Biografías Coulomb, Gauss, Laplace y Poisson

 Charles Coulomb

(Angulema, Francia, 1736 - París, 1806) Físico francés. Su celebridad se basa sobre todo en que enunció la ley física que lleva su nombre (ley de Coulomb), que establece que la fuerza existente entre dos cargas eléctricas es proporcional al producto de las cargas eléctricas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. Las fuerzas de Coulomb son unas de las más importantes que intervienen en las reacciones atómicas.

Después de pasar nueve años en las Indias Occidentales como ingeniero militar, regresó a Francia con la salud maltrecha. Tras el estallido de la Revolucion Francesa (1789) se retiró a su pequeña propiedad en la localidad de Blois, donde se consagró a la investigación científica. En 1802 fue nombrado inspector de la enseñanza pública.

Influido por los trabajos del inglés Joseph Priestley(ley de Priestley) sobre la repulsión entre cargas eléctricas del mismo signo, desarrolló un aparato de medición de las fuerzas eléctricas involucradas en la ley de Priestley, y publicó sus resultados entre 1785 y 1789. Estableció que las fuerzas generadas entre polos magnéticos iguales u opuestos son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre ellos, lo cual sirvió de base para que, posteriormente, Simon-Denis Poisson elaborara la teoría matemática que explica las fuerzas de tipo magnético.

También realizó investigaciones sobre las fuerzas de rozamiento, y sobre molinos de viento, así como acerca de la elasticidad de los metales y las fibras de seda. La unidad de carga eléctrica del Sistema Internacional lleva el nombre de culombio (simbolizado C) en honor de este ilustre físico.

Carl Friedich Gauss

Carl Friedrich Gauss nació el 30 de abril de 1777, en Brunswick, (ahora Alemania), y murió el 23 de febrero de 1855, en Göttingen, Hannover (Ahora Alemania). Junto a Arquímedes y Newton, Gauss es sin duda uno de los tres genios de la historia de las Matemáticas. Sus aportaciones en todos los campos matemáticos fueron increíbles, aunque algunos de sus descubrimientos tuvieran que esperar más de un siglo para ser valorados debidamente. Las aportaciones de Gauss en todos los campos de la Matemática son inestimables, Teoría de números, Astronomía, Magnetismo, Geometría y Análisis. Cualquier gran descubrimiento matemático a lo largo de este siglo encuentra detrás la alargada sombra de Gauss. Cuando tenía doce años, criticó los fundamentos de la geometría euclidiana; a los trece le interesaba las posibilidades de la geometría no euclidiana. A los quince, entendía la convergencia y probó el binomio de Newton. El genio y la precocidad de Gauss llamaron la atención del duque de Brunswick, quien dispuso, cuando el muchacho tenía catorce años, costear tanto su educación secundaria como universitaria. Gauss, a quien también le interesaban los clásicos y los idiomas, pensaba que haría de la filología la obra de su vida, pero las matemáticas resultaron ser una atracción irresistible.

Desde 1821 hasta 1848 Gauss trabajó en Geodesia. Entre 1830 y 1840 se dedicó a la física matemática, concretamente electromagnetismo, magnetismo terrestre la teoría de la atracción según la ley de Newton. Los últimos años de su vida, entre 1841 y 1855, los dedicó al "análisis situs" y a la geometría asociada a funciones de variable compleja. En 1833, inventó un telégrafo eléctrico que usó entre su casa y el observatorio, a una distancia de unos dos kilómetros. Inventó también un magnetómetro bifiliar para medir el magnetismo y, con Weber, proyectó y construyó un observatorio no magnético.

Después de 20 años en los que a penas había salido de Göttingen, en junio de 1854 salió para visitar la construcción del ferrocarril entre su ciudad y Cassel. Los caballos se desbocaron y fue despedido fuera del carruaje, aunque no tuvo ningún daño, si sufrió un fuerte "shock". Después de recuperarse llegó a presenciar la inauguración del ferrocarril a Göttingen. A principios de 1855 comenzaron a aparecer los síntomas de su última enfermedad. Con dificultades, siguió trabajando hasta que murió pacíficamente el 23 de febrero de 1855. 

