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Michael Faraday

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Genio de la fisica

Text of Michael Faraday

  • MICHAEL FARADAY: UN GENIO DE LA FSICA EXPERIMENTALAutor: GERARDO CARMONA./ PATRICIA GOLDSTEIN./ E. LEY-KOO./ S.M.T DE LA SELVA./ EDUARDO PIA./ I.CAMPOS./ J.L.JIMNEZ./ LUIS DE LA PEA./ JOSE L.CRDOVA./ MATAS MORENO./ LEOPOLDO GARCIA-COLIN S.

    COMIT DE SELECCIN EDICIONES PREFACIO I. MICHAEL FARADAY (1791-1867) II. LNEAS FSICAS DE FUERZA: UNO DE LOS BEBES DE

    FARADAY, AHIJADO DE MAXWELL* III. MICHAEL FARADAY Y LA LICUEFACCIN DE LOS GASES IV. LA LEY DE INDUCCIN Y LA RELATIVIDAD V. FARADAY Y LA NOCIN DEL VACO VI. LA CONTRIBUCIN DE FARADAY A LA TEORA DE

    DISOCIACIN ELECTROLTICA VII. FARADAY LAS TEORAS DE NORMA: LA UNIFICACIN DE

    LAS FUERZAS VIII. MICHAEL FARADAY, DIAMAGNETISMO Y EL EFECTO

    HALL CUNTICO COLOFN CONTRAPORTADA

  • COMIT DE SELECCIN

    Dr. Antonio Alonso

    Dr. Juan Ramn de la Fuente

    Dr. Jorge Flores

    Dr. Leopoldo Garca- Coln

    Dr. Toms Garza

    Dr. Gonzalo Halffter

    Dr. Guillermo Haro

    Dr. Jaime Martuscelli

    Dr. Hctor Nava Jaimes

    Dr. Manuel Peimbert

    Dr. Juan Jos Rivaud

    Dr. Emilio Rosenblueth

    Dr. Jos Sarukhn

    Dr. Guillermo Sobern

    Coordinadora Fundadora:

    Fsica Alejandra Jaidar

    Coordinadora:

    Mara del Carmen Faras

  • EDICIONES

    Primera edicin, 1995

    La Ciencia desde Mxico es proyecto y propiedad del Fondo de Cultura Econmica, al que pertenecen tambin sus derechos. Se publica con los auspicios de la Subsecretara de Educacin e Investigacin Cientfica de la SEP y del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa.

    D. R. 1995, FONDO DE CULTURA ECONMICA

    Carretera Picacho-Ajusco 227; 14200 Mxico, D.F.

    ISBN 968-16-4439-5

    Impreso en Mxico

  • PREFACIO

    En este libro se renen las conferencias que se dictaron en la Facultad de Ciencias de la UNAM el 18 de septiembre de 1991, en ocasin del bicentenario del nacimiento de Michael Faraday. Las conferencias, dirigidas a los estudiantes de ciencias, fueron motivadas por la personalidad de Faraday y la profunda trascendencia de sus descubrimientos en la fsica moderna. Durante la realizacin del Simposio Faraday nos sorprendi el inters mostrado por muchos de los estudiantes, quienes solicitaron copias impresas de las conferencias. El presente volumen constituye la respuesta a su peticin.

    El desarrollo de la ciencia, a travs de la construccin de teoras y modelos del mundo fsico, su comprobacin e incluso el descubrimiento de nuevos fenmenos, es un acontecimiento social, logro de la humanidad entera, de permanente actualidad. La asimilacin del nuevo conocimiento se realiza, primero, al ampliarse la visin de unos cuantos cientficos y posteriormente, por la acumulacin de mltiples comprobaciones, esta visin se extiende y pasa a formar parte del acervo de logros de la humanidad. En el inmenso cmulo de contribuciones cientficas encontramos gran diversidad en cuanto a su trascendencia y slo en contadas ocasiones ha ocurrido, como en el caso de Faraday, que un solo individuo abra un nuevo campo del conocimiento o genere una nueva perspectiva.

    Cervantes, Shakespeare, Miguel Angel, Leonardo da Vinci, Mozart, Beethoven son personajes de tal magnitud dentro de la cultura universal que su obra sigue siendo estudiada y celebrada. As, por ejemplo, es prctica comn que en las universidades se den cursos sobre la trascendencia de Shakespeare o sobre sus antecedentes literarios. Sin embargo, difcilmente ocurre algo similar con respecto a los cientficos; no es frecuente que se dediquen cursos al estudio de Newton, Maxwell, Einstein, etc., aunque debiera serlo. Es claro que si, por ejemplo, Shakespeare no hubiera existido, nadie sera capaz de escribir; tal como la conocemos, la tragedia de Hamlet. De manera similar; si Einstein no hubiera existido, nadie sera capaz de escribir La electrodinmica de los cuerpos en movimiento tal como la conocemos, aunque tarde o temprano, a partir de la fenomenologa, esta teora se construyera. Debemos reconocer; adems, que la singularidad no slo est en la irreproducibilidad de un determinado logro, sino tambin en las circunstancias, realidades y principios imperantes que rodearon al genio desde su infancia y que conformaron la visin de su mundo, conceptualmente cambiante, que finalmente adopt, ms o menos en forma consciente, para llevar a cabo sus creaciones, ya sea en humanidades o en ciencia.

