JAMES CLERK MAXWELL, aunque menos conocido que otros grandes genios de las matemáticas y la física, realizó aportaciones cuyas aplicaciones prácticas han tenido una gran trascendencia en el mundo contemporáneo. Sus ecuaciones diferenciales en derivadas parciales son la piedra angular de una teoría electromagnética sólida y elegante, comparable a la mecánica newtoniana, que abrió nuevos horizontes a la física. Maxwell probó que la luz es una perturbación electromagnética, uno de los mayores logros en la historia de la ciencia. De hecho, muchos investigadores consideran que las contribuciones del científico escocés han hecho posible la era de las telecomunicaciones.
ELECTROMAGNETISMO
El electromagnetismo es la rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría. El electromagnetismo describe la interacción de partículas cargadas con campos eléctricos y magnéticos. La interacción electromagnética es una de las cuatro fuerzas fundamentales del universo conocido.
El electromagnetismo abarca diversos fenómenos del mundo real, como por ejemplo la luz. La luz es un campo electromagnético oscilante que se irradia desde partículas cargadas aceleradas. Aparte de la gravedad, la mayoría de las fuerzas en la experiencia cotidiana son consecuencia de electromagnetismo.
Los principios del electromagnetismo encuentran aplicaciones en diversas disciplinas afines, tales como las microondas, antenas, máquinas eléctricas, comunicaciones por satélite, bioelectromagnetismo, plasmas, investigación nuclear, la fibra óptica, la interferencia y la compatibilidad electromagnéticas, la conversión de energía electromecánica, la meteorología por radar, y la observación remota. Los dispositivos electromagnéticos incluyen transformadores, relés, radio/TV, teléfonos, motores eléctricos, líneas de transmisión, guías de onda y láseres.
Los fundamentos de la teoría electromagnética fueron presentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell en 1865. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell, lo que ha sido considerada como la «segunda gran unificación de la física», siendo la primera realizada por Isaac Newton.
El estudio de los campos electromagnéticos se puede dividir en electrostática —el estudio de las interacciones entre cargas en reposo— y la electrodinámica —el estudio de las interacciones entre cargas en movimiento y la radiación—. La teoría clásica del electromagnetismo se basa en la fuerza de Lorentz y en las ecuaciones de Maxwell. Muchas propiedades ópticas y físicas de la materia también son explicados por la teoría electromagnético.
El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales o tensoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo. El electromagnetismo describe los fenómenos físicos macroscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría macroscópica, es decir, aplicable a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de estas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares. La electrodinámica cuántica proporciona la descripción cuántica de esta interacción, que puede ser unificada con la interacción nuclear débil según el modelo electrodébil.
JAMES CLERK MAXWELL
(Reino Unido: /d͡ʒeɪmz klɑːk ˈmækswəl/; 13 de junio de 1831-5 de noviembre de 1879) fue un matemático y científico escocés. Su mayor logro fue la formulación de la teoría clásica de la radiación electromagnética, que unificó por primera vez la electricidad, el magnetismo y la luz como manifestaciones distintas de un mismo fenómeno. Las ecuaciones de Maxwell, formuladas para el electromagnetismo, han sido ampliamente consideradas la “segunda gran unificación de la física”, siendo la primera aquella realizada por Isaac Newton. Con la publicación de A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field en 1865, Maxwell demostró que el campo eléctrico y el campo magnético viajan a través del espacio en forma de ondas que se desplazan a la velocidad de la luz. Maxwell propuso también que la luz era una ondulación en el mismo medio por el que se propagan los fenómenos electromagnéticos. La unificación de los fenómenos luminosos y eléctricos le llevó a predecir la existencia de las ondas de radio. Maxwell también está considerado como el fundador del campo moderno de la ingeniería eléctrica. Maxwell contribuyó al desarrollo de la distribución de Maxwell-Boltzmann, un medio para describir de forma estadística ciertos aspectos de la teoría cinética de los gases. También es conocido por haber presentado, en 1861, la primera fotografía en color duradera. En el campo de las estructuras destaca su trabajo sobre la optimización de las celosías empleadas en muchos puentes y estructuras de cubierta. El número de Maxwell es la base de la teoría de Michell de optimización de estructuras desarrollada a comienzos del siglo XX. Sus descubrimientos fueron claves para entrar en la era de la física moderna, sentando los cimientos de campos como la relatividad especial o la mecánica cuántica. Muchos físicos consideran a Maxwell el científico del siglo XIX con mayor influencia en la física del siglo XX. Su contribución a la ciencia es valorada por muchos como comparable a la realizada por científicos como Isaac Newton o Albert Einstein. En la votación del milenio —una encuesta sobre los 100 mayores físicos de la época—, Maxwell acabó en tercer puesto, solo detrás de los dos científicos anteriormente mencionados. En el centenario del nacimiento de Maxwell, Einstein describió su trabajo como el «más profundo y fructífero que la física hubiese experimentado desde los tiempos de Newton». Cuando Einstein visitó la Universidad de Cambridge en 1922, su anfitrión le dijo que había hecho grandes cosas porque se había subido a los hombros de Newton; Einstein respondió: "No, no es así. Me apoyo en los hombros de Maxwell". Fue miembro de la Royal Society de Londres y de la de Edimburgo.
MÁS INFORMACIÓN
- Libro: Fourier. Un matemático al servicio de la física. Genios de las matemáticas
- Libro: La matemática en el arte. Geometría, armonía y proporción en el taller del artista
- Libro: Mandelbrot. En busca de la geometría de la naturaleza
Autor(es): Manuel Quesada Pérez
Editorial: RBA
Páginas: 157
Tamaño: 16 x 23,5 cm.
Año: 2017