Pierre Simon Laplace 

Su importancia histórica como científico sólo se ve superada por Newton y fue, junto con Lagrange, la figura más destacada en el campo de la astronomía teórica de su tiempo.

Entre las aportaciones de Laplace más importantes están:

• Exposition du systeme du monde (1796),

  En esta obra se presenta, de forma resumida, la historia de la astronomía. Se suele considerar este texto como una de las obras maestras de la literatura en su idioma y procura a su autor el honor de entrar en la Academia Francesa en 1816.Demuestra que los movimientos planetarios son estables y que las perturbaciones producidas por la influencia mutua de los planetas o por cuerpos externos, como los cometas, solamente son temporales. Trata de dar una teoría racional del origen del Sistema Solar en su hipótesis nebular de la evolución estelar.

• Traite de mecanique celeste (1799-1825),

  con el Tratado de Mecánica Celeste, monumental obra en 5 volúmenes publicados entre 1799 y 1825, se culmina el trabajo de más de un siglo de duración durante el cual los científicos intentarón dar una explicación matemática de la teoría de la gravitación universal basada en los principios de Newton.

• Théorie Analytique des Probabilités (1812)

  Con la Teoría Analítica de las Probabilidades, expone los principios y las aplicaciones de lo que él llama "geometría del azar". Esta obra representa la introducción de los recursos del análisis matemático en el estudio de los fenómenos aleatorios y recopila toda una serie de memorias publicadas desde 1771.

  Laplace expresa de forma sencilla el significado del cálculo de probabilidades: "En el fondo, la teoría de  probabilidades es sólo sentido común expresado con números".

  La importancia de esta materia la resalta Laplace con las siguientes palabras : "Es notable que una ciencia que comenzó con las consideraciones de juegos de azar había de llegar a ser el objeto más importante del conocimiento humano. Las cuestiones más importantes de la vida constituyen en su mayor parte, en realidad, solamente problemas de probabilidad".

  Después de Laplace el interés por esta materia fue disminuyendo hasta prácticamente desaparecer como disciplina matemática durante el siglo XIX.

  Sin embargo, su comentario se puede considerar profético ya que hoy día no se concibe el progreso en ninguna ciencia ni en cualquier actividad humana sin la presencia de la probabilidad.

  Resaltar que el método para estimar la proporción entre el número de casos favorables y el número de casos posibles ya había sido propuesto por Laplace en un documento escrito en 1779.

  En este texto también aparecen, entre otros, los conceptos de función generatriz, el principio de los mínimos cuadrados, la solución al problema "de la aguja" propuesto por Buffon en 1777 para obtener una aproximación del número pí y el conocido posteriormente como Teorema de Bayes.

  El método de los mínimos cuadrados para la combinación de observaciones numerosas se había dado empíricamente por Gauss y Legendre, pero el cuarto capítulo de la Teoría Analítica contiene una demostración formal del mismo.

  A lo largo del texto queda reflejado los conocimientos de análisis matemático de su autor. Por ejemplo, se obtienen los valores numéricos de las integrales definidas más comunes o la demostración general del teorema, enunciado por Lagrange, para el desarrollo de cualquier función implícita en una serie mediante coeficientes diferenciales.

• Ensayo filosófico sobre el fundamento de las probabilidades (1814)

  Laplace pretende que esta esta obra represente respecto a la Teoría Analítica de las Probabilidades lo que ha significado Exposición del Sistema del Mundo respecto a Mecáncia Celeste. Es decir, dar a conocer los principios y aplicaciones de la geometría del azar pero sin aparato matemático alguno.

