MAGNETISMO
El magnetismo se define como el fenómeno físico por medio del cual ciertos materiales tienen la capacidad de atraer o repeler a otros materiales, basándose su origen en el movimiento de partículas cargadas el magnetismo forma parte de la fuerza electromagnética siendo una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Muchos de nosotros hemos experimentado con el magnetismo mediante el uso de imanes, un imán es un material que dispone de una alta capacidad magnética para atraer a materiales ferromagnéticos como el hierro, acero, níquel... así como de repeler o atraer a otros imanes, el origen de dichas fuerzas de atracción o repulsión magnética reside en la distribución a nivel atómico de los electrones que componen el imán.
Tal y como hemos descrito en la definición de magnetismo su origen físico reside en la existencia de partículas cargadas eléctricamente y en movimiento, por ello los electrones son considerados como pequeños imanes dado a que son partículas cargadas las cuales se mueven u orbitan alrededor del núcleo atómico así como giran sobre su propio eje de simetría (espín). Todos estos movimientos de los electrones crean pequeñas fuerzas magnéticas las cuales son responsables de la capacidad magnética de un material u otro.
Realmente todos los materiales son magnéticos lo que ocurre es que existen materiales que disponen de una distribución desigual de sus electrones anulándose las distintas fuerzas magnéticas originadas, por otro lado existen materiales que disponen de una gran cantidad de electrones distribuidos en una misma dirección de tal forma que las distintas fuerzas magnéticas orginadas se suman creando un efecto magnético a escala macroscópica.
HISTORIA DEL MAGNETISMO
El fenómeno del magnetismo era conocido por antiguas civilizaciones como los fenicios, egipcios y persas entre otros, pero fue el filósofo griego Tales de Mileto en ser el primer testimonio escrito sobre este extraño fenómeno al afirmar que las magnetitas tenían alma al poder atraer partículas de hierro.
Pero no fue hasta el año 1600 cuando el médico e investigador William Gilbert publicó su famoso libro "De Magnete" donde se recogía todas sus investigaciones científicas sobre el fenómeno del magnetismo. Willian Gilbert fue el primero en identificar a nuestro planeta Tierra como un gigantesco imán cuyos polos están próximos a los polos geográficos explicando la orientación de las brújulas apuntando al norte, por otro lado describió los fenómenos de imantación sobre otros materiales así como la influencia de la temperatura sobre las capacidades magnéticas.
Posteriormente en el año 1820 el físico y químico danés Han Christian Oersted demostró la relación existente entre la electricidad y el magnetismo cuando al colocar un brújula imantada cerca de un alambre por donde fluía cierta corriente eléctrica observó como la brújula se movió y se colocó perpendicularmente al alambre, Oersted fue el primer científico en acuñar la palabra electromagnetismo.
El gran físico experimentador y científico Michel Faraday profundizó sobre los experimentos de Oersted descubriendo la inducción electromagnética por medio de la cual desarrolló el primer motor eléctrico de la historia.
En el año 1865 el matemático y físico James Clark Maxwell desarrolló las ecuaciones matemáticas que describían todos los fenómenos descubiertos y descritos anteriormente por Faraday y Oersted, gracias a la ecuaciones de Maxwell la teoría electromagnética revolucionó la física de aquella época al relacionar matemáticamente el magnetismo y la electricidad bajo una misma teoría y al predecir la existencia de ondas electromagnéticas las cuales fueron descubiertas por el físico Heinrich Hertz en 1888 siendo la base del desarrollo del mundo de las telecomunicaciones como la radio, la televisión o el teléfono.
ELECTROMAGNETISMO
Es cuando hacemos circular un flujo de electrones a través de una cable eléctrico, es decir aplicamos una corriente eléctrica, obtenemos magnetismo debido al movimiento de dichos electrones a través del cable, por lo que la electricidad y el magnetismo se encuentran estrechamente ligados siendo considerados a ambos como un único fenómeno físico conocido como electromagnetismo el cual junto con la gravedad, la nuclear débil y la nuclear fuerte componen las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza.
Esta estrecha relación entre la electricidad y el magnetismo hace que cualquier campo magnético lleve asociado un campo eléctrico y viceversa, el conocimiento de dichos fenómenos han permitido el desarrollo de generadores eléctricos mediante la rotación de imanes cerca de una bobina así como el desarrollo de los motores eléctricos los cuales mediante la aplicación de corriente eléctrica próxima a un imán producen un movimiento mecánico el cual puede ser aprovechado para mover por ejemplo las ruedas de una motocicleta.
También puede definirse como la parte de la electricidad que
estudiala relación entre los fenómenos eléctricos y los fenómenos magnéticos. Los
fenómenos eléctricos y magnéticos fueron considerados como independientes hasta
1820, cuando su relación fue descubierta por
casualidad.
Así, hasta esa fecha el magnetismo y la electricidad habían
sido tratados como fenómenos distintos y eran estudiados por ciencias
diferentes. Sin embargo, esto cambió a partir del descubrimiento que realizó
Hans Chirstian Oersted , observando que la aguja de una brújula variaba su
orientación al pasar corriente a través de un conductor próximo a ella. Los
estudios de Oersted sugerían que la electricidad y el magnetismo eran
manifestaciones de un mismo fenómeno: las fuerzas magnéticas proceden de
las fuerzas originadas entre cargas eléctricas en movimiento.
Esta relación entre la electricidad y el magnetismo fue
descubierta por el físico danés Hans Christian Øersted. Éste observó que
si colocaba un alfiler magnético que señalaba la dirección norte-sur
paralela a un hilo conductor rectilíneo por el cual no circula corriente
eléctrica, ésta no sufría ninguna alteración.
Sin embargo en el momento en que empezaba a pasar corriente
por el conductor, el alfiler magnético se desviaba y se
orientaba hacia una dirección perpendicular al hilo conductor.
En cambio, si dejaba de pasar corriente por el hilo
conductor, la aguja volvía a su posición inicial.
De este experimento se deduce que al pasar a una
corriente eléctrica por un hilo conductor se crea un campo magnético.
La naturaleza de las ondas electromagnéticas consiste en la propiedad que tienen el campo eléctrico y magnético de generarse mutuamente cuando cambian en el tiempo.
Las ondas electromagnéticas viajan en el vacío a la velocidad de la luz y transportan energía a través del espacio. La cantidad de energía transportada por una onda electromagnética depende de su frecuencia (olongitud de onda ): entre mayor su frecuencia mayor es la energía:
W = h f, donde W es la energía, h es una constante (la constante de Plank) y f es la frecuencia.
Ejemplos de ondas electromagnéticas son:
Las señales de radio y televisión
Ondas de radio provenientes de la Galaxia
Microondas generadas en los hornos microondas
Radiación Infraroja provenientes de cuerpos a temperatura ambiente
La radiación Ultravioleta proveniente del Sol , de la cual la crema antisolar nos proteje la piel
Los Rayos X usados para tomar radiografías del cuerpo humano
La radiación Gama producida por nucleos radioactivos
La única distinción entre las ondas de los ejemplos citados anteriormente es que tienen frecuencias distintas (y por lo tanto la energía que transportan es diferente)
El Electromagnetismo, de esta manera es la parte de la Física que estudia los campos electromagnéticos y los campos eléctricos , sus interacciones con la materia y, en general, la electricidad y el magnetismoy las partículas subatómicas que generan flujo de carga eléctrica.
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