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DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES
La ley de Oersted. Historia y esencia del descubrimiento científico.
Directorio / Los descubrimientos científicos más importantes. La idea de la conexión entre la electricidad y el magnetismo, que se remonta a la más simple semejanza entre la atracción de las pelusas por el ámbar y las limaduras de hierro por un imán, estaba en el aire, y muchas de las mejores mentes de Europa se dejaron llevar por eso. En la literatura, se conocían los hechos de magnetización de agujas de acero por una chispa eléctrica, desmagnetización de brújulas por un rayo. El tratado de galvanismo de Aldini (1804) menciona a Mojón, que magnetizó una aguja de acero con una columna voltaica, y a Romagnosi, que observó la desviación de una aguja magnética bajo la acción de una columna voltaica. Pero todos estos hechos tenían la naturaleza de observaciones aleatorias y no solo no se generalizaron, sino que ni siquiera se describieron con precisión. El mérito de Oersted radica, en primer lugar, en el hecho de que comprendió la importancia y la novedad de su descubrimiento y llamó la atención del mundo científico sobre él. "Físico científico danés, profesor", escribió Amperio, - con su gran descubrimiento allanó un nuevo camino de investigación para los físicos. Estos estudios no han quedado en vano; atrajeron al descubrimiento de muchos hechos dignos de la atención de todos los que están interesados en el progreso. Hans Christian Oersted (1777-1851) nació en la isla danesa de Langeland en el pueblo de Rydkobing en la familia de un farmacéutico pobre. La familia estaba constantemente en necesidad, por lo que los hermanos Hans Christian y Anders tuvieron que obtener su educación primaria donde pudieron. Ya a los doce años, Hans se vio obligado a permanecer detrás del mostrador de la farmacia de su padre. Aquí la medicina lo cautivó durante mucho tiempo, desplazando a la química, la historia, la literatura y fortaleció aún más su confianza en su misión científica. Decide ingresar a la Universidad de Copenhague, donde se ocupa de todo: medicina, física, astronomía, filosofía, poesía. Se le otorgó la medalla de oro de la universidad en 1797 por su ensayo "Los límites de la poesía y la prosa". Su siguiente trabajo, también muy apreciado, versó sobre las propiedades de los álcalis, y la disertación por la que recibió el título de Doctor en Filosofía estuvo dedicada a la medicina. A los veinte años, Oersted recibió una licenciatura en farmacia ya los veintidós, un doctorado. Habiendo defendido brillantemente su disertación, Hans va a la universidad para una pasantía en Francia, Alemania, Holanda. Allí, Oersted escuchó conferencias sobre las posibilidades de estudiar los fenómenos físicos con la ayuda de la poesía, sobre la conexión entre la física y la mitología. En 1806, Oersted se convirtió en profesor de la Universidad de Copenhague y, fascinado por la filosofía de Schelling, pensó mucho en la relación entre el calor, la luz, la electricidad y el magnetismo. En 1813 se publicó en Francia su obra “Estudios sobre la identidad de las fuerzas químicas y eléctricas”. En él expresó por primera vez la idea de la conexión entre electricidad y magnetismo. Escribe: "Deberíamos intentar ver si la electricidad produce... alguna acción sobre un imán..." Sus consideraciones eran simples: la electricidad produce luz - una chispa, sonido - un crujido, y finalmente, puede producir calor - Un cable que cierra las pinzas de la fuente de corriente se calienta. ¿No puede la electricidad producir efectos magnéticos? Dicen que Oersted nunca se separó del imán. Ese trozo de hierro debe haberlo obligado continuamente a pensar en esta dirección. Magnit aparentemente viajó muchas millas con la levita de Oersted. Hoy, cualquier escolar puede reproducir fácilmente la experiencia de Oersted, demostrar un "vórtice de conflicto eléctrico" vertiendo limaduras de hierro sobre cartón, a través del centro del cual pasa un cable portador de corriente. Pero no fue fácil detectar los efectos magnéticos de la corriente. El físico ruso Petrov intentó detectarlos conectando los polos de su batería con placas de hierro y acero. No encontró ninguna magnetización de las placas después de unas pocas horas de pasar corriente a través de ellas. Hay información sobre otras observaciones, pero se sabe con plena certeza que los efectos magnéticos de la corriente fueron observados y descritos por Oersted. El 15 de febrero de 1820, Oersted, ya profesor emérito de química en la Universidad de Copenhague, dio una conferencia a sus alumnos. La conferencia estuvo acompañada de demostraciones. Sobre la mesa del laboratorio había una fuente de corriente, un cable que cerraba sus pinzas y una brújula. En el momento en que Oersted cerró el circuito, la aguja de la brújula se estremeció y giró. Cuando se abrió el circuito, la flecha regresó. Esta fue la primera confirmación experimental de la conexión entre la electricidad y el magnetismo, algo que muchos científicos han estado buscando durante tanto tiempo. Parece que todo está claro. Oersted mostró a los estudiantes otra confirmación de la idea de larga data de la conexión universal de los fenómenos. Pero ¿por qué hay dudas? ¿Por qué surgió tanta controversia en torno a las circunstancias de este evento? El hecho es que los estudiantes que asistieron a la conferencia luego dijeron algo completamente diferente. Según ellos, Oersted quería demostrar en la conferencia solo una propiedad interesante de la electricidad para calentar el cable, y la brújula terminó sobre la mesa por accidente. Y fue por casualidad que explicaron que la brújula estaba al lado de este alambre, y muy por accidente, en su opinión, uno de los estudiantes de vista aguda llamó la atención sobre la flecha que giraba, y la sorpresa y el deleite del profesor, según para ellos, eran genuinos. El mismo