Entre los descubrimientos menores de Laplace en Matemáticas se pueden citar:

• - La discusión, simultáneamente con Vandermonde, de la teoría general de los determinantes en 1772.
• - La demostración de que cada ecuación de grado par debe tener al menos un factor cuadrático real.
• - La demostración de que la solución de una ecuación en diferencias finitas de grado primero y segundo orden podría siempre obtenerse en forma de una fracción continuada.
• - En el análisis matemático introduce el uso de la función potencial (1874).
• - Transformada de Laplace
• - La demostración el teorema de D'Alembert sobre las formas de las raíces de las ecuaciones algebráicas.
• - Perfeccióna los métodos de integración de ecuaciones en diferenciales parciales.
• - Ley de Laplace-Gauss también se conoce con el nombre de ley de Gauss o Ley normal. Pero de hecho Laplace descubre esta ley en 1780 cuando Gauss (1777-1855) tiene tres años.
• - Ecuación de Laplace
  

También realizo importantes aportaciones en Física y Química

La obra de Laplace le valió muchos elogios. A modo de ejemplo exponemos estas palabras de Poisson:
"Sin duda Laplace se mostró como un hombre de talento en la mecánica celeste; dio prueba de la sagacidad más penetrante para descubrir las causas de los fenómenos; y fue así como encontró la causa de la aceleración del movimiento de la Luna y de las grandes desigualdades de Saturno y Jupiter, que Euler y Lagrange habían buscado infructuosamente. Pero puede decirse que fue todavía más en el cálculo de probabilidades donde se manifestó como un gran geómetra; porque las numerosas aplicaciones que hizo de este cálculo dieron origen al cálculo de diferencias finitas parciales, a su método para la reducción de ciertas integrales como series, y a lo que él llamó la teoría de las funciones generatrices.

Creamos, pues, que un tema que llamó la atención de semejantes hombres es digno de la nuestra; e intentemos, si nos es posible, añadir algo a lo que ellos encontraron en una materia tan difícil y tan interesante."

Simeón Denis Poisson

La familia de Poisson lo había destinado a una carrera médica, pero mostró poco interés o aptitud y en 1798 comenzó a estudiar matemáticas en la École Polytechnique en París con los matemáticos Pierre-Simon Laplace y Joseph Lagrange, que se convirtieron en sus amigos para toda la vida. Se convirtió en profesor en la École Polytechnique en 1802. En 1808 fue nombrado astrónomo en la Oficina de Longitudes y, cuando se instituyó la Facultad de Ciencias en 1809, fue nombrado profesor de matemáticas puras.

El trabajo más importante de Poisson se refería a la aplicación de las matemáticas a la electricidad y el magnetismo, la mecánica y otras áreas de la física. Su Traité de mécanique (1811 y 1833; "Tratado sobre mecánica") fue el trabajo estándar en mecánica durante muchos años. En 1812 proporcionó un tratamiento extenso de la electrostática, basado en los métodos de Laplace a partir de la teoría planetaria, al postular que la electricidad está compuesta por dos fluidos en los que las partículas similares son repelidas y, a diferencia de las partículas, son atraídas con una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos.

Poisson contribuyó a la mecánica celeste al extender el trabajo de Lagrange y Laplace sobre la estabilidad de las órbitas planetarias y al calcular la atracción gravitacional ejercida por los cuerpos esferoidales y elipsoidales. Su expresión de la fuerza de gravedad en términos de distribución de masa dentro de un planeta se utilizó a fines del siglo XX para deducir detalles de la forma de la Tierra a partir de mediciones precisas de los caminos de los satélites en órbita.

Otras publicaciones de Poisson incluyen Théorie nouvelle de l'action capillaire (1831; "Una nueva teoría de la acción capilar") y Théorie mathématique de la chaleur (1835; "Teoría matemática del calor"). En Recherches sur la probabilité des jugements en matière criminelle et en matière civile (1837; "Investigación sobre la probabilidad de veredictos penales y civiles"), una investigación importante sobre las probabilidades, apareció por primera y única vez en su trabajo la distribución de Poisson. 

