" Sobre las líneas de fuerza físicas " es un artículo de cuatro partes escrito por James Clerk Maxwell , publicado en 1861. [1] En él, Maxwell derivó las ecuaciones del electromagnetismo en conjunción con un "mar" de " vórtices moleculares " que utilizó para modelar las líneas de fuerza de Faraday . Maxwell había estudiado y comentado sobre el campo de la electricidad y el magnetismo ya en 1855/56 cuando se leyó "Sobre las líneas de fuerza de Faraday" [2] en la Sociedad Filosófica de Cambridge . Maxwell hizo una analogía entre la densidad de este medio y la permeabilidad magnética, así como una analogía entre la elasticidad transversal y la constante dieléctrica, y utilizando los resultados de un experimento previo de Wilhelm Eduard Weber y Rudolf Kohlrausch realizado en 1856, estableció una conexión entre la velocidad de la luz y la velocidad de propagación de las ondas en este medio.
El artículo marcó el comienzo de una nueva era en la electrodinámica clásica y catalizó un mayor progreso en el campo matemático del cálculo vectorial . Por ello, se considera una de las publicaciones históricamente más significativas en física y ciencia en general, comparable con los artículos Annus Mirabilis de Einstein y los Principia Mathematica de Newton .
En 1856, Wilhelm Eduard Weber y Rudolf Kohlrausch realizaron un experimento con una botella de Leyden y establecieron la relación entre la carga eléctrica medida estáticamente y la misma carga eléctrica medida electrodinámicamente . Maxwell utilizó esta relación en la ecuación de Isaac Newton para la velocidad del sonido , aplicada utilizando la densidad y la elasticidad transversal de su mar de vórtices moleculares. Obtuvo un valor que era muy cercano a la velocidad de la luz , medida directamente recientemente por Hippolyte Fizeau . Maxwell luego escribió [3]
"Difícilmente podemos evitar la inferencia de que la luz consiste en las ondulaciones transversales del mismo medio que es la causa de los fenómenos eléctricos y magnéticos"
Fue también en este artículo de 1861 donde Maxwell introdujo por primera vez el término de corriente de desplazamiento que ahora se incluye en la ley circuital de Ampère . Pero no fue hasta su siguiente artículo de 1865, " Una teoría dinámica del campo electromagnético ", cuando Maxwell utilizó este término de corriente de desplazamiento para derivar la ecuación de onda electromagnética .
Las cuatro ecuaciones modernas de Maxwell , tal como se establecieron en una publicación de Oliver Heaviside en 1884, habían aparecido todas en el artículo de Maxwell de 1861. Sin embargo, Heaviside presentó estas ecuaciones en formato vectorial moderno utilizando el operador nabla (∇) ideado por William Rowan Hamilton en 1837.
Sobre el trabajo de Maxwell, Albert Einstein escribió: [4]
"Imagínense los sentimientos de [Maxwell] cuando las ecuaciones diferenciales que había formulado le demostraron que los campos electromagnéticos se propagaban en forma de ondas polarizadas y a la velocidad de la luz. Pocos hombres en el mundo han tenido una experiencia semejante... Los físicos tardaron varias décadas en comprender el significado completo del descubrimiento de Maxwell, tan audaz fue el salto que su genio impuso a las concepciones de sus compañeros de trabajo".
Otros físicos quedaron igualmente impresionados con el trabajo de Maxwell, como Richard Feynman, quien comentó: [5]
"Si se considera la historia del mundo a largo plazo (dentro de, digamos, diez mil años), no cabe duda de que el acontecimiento más significativo del siglo XIX será el descubrimiento de las leyes del electromagnetismo por parte de Maxwell. La Guerra Civil estadounidense palidecerá en comparación con este importante acontecimiento científico de la misma década".
Charles Coulston Gillispie afirma que el artículo introdujo la palabra " campo " en el mundo de la física, [6] pero Faraday acuñó el término por primera vez en 1849. [7]