Oersted, en sus últimos trabajos, escribió: "Todos los presentes en la audiencia fueron testigos del hecho de que yo había anunciado el resultado del experimento por adelantado. El descubrimiento, por lo tanto, no fue un accidente, como le gustaría al profesor Hilbert Concluyo de esas expresiones que utilicé cuando anuncié por primera vez sobre la apertura. ¿Es una coincidencia que fuera Oersted quien hiciera el descubrimiento? Al fin y al cabo, ¿podría darse en cualquier laboratorio una feliz combinación de los instrumentos necesarios, su disposición relativa y sus “modos de funcionamiento”? Sí, lo es. Pero en este caso, el accidente es natural: Ørsted fue uno de los pocos investigadores en ese momento que estudiaban las conexiones entre los fenómenos. Sin embargo, vale la pena volver a la esencia del descubrimiento de Oersted. Hay que decir que la desviación de la aguja de la brújula en el experimento de lectura fue muy pequeña. En julio de 1820, Oersted volvió a repetir el experimento, utilizando baterías más potentes de fuentes de corriente. Ahora el efecto se hizo mucho más fuerte, y cuanto más fuerte, más grueso era el cable con el que cerraba los contactos de la batería. Además, descubrió una cosa extraña que no encaja en las ideas de Newton sobre la acción y la reacción. La fuerza que actuaba entre el imán y el alambre no estaba dirigida a lo largo de la línea recta que los unía, sino perpendicular a ella. En palabras de Oersted, "el efecto magnético de una corriente eléctrica tiene un movimiento circular a su alrededor". La aguja magnética nunca apuntaba al alambre, sino que siempre se dirigía tangencialmente a los círculos que rodeaban este alambre. Era como si coágulos invisibles de fuerzas magnéticas se arremolinaran alrededor del cable, dibujando una aguja de brújula ligera. Esto es lo que sorprendió al científico. Por eso, en su "folleto" de cuatro páginas, temiendo la desconfianza y el ridículo, enumera cuidadosamente los testigos, sin olvidar mencionar ninguno de sus méritos científicos. Oersted, dando, en general, una interpretación teórica incorrecta del experimento, plantó un pensamiento profundo sobre la naturaleza de vórtice de los fenómenos electromagnéticos. Escribió: "Además, a partir de las observaciones realizadas, se puede concluir que este conflicto forma un vórtice alrededor del cable". En otras palabras, las líneas de campo magnético rodean un conductor que transporta corriente, o la corriente eléctrica es un vórtice de campo magnético. Este es el contenido de la primera ley básica de la electrodinámica, y esta es la esencia del descubrimiento del científico. La experiencia de Oersted demostró no solo la conexión entre la electricidad y el magnetismo. Lo que le fue revelado fue un nuevo misterio que no encajaba en el marco de las leyes conocidas. El 21 de julio de 1820, en Copenhague, se publicó en latín el folleto "Experimentos sobre la acción del conflicto eléctrico en una aguja magnética", que Oersted envió a todas las instituciones científicas y revistas de física. Con esto quería enfatizar la importancia de su descubrimiento. Y, de hecho, el descubrimiento de Oersted causó una impresión de sensación científica y causó una resonancia tan poderosa que se puede decir sin exagerar: hubo un renacimiento del galvanismo. Como resultado del descubrimiento de Oersted, fue posible establecer una conexión entre dos grupos de fenómenos, que desde la época de Hilbert se consideraban fundamentalmente diferentes. Se ha abierto un nuevo tipo de interacción. Hasta ahora, la física ha conocido fuerzas centrales. El alambre no atrae ni repele los polos de la flecha, sino que la coloca perpendicular a su longitud. "El experimento de Oersted es completamente contrario a las reglas elementales de la mecánica", señala Arago. Finalmente, un nuevo descubrimiento dio a los físicos los medios para construir un indicador sensible y conveniente de la corriente eléctrica. Y ya en septiembre de 1820, Schweigger inventó el multiplicador, y en el volumen 67 de los Gilbert Annals de 1821, apareció la descripción de Poggendorf del diseño del multiplicador en su uniforme escolar moderno. Finalmente, la eficiencia y flexibilidad de la nueva interacción contenían la semilla de futuras aplicaciones técnicas de la energía eléctrica. Después de la publicación de las memorias de Oersted, se desarrollaron más eventos a un ritmo muy inusual para la ciencia tranquila de entonces. Unos días después, las memorias aparecieron en Ginebra, donde Arago estaba de visita en ese momento. El primer contacto con la experiencia de Oersted le demostró que se había encontrado la respuesta al problema con el que él y muchos otros habían luchado. La impresión de los experimentos fue tan grande que uno de los presentes en la manifestación se puso de pie y pronunció emocionado la frase que luego se hizo famosa: "¡Señores, hay una revolución!". Arago regresa a París conmocionado. En la primera reunión de la Academia, a la que asistió inmediatamente después de su regreso, el 4 de septiembre de 1820, hace un informe oral sobre los experimentos de Oersted. Las notas hechas en el diario académico por la mano perezosa de la grabadora atestiguan que los académicos pidieron a Arago ya en la próxima reunión, el 22 de septiembre, que mostrara a todos los presentes la experiencia de Oersted, como se dice, “en tamaño natural”. El académico Ampere escuchó con especial atención el mensaje de Arago. Él, tal vez, sintió en ese momento que había llegado su momento, ante el mundo entero, de tomar el testigo del descubrimiento de manos de Oersted. Llevaba mucho tiempo esperando esta hora: unos veinte años, como Arago y como Oersted. Y entonces llegó la hora: el 4 de septiembre de 1820, Ampere se dio cuenta de que tenía que actuar. Apenas dos semanas después informó al mundo sobre los resultados de su investigación. Autor: Samin D.K.
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