Las contribuciones de Poisson a la ley de los grandes números (para variables aleatorias independientes con una distribución común, el valor promedio de una muestra tiende a la media a medida que aumenta el tamaño de la muestra) también apareció en ellas. Aunque originalmente se derivó como una mera aproximación a la distribución binomial (obtenida por ensayos repetidos e independientes que solo tienen uno de dos resultados posibles), la distribución de Poisson ahora es fundamental en el análisis de problemas relacionados con la radiactividad, el tráfico y la ocurrencia aleatoria de eventos en el tiempo o el espacio. 

En la matemática pura, sus obras más importantes fueron una serie de artículos sobre integrales definidas y sus avances en el análisis de Jean-Baptiste Joseph Fourier, que allanó el camino para la investigación de los matemáticos alemanes Peter Dirichlet y Bernhard Riemann.

Resumen Capitulo I Electromagnetismo con Aplicaciones

 Capítulo I

El electromagnetismo es importante ya que proporciona un entendimiento del mundo real tridimensional de la electricidad y el magnetismo. Un ejemplo de esto es la batería que proporciona un voltaje y envía una corriente a través de alambres hacia la carga, casi toda la energía se lleva de la batería la carga mediante campos electromagnéticos externos a los alambres actuando como guías de energía y que con las corrientes alternas algo de energía se irradia al espacio frecuencias suficientemente altas se puede irradiar casi todas y el circuito actúa como una antena. En este mundo la teoría del campo es especial para entenderlo el propósito es proporcionar conocimiento y respuesta.

Dimensiones y unidades.

Una dimensión define algunas características físicas como la longitud masa y fuerza de longitud corriente eléctrica temperaturas de intensidad luminosa se consideran dimensiones fundamentales ya que pueden definir otras dimensiones en términos de estas.Otras dimensiones son por consiguiente dimensiones secundarias como por ejemplo el área es una dimensión secundaria que se puede expresar en términos de la dimensión fundamental de longitud al cuadrado.

Una unidad es una referencia mediante la cual una dimensión se puede expresar en forma numérica como por ejemplo  el metro es una unidad con lo que se puede expresar la dimensión de longitud y el kilogramo la unidad con la que se puede expresar la dimensión de masa.

Unidades fundamentales y secundarias 

Las unidades para las dimensiones fundamentales se denominan unidades base, en el sistema internacional el metros, longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica e intensidad luminosa. Las unidades para las otras dimensiones se denominan unidades secundarias o derivadas y están basadas en unidades fundamentales, las cuatro unidades fundamentales de estas dimensiones son la base de lo que han sido denomina sistema metro kilogramo segundo ampere en el cual ahora es un subsistema del sistema internacional.

Cómo Interpretar los símbolos y la notación 

Cantidad de sus dimensiones que son escalares como la carga masa o resistencia se indican siempre en cursivas, las cantidades pueden ser vectores y escalares Se indica en negritas en caso de ser vectores y en cursiva cuando se trata escalares Las unidades se indican en tipo romano la abreviatura de unidad se representa con letra mayúscula si la unidad se deriva de un nombre propio de otra manera sólo con minúscula.

Ecuación y numeración de problemas

Las ecuaciones importantes y aquellas que se haga referencia en el texto se enumeran en forma consecutiva comenzando en cada sección los problemas se enumeran de acuerdo con la sección del libro que se relata que sea relevante 

Análisis vectorial 

El análisis vectorial facilita el análisis de Campos magnéticos y eléctricos 

Escalares y vectores.

Una cantidad escalar únicamente tiene magnitud puede ser desarrollada por un simple número. Por ejemplo la temperatura masa y energía son escalares, una cantidad vectorial tiene ambas magnitud y dirección por ejemplo la fuerza y velocidad son vectores 

Suma y resta de vectores

Un vector se representa gráficamente como una recta con una punta de flecha la recta tiene un origen y un punto extremo la orientación de la punta indica la dirección del vector si el origen y punto extremo del vector se invierten de tal manera que la punta de la flecha queda la izquierda pero la orientación de la recta permanezca igual se dice que cambió el sentido del vector 

Multiplicación y división de un vector

Un vector se puede multiplicar o dividir por un escalar la magnitud del vector cambia pero su dirección permanece inalterada. La ley la segunda ley de Newton proporciona un ejemplo de un vector que se multiplica por un escalar de esta manera ma=F donde m es igual a un escalar igual a una masa de objeto en kilogramos a=un vector, igual aceleración de objeto por masa sobre segundo al menos 2 y es un vector fuerza sobre un objeto n.

