Maxwell, James Clerk

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Biografía GER

Es, junto con Faraday (v.), el físico inglés más destacado del s. xix; n. en Edimburgo el 13 jun. 1831 de una noble y antigua familia escocesa. Pese a que sólo vivió 48 años, su producción científica fue extraordinaria y su mérito principal, además de las aportaciones que se glosarán después, consiste en evadirse en parte de considerar todos los fenómenos físicos como fenómenos mecánicos, como era típico en su época, introduciendo y enseñando nuevas formas de pensar

Ya en su infancia mostró gran curiosidad, inquiriendo continuamente a sus mayores el cómo y porqué de las cosas. De los 10 a los 16 años fue alumno de la academia de Edimburgo, de la que pasó a la Universidad de esta ciudad y luego, a los 19 años, al Trinity College de Cambridge, donde se graduó. En 1856 ocupó la cátedra de Filosofía natural en el Marischal College deAberdeen y en 1860 pasó a explicar Física y Astronomía en el King’s College de Londres hasta que en 1865 se retiró a su finca Glenlair. En 1871, a instancia del canciller de la Univ. de Cambridge, aceptó la dirección de las obras de instalación del Cavendish Laboratory (que se inauguró en 1874) y la cátedra adjunta al mismo. Murió de cáncer el 5 nov. 1879, en Cambridge

Publica en 1859 su libro Illustration of the dynamical theory of gases en el que afirma que "la verdadera lógica del Universo es el cálculo de probabilidades". Busca y encuentra la función de distribución de velocidades en un estado de equilibrio térmico estadístico. Colabora con los físicos teóricos (matemáticas) de su tiempo en el análisis vectorial, introduciendo los conceptos de flujo, divergencia y rotacional (v. VECTORES Y CÁLCULO VECTORIAL). Más adelante y, por su cuenta, define el potencial vector, independientemente de toda analogía mecánica y considera al campo magnético como el rotacional de un potencial vector, ligado simplemente a la intensidad y a la geometría de los circuitos que crean el campo (v. CAMPOS, TEORÍA DE)

Su tratado más importante, considerado como "la biblia" de cuantos están interesados en los fenómenos de la electricidad y magnetismo, Treatise on Electricity and Magnetism, aparece en 1873. Basado, en parte, en otra obra suya anterior, publicada en 1864, A dynamical theory of the electromagnetic field, contiene los resultados más importantes de sus trabajos que le condujeron a formular la teoría electromagnética de la luz (v.), así como sus célebres ecuaciones del campo electromagnético (v. MAXWELL, ECUACIONES DE)

Los trabajos iniciados por T. Young, y continuados por Fresnel (v.) y Arago, habían llevado a la conclusión de que la luz era un movimiento ondulatorio transversal. La imposibilidad, por una parte, de que este tipo de movimiento pueda tener lugar en los medios fluidos y el hecho, por otra, de que la luz se propaga en el vacío, obligó a admitir la existencia de un "éter elástico", que lo llene todo y que sirva de asiento a las vibraciones luminosas. Esta hipótesis, no obstante, no resultaba satisfactoria y M. la rechazó en 1864, estableciendo una nueva hipótesis sobre la naturaleza electromagnética de la luz, afirmando que lo que avanza con ella es una variación de los estados eléctrico y magnético del medio; es decir, un campo eléctrico E y un campo magnético H, perpendiculares entre sí y perpendiculares, a su vez, a la dirección de propagación. La hipótesis de M. fue confirmada experimentalmente por Hertz (v.) en 1888, fecha a partir de la cual se acepta definitivamente la teoría electromagnética de la luz (v.)

Para M. el éter no es más que un receptáculo de energía, a la que puede almacenar tanto en forma potencial como cinética. Los campos eléctricos y magnéticos sólo pueden existir solos cuando son constantes. La variación de cualquiera de ellos lleva consigo la aparición del otro. Es así como se genera la onda electromagnética

M. introduce en su teoría la noción de corriente de desplazamiento, que aparecen cada vez que tiene lugar una variación de la inducción eléctrica D. Formula entonces la forma completa de su primera ecuación fundamental:aDrot H = 47rj +arsiendo H el campo magnético y j la densidad de la corriente de conducción. Deduce una segunda ecuación, simétrica en parte de la anterior, que relaciona el campo eléctrico E con la variación de la inducción magnética B, asrot E=atLa teoría predice también la relación e=nz que existe entre el índice de refracción n de un cuerpo transparente y su constante dieléctrica relativa. Este hecho, juntamente con la circunstancia de que la relación que existe entre las unidades electromagnética y electrostática de la corriente eléctrica coincide con el valor de la velocidad con que se propaga una onda electromagnética en el vacío, pesó en el ánimo de M. en el sentido de que "debería existir una correlación entre los fenómenos luminosos y los electromagnéticos"

Su precocidad fue extraordinaria. A los 14 años presentó en la Real Sociedad de Edimburgo un método sencillo de trazado de óvalos perfectos, y a los 18 años escribió dos trabajos; el primero sobre la teoría de las ruletas, y el segundo sobre equilibrio de sólidos elásticos. En 1855 a los 24 años, publicó su primer libro sobre la electricidad, titulado: On Faraday’s lines of forte. No presenta en él una teoría mecánica coherente, sino una serie de imágenes hidrodinámicas que le permiten llegar a las leyes que rigen el electromagnetismo utilizando un lenguaje matemático nuevo en gran parte. Al considerar la reflexión y la absorción de la luz por la materia, llega a la conclusión de que aquélla debe ejercer sobre ésta una presión de radiación (v.) proporcional a la energía incidente. El hecho fue comprobado experimentalmente por Lebeden en 1899 y ya Bartoli había demostrado en 1876 que la presión de la radiación es una consecuencianatural del segundo principio de la Termodinámica (v.) cuando se aplica a la energía radiante

M. no pudo gozar de la comprobación experimental de su teoría sobre el electromagnetismo ni quizá pudo nunca barruntar toda la importancia que encerraba. Difícilmente podríamos adaptarnos a un mundo que no estuviera, como el nuestro, barrido constantemente por miles de ondas electromagnéticas de longitudes de onda muy diferentes

L. BRÚ VILLASECA

BIBL.: L. CAMPBELL y W. GARNETr, Life, correspondence and occasional writings o/ J. C. Maxwell, 2 ed. Londres 1884; VARIOS, Hombres de ciencia británicos del siglo XIX, Madrid; C. CIMADEVILLA, lames Clerk Maxwell,’ en Forjadores del mundo contemporáneo, II, Barcelona 1965, 543-554