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viernes, 29 marzo, 2024
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Michael Faraday, un genio de la física experimental

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Por: Juan Manuel Rivera Juárez •

Isaac Newton, el inglés que calculó la fórmula de los movimientos de los planetas alrededor del sol, vivía angustiado por un misterio, quería saber ¿cómo el sol logra que los planetas actúen de esa forma sin tocarlos?, ¿cómo saben todas las manzanas caer?, pero no era el único que se planteaba esas interrogantes, otro de los grandes genios se sentía intrigado por otro aspecto del mismo misterio. En el período comprendido entre Newton y Einstein vivió Michael Faraday, otro genio de la misma estatura, quien resolvió el misterio que desconcertó a Newton, y colocó las bases para las intuiciones revolucionarias de Einstein y para la vida actual. Para algunos historiadores, sin la existencia de Faraday el mundo que conocemos hoy tal vez no existiría y viviríamos como lo hacían nuestros antepasados en el siglo XVII.

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En 1790, en un barrio pobre de los suburbios de Londres, nació Michael Faraday, era hijo de una familia pobre, de él no se esperaba nada. Mostró poca aptitud en la escuela que abandonó por diversos problemas, el mismo Faraday comentó “mi educación fue del tipo más corriente; consistió en un poco más que los rudimentos de lectura, escritura y aritmética en una escuela diurna común”. No existen registros de que Faraday retomara sus estudios escolarizados. Fue enviado a trabajar en un taller de encuadernación, se supone que durante el día encuadernaba libros y por las noches los leía. El fácil acceso a los libros lo hizo un lector habitual. La lectura del artículo “Electricity” de la Enciclopedia Británica, escrito por James Tytler, despertó en él la pasión por la ciencia, lo que representó el principio de una fascinación por la electricidad, que lo acompañaría el resto de su vida.

El artículo revisaba la teoría de B. Franklin, según la cual los cuerpos en estado normal poseen un fluido eléctrico y su electricidad, positiva o negativa, significa un aumento o disminución de esa cantidad de fluido; así como la de Robert Symmer, quien en 1759 anunció la teoría de la existencia de dos clases de electricidad o de dos fluidos, la electricidad positiva y la negativa que todo cuerpo en estado normal posee en cantidades iguales. La controversia indujo en Faraday el deseo de verificar algunos de los fenómenos ahí descritos y, para ello, construyó un pequeño generador electrostático con ayuda de botellas usadas y madera.

En Londres de principios del Siglo XIX el acceso a la educación y a la ciencia no era fácil. Faraday recibió una educación básica en ciencias con cursos sobre electricidad, galvanismo, hidrostática, óptica, geología, mecánica experimental y teórica, química, astronomía y meteorología en una asociación de jóvenes –“The City Philosophical Society”– que al igual que él, estaban interesados en la ciencia. Fue ahí que puso en operación una pila voltaica. Todas estas experiencias intensificaron aún más su interés por la ciencia.

Por aquel tiempo la Royal Institution of Great Britain divulgaba la ciencia mediante conferencias y experimentos; Faraday obtuvo boletos para asistir a las conferencias de Humphry Davy en el área de química. Tomó notas y las pasó en limpio, las ilustró en color y además discutió cada uno de los puntos de interés con los miembros de la “The City Philosophical Society” –con los que se reunía una vez a la semana–. Su futuro como encuadernador de libros no lo emocionaba mucho, sobre todo después de haber asistido a las conferencias de Davy.

Dentro de la controversia de que si fue Faraday quien solicitó empleo o fue Davy quien recibió la recomendación de tomarlo como copista, en marzo de 1813, Faraday fue nombrado asistente del laboratorio de la Royal Institution, con un salario y dos habitaciones a su disposición. Desde ese momento la relación entre ambos fue estrecha y fértil. Aunque en los primeros años la principal actividad de Michael Faraday se centró en la química, su viejo amigo Phillips, en ese momento director de los Annals of Philosophy, lo hizo regresar a la electricidad. En 1821 le pidió que escribiera una revisión sobre los trabajos de electromagnetismo de Oersted, Ampere y Biot-Savart, publicados el año anterior. El primer descubrimiento de Faraday sobre el electromagnetismo se realizó el 3 de septiembre de 1821 pues, como era habitual en él, repitió cada uno de los experimentos que tenía que reportar.

Al recrear el experimento de Oersted con una aguja magnética localizada en diversos puntos alrededor de un alambre que conducía una corriente, Faraday encontró que la fuerza ejercida por la corriente sobre el imán era de naturaleza circular. Inmediatamente construyó un rotor electromagnético basado en esta idea; descubrió que una barra magnética, fija en un extremo, podía girar alrededor del alambre que conducía la corriente, a lo largo de las líneas de fuerza que actuaban sobre el polo móvil. Diseñó otro dispositivo con el imán fijo y con uno de los extremos del alambre conductor móvil que tocaba levemente la superficie del mercurio que utilizó para cerrar el circuito. El alambre que transportaba la corriente giraba alrededor del imán. Estos experimentos, que constituyen la transformación de energía eléctrica en mecánica, proporcionaron el principio básico de los motores eléctricos. Sin embargo, la línea de desarrollo para la construcción de los motores se inició con un descubrimiento posterior: la inducción electromagnética (1831).

En su juventud, Faraday se levantó de la pobreza en una de las sociedades más clasistas que el mundo jamás conoció, para convertirse en el científico más celebrado de su época; a los cuarenta años había inventado el motor eléctrico, el transformador y el generador; máquinas que cambiarían todos los hogares, las fábricas y revolucionarían los sistemas de producción y vida social. Del trabajo de Faraday destacan su habilidad e ingenio experimental, que lo condujeron a descubrir fenómenos importantes, así como su perseverancia en el estudio de esos fenómenos, lo que le permitió concebir los conceptos clave para describirlos y entenderlos. Esta historia continuará.

Ilustración tomada del Diario de Faraday (1821-1822), ilustra el uso de la orientación de agujas magnetizadas en la vecindad de la corriente eléctrica en un conductor recto conectado a las terminales P (positivo) y N (negativa) de una pila voltaica, para visualizar los efectos magnéticos recién descubiertos por Oersted. Imagen a) Dispositivo para ilustrar la orientación de agujas magnetizadas en la vecindad de una corriente eléctrica: Disco de Davy, imagen b) Caja de vidrio de Faraday, imagen c) Tanque de madera de Faraday e imagen d) Tapón de corcho de Faraday.

Sé parte de la Unidad Académica de Ciencia y Tecnología de la Luz y la Materia (LUMAT). Informes: http://lumat.uaz.edu.mx/; https://www.facebook.com/LUMAT.UAZ; https://twitter.com/LumatUaz.

*Docente Investigador de la Unidad Académica
de Ciencia y Tecnología de la Luz y la Materia, LUMAT.
[email protected]

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