Coordenadas rectangulares y la descomposición de un vector en componentes 

El sistema rectangular o cartesiano tiene tres partes mutuamente perpendiculares llamadas ejes x y z. Para un sistema derecho la rotación desde el eje x positivo hacia el eje positivo y tiene el pulgar apuntando en la dirección positiva del eje z de donde se concluye que el sistema es derecho pero la figura es izquierdo. Un vector a en el origen de un sistema coordenado rectangular se puede descomponer en tres componentes vectoriales cada paralela a uno de los hijos de Los ejes coordenados entonces  a = ax + ay + az

 cada uno de los componentes del vector se puede expresar a su vez como el producto de una magnitud escalar y de un vector unitario es decir un vector de longitud unitaria en la dirección del eje coordenado 

Producto escalar o producto punto de 2 vectores

El producto escalar de dos vectores se define como el producto de sus magnitudes por el coseno del ángulo entre los vectores.

El producto escalar de un vector multiplicado por sí mismo produce el cuadrado de su magnitud 

El producto escalar de un vector y de un vector unitario produce la componente del vector en la dirección del vector unitario, en otras palabras el producto escalar o producto punto de un vector unitario en una coordenada con otra diferente siempre es igual a cero. Mientras que el producto escalar de un vector unitario multiplicado por sí mismo siempre es igual a uno para sistemas en coordenadas ortogonales 

La integral de línea 

Una aplicación importante del producto escalar implica la integral de línea suponga un movimiento a lo largo de una trayectoria de curva del punto p1 al punto p2 en un campo de fuerza radial F con una fuerza f actuando en un objeto en la dirección radial, en un punto cualquiera p el producto de la longitud de trayectoria del del de la componente de F paralela a la fuerza está dado por F coseno de teta dl = fdl 

Para un vector cómo es la integral de línea sólo depende de los puntos extremos de esta manera se podrá seguir cualquiera trayectoria desde x= 1,1 hasta x ,y= 2, 2. Además si se integra F alrededor de una trayectoria cerrada iniciando en x, y=1, 1 y finalizando en regreso en x = 1,1 el resultado es 0 

Cualquier campo por el cual la integral de línea alrededor de una trayectoria cerrada es cero se denomina campo laminar o conservativo debe notarse que no todos los campos son laminares 

Integral de superficie

Supóngase que fluye agua a una razón uniforme B litros por minuto por metro cuadrado a través de una espira cuadrada de área a la corriente o flujo de agua a través de la espira depende de tres cosas ve la razón y dirección del flujo del área de la espira y del ángulo de la espira respecto a B, si se define el área como un vector de magnitud y dirección perpendicular a la superficie el flujo del agua se puede expresar como producto escalar o como producto punto 

Producto vectorial o producto cruz de dos vectores

El producto vectorial de dos vectores se define como un tercer vector de magnitud igual al producto de las magnitudes vectoriales por el seno del ángulo entre ellos la dirección del vector resultante o tercer vector es perpendicular al plano que contiene los primeros dos y en forma tal que los tres vectores forman un conjunto derecho 

Introducción a los sistemas coordinados.

Los tres sistemas coordenados más comunes son el rectangular el cilíndrico y el esférico 

En coordenadas rectangulares un punto p se especifica con x y z donde todos estos valores se miden desde el origen. Un vector en el punto p se especifica en términos de tres componentes mutuamente perpendiculares con vectores unitarios x y z

En coordenadas cilíndricas un punto p se especifica con r, phi, z donde fui se mide desde el eje  x. Un vector en el punto P se especifica en términos de tres componentes mutuamente perpendiculares con vectores unitarios r perpendicular al cilindro de radio r, phi perpendicular al plano a través del eje z en el ángulo fi, y z perpendicular al plano x-y que en una distancia z .

