lunes, 26 de abril de 2010

La Teoría Electromagnética de Maxwell.

Maxwell estableció una síntesis de todos los descubrimientos anteriores: los de Oersted, Ampère, Gauss, Faraday, entre otros; unificando los fenómenos eléctricos, magnéticos y luminosos. Sus resultados se resumen en cuatro ecuaciones tan fundamentales para la física como lo son las leyes de Newton.
  • Primera Ecuación:Las cargas eléctricas generan campos eléctricos cuyos lineas de fuerza tienen comienzo y fin. (Ley de Gauss, explica la relación entre el flujo del campo eléctrico y una superficie cerrada.) La ley dice que el flujo eléctrico a través de una superficie cerrada es proporcional a la densidad carga que hay en el interior de la superficie. En Electrostática, puede interpretarse entendiendo el flujo como una medida del número de lineas de campo que atraviesan la superficie en cuestión. Para una carga puntual, si este número es constante la carga está contenida en la superficie y si es nulo está fuera de la superficie.
  • Segunda Ecuación: No es posible aislar los polos magnéticos debido a que las lineas de campo son cerradas sobre si mismas, sin inicio ni fin. (Ley de Gauss para el campo magnético, es equivalente a afirmar que le monopolo magnético no existe). Esta ley indica que las lineas de los campos magnéticos deben ser cerrados. Los campos magnéticos, a diferencia de los eléctricos, no comienzan y terminan en cargas diferentes, esto expresa la no existencia del monopolo magnético. Si en algún momento se demuestra que la diferencia es distinta a cero, se demostrará la existencia de monopolos magnéticos.
  • Tercera Ecuación: Un campo magnético variable induce un campo eléctrico variable. (Expresa en términos de campos magnéticos y corrientes eléctricas el descubrimiento de Oersted, Ley de Ampère generalizada) En el caso especifico estacionario esta relación corresponde a la Ley de Ampére. Para campos no estacionarios, los que varían con el tiempo; Maxwell reformuló esta ley añadiéndole el último término, confirmando que un campo eléctrico que varía con el tiempo produce un campo magnético.
  • Cuarta Ecuación: Un campo magnético puede ser producido por una corriente eléctrica o por una campo eléctrico variable. (Aportación de Faraday) Establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde. Además demuestra que un voltaje puede ser generado variando el flujo magnético que atraviesa una superficie dada.

Las Ecuaciones de Maxwell demostraron que la electricidad, el magnetismo y hasta la luz son manifestaciones del mismo fenómeno. Nació, el concepto de onda electromagnética.

La Teoría de Maxwell planteaba en sus postulados la existencia de un campo electromagnético, formado por campos eléctricos y magnéticos, que se propagan por el espacio. Entre sus planteamientos destacan:

  • Existen ondas electromagnéticas que se caracterizan por propagarse a la velocidad de la luz.
  • Las ondas electromagnéticas son emitidas por cargas eléctricas aceleradas.