Las ecuaciones de MaxwellExtrado de Escuelapedia

Con base en los estudios de Michael Faraday, James Clerk Maxwell (1831-1879) unific, en 1864, todoslos fenmenos elctricos y magnticos observables en un trabajo que estableci conexiones entre lasdiversas teoras de la poca, derivando una de las ms elegantes teoras ya formuladas.

Maxwell demostr, con esta nueva teora, que todos los fenmenos elctricos y magnticos se podrandescribir en tan slo cuatro ecuaciones ahora conocidas como las ecuaciones de Maxwell.

Estas son las ecuaciones bsicas para el electromagnetismo, as como la ley de la gravitacin universaly las tres leyes de Newton son fundamentales para la mecnica clsica.

No se presentan en este trabajo las deducciones y explicaciones matemticas de las ecuaciones deMaxwell, ya que estas requieren conocimientos de clculo diferencial e integral, que slo son estudiadosen profundidad en cursos superiores universitarios.

Las ecuaciones de Maxwell para el electromagnetismo incluyen la unificacin de las leyes de Gauss, parala electricidad y el magnetismo, la ley de Ampre y la ley de induccin electromagntica de Faraday.

Veamos a continuacin una introduccin a dichas formulaciones:

Forma integral y diferencial de las ecuaciones de Maxwell

1) Ley de Gauss para la electricidadEsta es la primera de las cuatro ecuaciones de Maxwell, originalmente propuestoa por el matemticoalemn Carl Friedrich Gauss (1777-1855), es equivalente a la ley de Coulomb en situaciones estticas. Ellarelaciona los campos elctricos y sus fuentes, las cargas elctricas, y puede ser aplicado incluso para loscampos elctricos variables con el tiempo.

2) Ley de Gauss para el magnetismoEsta ley es equivalente a la primera, pero aplicable a los campos magnticos y que an conserva la noexistencia de monopolos magnticos (no existe polo sur o polo norte aislado). De acuerdo con esa ley, laslneas de campo magntico son continuas, al contrario de las lneas de fuerza de un campo elctrico quese originan en cargas elctricas positivas y terminan en cargas elctricas negativas.

3) Ley de AmpreLa ley de Ampre describe la relacin entre un campo magntico y la corriente elctrica que se origina.Ella establece que un campo magntico es siempre producido por una corriente elctrica o por un campoelctrico variable. Esa segunda manera de obtenerse un campo magntico fue prevista por el propioMaxwell, con base en la simetra de naturaleza: si un campo magntico variable induce una corrienteelctrica, y consecuentemente un campo elctrico, entonces un campo elctrico variable debe inducir uncampo magntico.

4) Ley de FaradayLa cuarta parte de las ecuaciones de Maxwell describen las caractersticas del campo elctrico que causaun flujo magntico variable. Los campos magnticos derivados son variables en el tiempo, generando as

campos elctricos de tipo rotacional.

Hasta finales del siglo XIX, se crea que en estas ecuaciones no haba nada ms por descubrir en la fsica.Sin embargo, en 1900, Max Planck comenz la llamada fsica cuntica, con sus postulados acerca de laradiacin del cuerpo negro.

En 1905, Albert Einstein revolucion de manera definitiva el conocimiento de la ciencia lanzando la Teorade la Relatividad y el Efecto Fotoelctrico, allanando el camino para el mayor desarrollo cientfico de lahistoria.

Las ecuaciones de Maxwell se consideran el punto final de lo que llamamos la mecnica clsica.

Maxwell fue el primer fsico en encontrar, a travs de clculos matemticos, la velocidad de las ondaselectromagnticas, y todo ello gracias a sus famosas ecuaciones.