En coordenadas esféricas un punto p se especifica con r, phi, theta. Phi dónde eres se mide desde el origen, theta se mide desde el eje z y si se mide desde el eje x.

Frecuencias y longitudes del espectro electromagnético de ondas

 Frecuencias y longitudes del espectro electromagnético de ondas 

Unidades en Teoría Electromagnética

 Unidades en Teoría Electromagnética

cantidad de electricidad, carga eléctrica	culombio	C	s.A
intensidad de campo eléctrico	voltio por metro	V/m	m.kg.s-2.A-1
tensión eléctrica, diferencia de potencial, fuerza electromotriz	voltio	V	m2.kg.s-3.A-1
capacidad	faradio	F	m-2.kg-1.s4.A2
intensidad de campo magnético	amperio por metro	A/m	m-1.A
inducción magnética	tesla	T	kg.s-2.A-1
flujo de inducción magnética	weber	Wb	m2.kg.s-2.A-1
Inductancia, permeancia	henrio	H	m2.kg.s-2.A-2
reluctancia	por henrio	H-1	m2.kg-1.s2.A2
resistencia, impedancia, reactancia	ohmio	Ω	m2.kg.s-3.A-2
conductancia, admitancia, susceptancia	siemens	S	m-2.kg-1.s3.A2
resistividad	ohmio-metro	Ω/m	m3.kg.s-3.A-2
conductividad	siemens por metro	S/m	m-3.kg-1.s3.A2

 

Ley de Coulomb y Ley de Faraday

Teóricos de la Teoría Electromagnética

Michael Faraday

(Newington, Gran Bretaña, 1791 - Londres, 1867) Científico británico, uno de los físicos más destacados del siglo XIX. Michael Faraday nació en el seno de una familia humilde y recibió una educación básica. Tras asistir a algunas conferencias sobre química impartidas por sir Humphry Davy, en la Royal Institution, Faraday le pidió que lo aceptara como asistente en su laboratorio. Cuando uno de sus ayudantes dejó el puesto, Davy se lo ofreció a Faraday. Pronto se destacó en el campo de la química, con descubrimientos como el benceno y las primeras reacciones de sustitución orgánica conocidas, en las que obtuvo compuestos clorados de cadena carbonada a partir de etileno.

En esa época, el científico danés Hans Christian Oersted descubrió los campos magnéticos generados por corrientes eléctricas. Basándose en estos experimentos, Faraday logró desarrollar el primer motor eléctrico conocido. En 1831 colaboró con Charles Wheatstone e investigó sobre fenómenos de inducción electromagnética. Observó que un imán en movimiento a través de una bobina induce en ella una corriente eléctrica, lo cual le permitió describir matemáticamente la ley que rige la producción de electricidad por un imán.

Realizó además varios experimentos electroquímicos que le permitieron relacionar de forma directa materia con electricidad. Tras observar cómo se depositan las sales presentes en una cuba electrolítica al pasar una corriente eléctrica a su través, determinó que la cantidad de sustancia depositada es directamente proporcional a la cantidad de corriente circulante, y que, para una cantidad de corriente dada, los distintos pesos de sustancias depositadas están relacionados con sus respectivos equivalentes químicos.

Los descubrimientos de Faraday fueron determinantes en el avance que pronto iban a experimentar los estudios sobre el electromagnetismo. Posteriores aportaciones que resultaron definitivas para el desarrollo de la física, como es el caso de la teoría del campo electromagnético introducida por James Clerk Maxwell, se fundamentaron en la labor pionera que había llevado a cabo Michael Faraday.