    Es necesario admitir que la cultura que nos permite reconocer y emocionarnos ante un poema de Pablo Neruda o una obra musical de Mozart y conocer la trayectoria de su vida, no es lo suficientemente amplia como para que sea comn reconocer tambin la influencia de la ciencia y emocionarnos por ella. As, no es usual que se reconozca explcitamente, por ejemplo, que en el conocimiento del universo el punto de vista heliocentrista de Coprnico oblig al ser humano a situarse a un lado, como un grano de polvo ms del cosmos, con todas las consecuencias religiosas y culturales que ello implica. Y ya empequeecido nada impide al hombre avanzar con su imaginacin, su raciocinio y sus instrumentos, paso a paso, ms all de las fronteras del conocimiento de su poca, ms all del Big Bang, los cuarks, etc. Una cultura que no incluya los esfuerzos de la ciencia por explicar los fenmenos naturales, ms all de la simple asociacin de un nombre con un descubrimiento, permanecer ineluctablemente anacrnica.

    Hemos aprovechado el bicentenario de Michael Faraday para hablar y escribir sobre l con la idea de eliminar; al menos en una pequea medida, el vaco cultural a su respecto. Faraday es una de esas personalidades que han dejado una huella imborrable tanto en el pensamiento cientfico ms abstracto como en las realidades de nuestra vida diaria, hoy inconcebibles sin el uso de la energa elctrica, sin ir ms lejos.

    En los escritos aqu reunidos tenemos inicialmente una resea biogrfica y a continuacin captulos que tratan algn aspecto particular de sus investigaciones en una secuencia ms o menos cronolgica. En ellos comprobamos que la amplitud de sus investigaciones fue enorme: en la qumica descubri nuevos compuestos, en lo tocante a la electroqumica las leyes que permiten asociar la carga elctrica a los tomos. En la termodinmica consigui la licuefaccin de varios gases y, en relacin con los fenmenos elctricos y magnticos, su extensa investigacin lo llev desde la construccin del primer dispositivo que transforma la energa electromagntica en mecnica (el motor elctrico), hasta la creacin del concepto de campo que habra de sentar las bases de la fsica moderna.

    GERARDO CARMONA.

  • SARA MARA TERESA DE LA SELVA. PATRICIA GOLDSTEIN.

    Marzo de 1992.

  • I. MICHAEL FARADAY (1791-1867)

    GERARDO CARMONAPATRICIA GOLDSTEIN.

    RESUMEN

    A 200 aos del nacimiento de Faraday es necesario reconsiderar su imagen, ya borrada por el tiempo y, retocarla.Reconocer a la distancia que nos dan estos 200 aos, no slo sus contribuciones a la ciencia sino tambin su emocin por el descubrimiento de los misterios de la naturaleza y el deseo de compartirla mediante sus bien organizadas conferencias.

    Nuestro inters al escribir estas notas es hacer un resumen de su obra a travs de su vida, pues en muchos casos a Faraday slo se le identifica por sus contribuciones a la electricidad y al magnetismo o a la electroqumica y se dejan a un lado otros trabajos que reflejan la unidad de su pensamiento. Por ello seguiremos el desarrollo de su vida y sus descubrimientos y ya en los siguientes escritos, se discutirn con mayor profundidad temas especficos para evaluar su contribucin y para estudiar su trascendencia en la fsica actual.

    MICHAEL FARADAY naci en Newington, al sur de Londres, el 22 de septiembre de 1791, dos aos despus de la Revolucin francesa, en el seno de una familia pobre, siendo el tercero de cuatro hijos. El padre era herrador de caballos y la madre de origen campesino. Ambos pertenecan a la Iglesia de los sandemanianos, fundada por Robert Sandeman (1718-1771), secta protestante fundamentalista cuya base doctrinal era la creencia literal en las Sagradas Escrituras y cuyas normas bsicas de conducta eran el amor y un alto sentido de la comunidad, ambos presentes en Faraday toda su vida, a pesar de la injusticia social que sufri y de las injusticias profesionales que resultaron de su admirado maestro Humphry Davy.

    Su nacimiento tuvo lugar despus de que sus padres se mudaron a Newington, muy cerca de Londres, con la intencin de mejorar su situacin econmica, lo que no ocurri, pues el mismo Michael menciona que dispona de un trozo de pan a la semana. Posteriormente se mudaron a Londres, donde el joven Faraday buscara el camino que lo llevara a la ciencia. Cuando tena 19 aos, trabajaba de aprendiz de encuadernador y empezaba a asistir a conferencias cientficas, al morir su padre, su hermano Robert, tambin herrador de caballos, fue quien qued a cargo de la familia. Su madre muri en 1838, un ao despus de que subi al trono la reina Victoria (1837-1901) cuando Faraday ya haba hecho sus mayores contribuciones a la ciencia y era ya un notable cientfico.

    En cuanto a los inicios de su educacin, el mismo Faraday menciona: [1] * "Mi educacin fue del tipo ms corriente; consisti en poco ms que los rudimentos de lectura, escritura y aritmtica en una escuela diurna comn. Las horas fuera de la escuela las pasaba en mi casa y en las calles." En 1804, a los 13 aos, concluidos esos estudios, el librero George Riebau lo contrat como mensajero; era adems repartidor de peridicos para alquiler. Ese mismo ao ascendi a aprendiz de encuadernador; actividad en la que mostr gran capacidad y habilidad, de manera que cinco aos ms tarde contaba ya con dos ayudantes. El fcil acceso a los libros lo hizo un lector habitual; se despert su pasin por la ciencia, segn afirma, con la lectura del artculo "Electricity" de l

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