XII. LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

EN 1888, el profesor Rudolf Hertz, que trabajaba en la Universidad de Kiel, hizo saltar chispas a voluntad en un pequeño aro de alambre con un intersticio al colocarlo cerca de un circuito eléctrico oscilante, en el cual también podía producir chispas. La corriente variable en el circuito oscilante daba origen a campos eléctricos y magnéticos que se propagaban y luego eran detectados en el aro: así fueron descubiertas las "ondas hertzianas" que no eran otras que las ondas electromagnéticas predichas poco antes por Maxwell. En Italia se demostró, no mucho tiempo después del trabajo de Hertz, que estas ondas se reflejaban, se refractaban, podían polarizarse y sufrir interferencia, de la misma manera que la luz. Maxwell lo afirma: "Es difícil no inferir que la luz consista de oscilaciones transversas del mismo medio que es la causa de los fenómenos eléctricos y magnéticos." Aunque para Maxwell este medio es el éter, sabemos ahora que las ondas electromagnéticas pueden propagarse en el vacío y el éter resulta innecesario.

Cuando Hertz hacía saltar chispas en su aro, en realidad forzaba grandes aceleraciones sobre algunas cargas eléctricas. De acuerdo a la teoría electromagnética, esto genera impulsos que viajan con la velocidad de la luz. En otras palabras, una carga eléctrica acelerada genera una onda electromagnética. En particular, si la carga da vueltas alrededor de un centro con una cierta frecuencia, las "ondas que emite tienen esa misma frecuencia. La carga, al radiar energía electromagnética, consume parte de su energía mecánica.

Figura 16. Cuando una carga eléctrica se acelera, genera radiación electromagnética. En a se ven las líneas de campo eléctrico en la región cercana, y en b en la región lejana cuando un dipolo eléctrico oscila.

El experimento de Hertz fue convertido en un aparato de uso práctico para enviar mensajes por el ingeniero italiano Guillermo Marconi. Conectó a tierra tanto el receptor como el transmisor y utilizó un alambre aislado como antena para facilitar lo mismo la transmisión que la recepción de las señales. Poco a poco consiguió enviar sus mensajes a distancias cada vez más grandes, hasta que en 1901 logró comunicación entre el sur de Inglaterra y Terranova, a través del Atlántico. Con ello se establece la telegrafía inalámbrica, o radiotelegrafía (es decir, telegrafía por radiación a diferencia de telegrafía por medio de alambres, con corrientes eléctricas), la cual pronto evolucionaría del código Morse a otros más complicados; así nacen la radio y la televisión.

La historia de las ondas electromagnéticas proporciona un bello ejemplo de las ligas que unen a la ciencia básica con la aplicada y a ésta con el desarrollo tecnológico. La teoría —en este caso las ecuaciones de Maxwell— predice un cierto fenómeno, comprobado luego experimentalmente en el laboratorio. Con ello se genera un nuevo conjunto conceptual —la teoría electromagnética de la luz—, pero también se busca la aplicación práctica de las nuevas ideas. Se inventan así el telégrafo inalámbrico, el radio, y tantos otros aparatos que hoy son indispensables para que el hombre moderno subsista. A su vez, cada nuevo desarrollo tecnológico sugiere nuevos experimentos —como ha ocurrido en las dos últimas décadas con el láser— y éstos plantean nuevos esquemas teóricos, que también predicen nuevos fenómenos comprobables experimentalmente. Esta red complicada de teorías, observaciones controladas e inventos constituye la esencia del avance científico y tecnológico, base de la sociedad industrial de nuestros días.