James Clerk Maxwell

(Edimburgo, 1831 - Glenlair, Reino Unido, 1879) Físico británico. Nació en el seno de una familia escocesa de la clase media, hijo único de un abogado de Edimburgo. Tras la temprana muerte de su madre a causa de un cáncer abdominal -la misma dolencia que pondría fin a su vida-, recibió la educación básica en la Edimburg Academy, bajo la tutela de su tía Jane Cay. En 1856, poco después de la muerte de su padre, fue nombrado profesor de filosofía natural en el Marischal College de Aberdeen. Dos años más tarde se casó con Katherine Mary Dewar, hija del director del Marischal College. En 1860, tras abandonar la recién instituida Universidad de Aberdeen, obtuvo el puesto de profesor de filosofía natural en el King's College de Londres.

En esta época inició la etapa más fructífera de su carrera, e ingresó en la Royal Society (1861). En 1871 fue nombrado director del Cavendish Laboratory. Publicó dos artículos, clásicos dentro del estudio del electromagnetismo, y desarrolló una destacable labor tanto teórica como experimental en termodinámica; las relaciones de igualdad entre las distintas derivadas parciales de las funciones termodinámicas, denominadas relaciones de Maxwell, están presentes de ordinario en cualquier libro de texto de la especialidad.

Sin embargo, son sus aportaciones al campo del electromagnetismo las que lo sitúan entre los grandes científicos de la historia. En el prefacio de su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873) declaró que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamente cualitativa, como las leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. 

Con este objeto, Maxwell introdujo el concepto de onda electromagnética, que permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante sus célebres ecuaciones que describen y cuantifican los campos de fuerzas. Su teoría sugirió la posibilidad de generar ondas electromagnéticas en el laboratorio, hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887, ocho años después de la muerte de Maxwell, y que posteriormente supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia.

Aplicó el análisis estadístico a la interpretación de la teoría cinética de los gases, con la denominada función de distribución de Maxwell-Boltzmann, que establece la probabilidad de hallar una partícula con una determinada velocidad en un gas ideal diluido y no sometido a campos de fuerza externos. Justificó las hipótesis de Avogadro y de Ampere; demostró la relación directa entre la viscosidad de un gas y su temperatura absoluta, y enunció la ley de equipartición de la energía. Descubrió la birrefringencia temporal de los cuerpos elásticos translúcidos sometidos a tensiones mecánicas y elaboró una teoría satisfactoria sobre la percepción cromática, desarrollando los fundamentos de la fotografía tricolor.

La influencia de las ideas de Maxwell va más allá, si cabe, de lo especificado, ya que en ellas se basan muchas de las argumentaciones tanto de la teoría de la relatividad de Einstein como de la moderna mecánica cuántica del siglo XX.

 Heinrich Rudolf Hertz

Hijo de un senador, Heinrich Rudolf Hertz empezó los estudios de ingeniería, pero luego se inclinó por la física, que estudió en Múnich y Berlín. En esta última ciudad se graduó en 1880 y fue auxiliar de Hermann von Helmholtz. En 1883 era profesor libre en Kiel, donde comenzó a interesarse por la teoría electromagnética de Maxwell. En 1885 marchó a Karlsruhe como profesor de física del Politécnico; permaneció allí hasta 1889, y durante aquellos cuatro años llevó a cabo las investigaciones que le valdrían la celebridad. (Hamburgo, 1857 - Bonn, 1894) Físico alemán que descubrió la propagación de las ondas electromagnéticas en el espacio y estudió la naturaleza y propiedades de las mismas, sentando las bases que llevarían a Marconi a una invención destinada a revolucionar las comunicaciones: la radio.

En 1887, en un célebre experimento, Hertz logró transmitir ondas electromagnéticas entre un oscilador (antena emisora) y un resonador (antena receptora), confirmando experimentalmente las teorías del físico inglés James C. Maxwell sobre la identidad de características entre las ondas luminosas y electromagnéticas. En su honor se denominan ondas hertzianas o hercianas a las ondas electromagnéticas producidas por la oscilación de la electricidad en un conductor, que se emplean en la radio; también deriva de su nombre el hercio, unidad de frecuencia que equivale a un ciclo por segundo y que se representa por la abreviatura Hz (y sus múltiplos: kilohercio, megahercio y gigahercio).

