Que habia antes del 1500

La existencia de la electricidad, el fenómeno asociado con las cargas eléctricas estacionarias o móviles, se conoce desde que los griegos descubrieron que el ámbar, frotado con pieles, atraía objetos ligeros como las plumas. Ben Franklin probó la naturaleza eléctrica del relámpago (el famoso experimento clave) y también estableció el uso convencional de tipos negativos y positivos de cargas.

También se sabía que ciertos materiales bloqueaban la carga eléctrica, llamados aislantes, tales como vidrio o corcho. Otros materiales transferían la carga eléctrica con facilidad, llamados conductores, como el metal.

En el siglo XVIII, el físico Charles Coulomb definió la cantidad de electricidad más tarde conocida como coulomb, y determinó la ley de fuerza entre las cargas eléctricas, conocida como la ley de Coulomb. La ley de Coulomb es similar a la ley de la gravedad en que la fuerza eléctrica es inversamente proporcional a la distancia de las cargas al cuadrado, y proporcional al producto de las cargas.

Hacia el final del siglo XVIII, habíamos determinado que la carga eléctrica podría ser almacenada en un cuerpo conductor si está aislado de su entorno. El primero de estos dispositivos era el tarro de Leyden. Consistía en un frasco de vidrio, parcialmente lleno de láminas de papel metálico, cuya parte superior estaba cerrada por un corcho perforado con un alambre o un clavo. Para cargar el tarro, el extremo expuesto del alambre se pone en contacto con un dispositivo de fricción.

La teoría atómica moderna explica esto como la capacidad de los átomos para perder o ganar un electrón externo y por lo tanto exhibir una carga positiva neta o ganar una carga neta negativa (ya que el electrón es negativo). Hoy sabemos que la cantidad básica de carga eléctrica es el electrón, y un coulomb es de unos 6.24x1018 electrones.

La batería fue inventada en el siglo XIX, y se demostró que la corriente eléctrica y la electricidad estática eran manifestaciones del mismo fenómeno, es decir, la corriente es el movimiento de la carga eléctrica. Una vez que una curiosidad de laboratorio, la electricidad se convierte en el foco de preocupaciones industriales cuando se demuestra que la energía eléctrica puede ser transmitida eficientemente de un lugar a otro y con la invención de la lámpara incandescente.

El descubrimiento de la ley de Coulomb, y el comportamiento o el movimiento de las partículas cargadas cerca de otras partículas cargadas condujo al desarrollo del concepto del campo eléctrico.

Un campo puede ser considerado un tipo de energía en el espacio, o energía con posición. Un campo se visualiza normalmente como un conjunto de líneas que rodean al cuerpo, sin embargo estas líneas no existen, son estrictamente una construcción matemática para describir el movimiento. Los campos se utilizan en electricidad, magnetismo, gravedad y casi todos los aspectos de la física moderna.

Un campo eléctrico es la región alrededor de una carga eléctrica en la que se ejerce una fuerza eléctrica sobre otra carga. En lugar de considerar la fuerza eléctrica como una interacción directa de dos cargas eléctricas a una distancia entre sí, una carga se considera la fuente de un campo eléctrico que se extiende hacia fuera en el espacio circundante, y la fuerza ejercida sobre una segunda carga en este espacio Se considera como una interacción directa entre el campo eléctrico y la segunda carga.

El magnetismo es el fenómeno asociado con el movimiento de las cargas eléctricas, aunque el estudio de los imanes fue muy confuso antes del siglo XIX debido a la existencia de ferromagnetos, sustancias tales como imanes de barra de hierro que mantienen un campo magnético donde no está presente ninguna corriente eléctrica obvia. vea abajo). El magnetismo básico es la existencia de campos magnéticos que desvían cargas móviles u otros imanes. Similar a la fuerza eléctrica en fuerza y ​​dirección, se dice que los objetos magnéticos tienen "polos" (norte y sur, en lugar de carga positiva y negativa). Sin embargo, los objetos magnéticos se encuentran siempre en parejas, no existen polos aislados en la naturaleza.

La fuente más común de un campo magnético es un bucle de corriente eléctrica. El movimiento de las cargas eléctricas en un patrón produce un campo magnético y su fuerza magnética asociada. Del mismo modo, los objetos giratorios, como la Tierra, producen campos magnéticos, suficientes para desviar las agujas de la brújula.

Hoy sabemos que los imanes permanentes se deben a las cargas dipolares dentro del imán en el nivel atómico. Una carga de dipolo se produce desde el giro del electrón alrededor del núcleo del átomo. Los materiales (como los metales) que tienen cáscaras electrónicas incompletas tendrán un momento magnético neto. Si el material tiene un patrón cristalino altamente ordenado (como hierro o níquel), entonces los campos magnéticos locales de los átomos se acoplan y el material muestra un comportamiento de imán de barra a gran escala.
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Aunque concebidos como fenómenos distintos hasta el siglo XIX, la electricidad y el magnetismo son ahora conocidos como componentes de la teoría unificada del electromagnetismo.

