por Newton. Hemos de mencionar que la teoría electromagnética de Maxwell sirvió para el futuro desarrollo de lateoría de la relatividad de Einstein. 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. Después de losexperimentos de Hertz no quedó ya ninguna duda, desde el punto de vista conceptual, acerca de la realidad física de los

3

campos, idea que Faraday había propuesto originalmente y que Maxwell elaboró en su forma matemática. Esta idea ha sido de crucial importancia en la física posterior, tanto para la relatividad de Einstein como para las teorías modernas de las partículas elementales...