MAGNETISMO, ORIGENES Y DESARROLLO DE TEORIAS DE LA MANO DE LA ELECTRICIDAD

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Se define campo eléctrico como la fuerza que se ejerce sobre una carga unitaria en reposo, podemos definir campo magnético como la parte de la fuerza que involucra la velocidad de la carga y actúa sobre una carga en movimiento. Con el campo definido de esta manera se puede predecir la parte dependiente de la velocidad para la fuerza que actúa sobre cualquier partícula cargada moviéndose a una velocidad dada.

Las leyes de Maxwell resumen y encuadran dentro de una teoría poderosísima los conocimientos que sobre el comportamiento de los campos, cargas y corrientes en el vacío y en la materia. Estas leyes son: 1) Ley de Gauss, que se ocupa del campo y de las cargas eléctricas y es equivalente a la famosa ley de Coulomb; 2) Ley sobre la ausencia de cargas magnéticas libres; 3) Ley de Faraday, sobre la inducción electromagnética, y 4) Ley de Ampère-Maxwell sobre la dependencia del campo magnético de la corriente eléctrica y la variación del campo eléctrico.

Estas leyes fueron usadas por Maxwell para poder predecir que la luz es una onda electromagnética que se desplaza en el vacío. De la radiación tenemos ondas electromagnéticas que se transmiten a una velocidad constante y con frecuencia distinta. A mayor frecuencia, mayor es la energía transportada. La predicción de Maxwell se basa en dos pilares: el descubrimiento de que existe un campo magnético asociado a cargas en movimiento estacionario y el descubrimiento de Faraday de que un campo magnético variante induce una corriente. Maxwell, a continuación, propuso la hipótesis de que estas ondas eran ondas transversales. Al generarse uno al otro, el campo magnético y el eléctrico lo hacen a ángulos rectos, y de tal forma que la onda de luz se propaga también en ángulos rectos respecto a los dos campos. La teoría tuvo que aguardar alrededor de 15 años para su confirmación experimental por Hertz, quien, para diseñar su experimento, utilizó el hecho, enfatizado por Maxwell, de que para producir una onda electromagnética se tiene que excitar una carga para ponerla en movimiento y así generar la radiación.

Los campos cuando interactúan con la materia; para algunas sustancias la fuerza que actúa sobre ellas varía de la misma forma que el cuadrado del campo, mientras que para los óxidos de hierro o el hierro mismo varía lentamente. Es conveniente clasificar a las sustancias de acuerdo a su comportamiento para poder aplicar las leyes, debidamente modificadas, para tomar en cuenta que hay materia. Así, las sustancias que son repelidas por los imanes son llamadas diamagnéticas, por ejemplo el agua y los compuestos orgánicos. Las sustancias atraídas hacia campos más fuertes son llamadas paramagnéticas. En algunos metales el paramagnetismo es débil y en otros fuerte. Además, a bajas temperaturas el paramagnetismo aumenta, tal como sucede con el oxígeno líquido. Finalmente, las sustancias que se comportan como el hierro y la magnetita son llamadas ferromagnéticas.

El estudio del magnetismo tiene mucha importancia en cuanto a los adelantos tecnológicos que hubo y habrá. Muchas de las tecnologías que utilizamos en nuestra vida diaria se basan en parte al funcionamiento en fenómenos magnéticos. Desde la brújula que ayudó a los navegantes a orientarse en medio del mar, hasta los discos rígidos de las computadoras que almacenan la información en película magnética, pasando por las tarjetas de crédito que guardan nuestros datos en la banda magnética de la parte posterior; el uso de materiales magnéticos está presente en una cantidad enorme de dispositivos que utilizamos habitualmente.