Una conexión entre la electricidad y el magnetismo se había sospechado durante mucho tiempo, y en 1820 el físico danés Hans Christian Orsted demostró que una corriente eléctrica que fluye en un alambre produce su propio campo magnético. Andre-Marie Ampère de Francia repitió de inmediato los experimentos de Orsted y en pocas semanas fue capaz de expresar las fuerzas magnéticas entre los conductores de corriente en una forma matemática simple y elegante. También demostró que una corriente que fluye en un bucle de alambre produce un dipolo magnético indistinguible a una distancia de la producida por un pequeño imán permanente; Esto llevó a Ampere a sugerir que el magnetismo es causado por corrientes que circulan en una escala molecular, una idea notablemente cercana a la comprensión moderna.

Faraday, a principios de 1800, mostró que un campo eléctrico cambiante produce un campo magnético, y que viceversa, un campo magnético cambiante produce una corriente eléctrica. Un electroimán es un núcleo de hierro que mejora el campo magnético generado por una corriente que fluye a través de una bobina, fue inventado por William Sturgeon en Inglaterra durante mediados de 1820. Más tarde se convirtió en un componente vital tanto de motores como de generadores.

La unificación de fenómenos eléctricos y magnéticos en una teoría matemática completa fue el logro del físico escocés Maxwell (1850). En un conjunto de cuatro elegantes ecuaciones, Maxwell formalizó la relación entre campos eléctricos y magnéticos. Además, demostró que un campo magnético y eléctrico lineal puede ser auto-reforzante y debe moverse a una velocidad particular, la velocidad de la luz. Por lo tanto, concluyó que la luz es energía transportada en forma de campos eléctricos y magnéticos opuestos pero que soportan la forma de ondas, es decir, ondas electromagnéticas auto-propagables.

Al hacer esto, Maxwell movió la física a un nuevo reino de comprensión. Utilizando la teoría de campo como núcleo del electromagnetismo, hemos avanzado más allá de una cosmovisión newtoniana donde los objetos cambian por contacto directo y en una teoría que utiliza campos invisibles. Esto introduce un tipo de comprensión que sólo se puede describir con un tipo de matemáticas que no pueden traducirse directamente al lenguaje. En otras palabras, los científicos se limitan a hablar de fenómenos electromagnéticos estrictamente a través del uso de un nuevo tipo de lenguaje, uno de matemáticas puras.

La radiación electromagnética es la energía que se propaga a través del espacio libre oa través de un medio material en forma de ondas electromagnéticas, tales como ondas de radio, luz visible y rayos gamma. El término también se refiere a la emisión y transmisión de dicha energía radiante.

La longitud de onda de la luz determina sus características. Por ejemplo, las longitudes de onda cortas son los rayos gamma de alta energía y los rayos X, las longitudes de onda largas son ondas de radio. Toda la gama de longitudes de onda se llama espectro electromagnético.

En 1887 Heinrich Hertz, un físico alemán, proporcionó la confirmación experimental de las ideas de Maxell produciendo las primeras ondas electromagnéticas hechas por el hombre e investigando sus propiedades. Los estudios subsecuentes resultaron en una comprensión más amplia de la naturaleza y el origen de la energía radiante.

Se ha establecido que los campos eléctricos variables en el tiempo pueden inducir campos magnéticos y que los campos magnéticos variables en el tiempo pueden de la misma manera inducir campos eléctricos. Debido a que tales campos eléctricos y magnéticos se generan entre sí, se producen conjuntamente, y juntos se propagan como ondas electromagnéticas. Una onda electromagnética es una onda transversal en la que el campo eléctrico y el campo magnético en cualquier punto y tiempo en la onda son perpendiculares entre sí así como a la dirección de propagación. En el espacio libre (es decir, un espacio que es absolutamente desprovisto de materia y que no experimenta ninguna intrusión de otros campos o fuerzas), las ondas electromagnéticas siempre se propagan con la misma velocidad - la de la luz (299.792.458 m por segundo o 186.282 millas por segundo ) - independiente de la velocidad del observador o de la fuente de las ondas.

La radiación electromagnética tiene propiedades en común con otras formas de ondas como la reflexión, la refracción, la difracción y la interferencia. Además, puede caracterizarse por la frecuencia con la que varía en el tiempo o por su longitud de onda. Sin embargo, la radiación electromagnética tiene propiedades parecidas a las partículas además de las asociadas con el movimiento ondulatorio. Se cuantifica en que para una frecuencia dada, su energía se produce como un entero veces h, en el cual h es una constante fundamental de la naturaleza conocida como la constante de Planck. Un quántum de energía electromagnética se llama fotón. La luz visible y otras formas de radiación electromagnética pueden considerarse como una corriente de fotones, con energía de fotones directamente proporcional a la frecuencia.

La radiación electromagnética abarca una enorme gama de frecuencias o longitudes de onda, como lo demuestra el espectro electromagnético. Habitualmente, está designado

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