Hertz siguió después investigando otros temas científicos, hasta elaborar unos Principios de mecánica (que aparecieron después de su muerte, en 1894) en los que desarrollaba toda la mecánica a partir del principio de mínima acción, prescindiendo del concepto de fuerza.

 André Marie Ampere

(Lyon, 1775 - Marsella, 1836) Físico francés. Fundador de la actual disciplina de la física conocida como electromagnetismo, ya en su más pronta juventud destacó como prodigio; a los doce años estaba familiarizado, de forma autodidacta, con todas las matemáticas conocidas en su tiempo.

En 1801 ejerció como profesor de física y química en Bourg-en-Bresse, y posteriormente en París, en la École Centrale. Impresionado por su talento, Napoleón lo promocionó al cargo de inspector general del nuevo sistema universitario francés, puesto que desempeñó hasta el final de sus días.

El talento de Ampere no residió tanto en su capacidad como experimentador metódico como en sus brillantes momentos de inspiración: en 1820, el físico danés Hans Christian Oesterd experimentó las desviaciones en la orientación que sufre una aguja imantada cercana a un conductor de corriente eléctrica, hecho que de modo inmediato sugirió la interacción entre electricidad y magnetismo; en sólo una semana, Ampere fue capaz de elaborar una amplia base teórica para explicar este nuevo fenómeno.

Esta línea de trabajo le llevó a formular una ley empírica del electromagnetismo, conocida como ley de Ampere (1825), que describe matemáticamente la fuerza magnética existente entre dos corrientes eléctricas. Algunas de sus investigaciones más importantes quedaron recogidas en su Colección de observaciones sobre electrodinámica (1822) y su Teoría de los fenómenos electromagnéticos (1826).

Su desarrollo matemático de la teoría electromagnética no sólo sirvió para explicar hechos conocidos con anterioridad, sino también para predecir nuevos fenómenos todavía no descritos en aquella época. No sólo teorizó sobre los efectos macroscópicos del electromagnetismo, sino que además intentó construir un modelo microscópico que explicara toda la fenomenología electromagnética, basándose en la teoría de que el magnetismo es debido al movimiento de cargas en la materia (adelantándose mucho a la posterior teoría electrónica de la materia).

Ampere fue asimismo el primer científico que sugirió cómo medir la corriente: mediante la determinación de la desviación sufrida por un imán al paso de una corriente eléctrica (anticipándose de este modo al galvanómetro). Su vida, influida por la ejecución de su padre en la guillotina el año 1793 y por la muerte de su primera esposa en 1803, estuvo teñida de constantes altibajos, con momentos de entusiasmo y períodos de desasosiego. En su honor, la unidad de intensidad de corriente en el Sistema Internacional de Unidades lleva su nombre.

Teoría Electromagnética

 

Programa Académico y Libro Electromagnetismo con Aplicaciones

Semblanza

Gabriela Rodríguez Sánchez del Estado de México de un pueblo llamado Melchor Ocampo, 22 años.

Realice mis estudios de nivel medio superior en el Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos No. 11 "Wilfrido Massieu" optando por tomar  la carrera de técnico en telecomunicaciones de allí mi interés por la electrónica, ya que tenía materias de circuitos, radiocomunicaciones, telefonía, microcontroladores, entre otras, así que puedo decir que tengo bases de electrónica.

En mis tiempos libres me gusta escuchar música, cocinar y a veces leer, practico natación al menos 2 veces a la semana, además de que por las tardes trabajo con una profesora de una preparatoria y en ese trabajo voy adquiriendo conocimiento en los que son las ciencias sociales.

Me interese por la carrera de Comunicaciones y Electrónica por lo mismo que ya venia con cierto conocimiento de la vocacional, además de que me llama mucho la atención el funcionamiento de los circuitos y su aplicación en las comunicaciones, además de que la electrónica es fundamental en las comunicaciones. Para llegar a la escuela me hago al rededor de 1hr 30min ó 2hrs dependiendo del trafico.