Descubrimiento de las ondas electromagnéticas de la radio

Descubrimiento de las ondas electromagnéticas de la radio

Las bases teóricas de la propagación de ondas electromagnéticas fueron descritas por primera vez por James Clerk Maxwell en un documento dirigido a la Royal Society (1873) titulado Una teoría dinámica del campo electromagnético, que describía sus trabajos entre los años 1861 y 1865. Su teoría, básicamente, era que los campos eléctricos variables crean campos magnéticos variables, y viceversa, con lo que unos u otros crearán a su vez nuevos campos eléctricos o magnéticos variables que se propagarán por el espacio en forma de campos electromagnéticos variables sucesivos, los cuales se alejarán en forma de ondas electromagnéticas de la fuente donde se originaron.

Heinrich Rudolf Hertz, en 1888, fue el primero en demostrar la teoría de Maxwell, al idear como «crear» artificialmente tales ondas electromagnéticas y como detectarlas y, a continuación, llevando a la práctica emisiones y recepciones de estas ondas y analizando sus características físicas demostrando que las ondas creadas artificialmente tenían todas las propiedades de las ondas electromagnéticas «teóricas» y descubriendo que las ecuaciones de las ondas electromagnéticas podían ser reformuladas en una ecuación diferencial parcial denominada ecuación de onda.

El dispositivo que diseñó para producir ondas electromagnéticas consistía en dos barras metálicas del mismo tamaño alineadas y muy próximas por uno de sus extremos y que terminaban en una bola metálica por el otro; sobre una de estas barras eran inyectados «paquetes de electrones» a muy alta tensión que a su vez eran extraídos de la otra barra; los intensos cambios en el número de electrones que esto provocaba en las barras daba origen a descargas de electrones de una a otra barra en forma de chispas a través del estrecho espacio que las separaba, descargas que se producían de una forma que se podría calificar de elástica u oscilante ya que tras una «inyección» de electrones en una barra se producían descargas alternadas de electrones de una a otra barra cada vez de menor intensidad hasta desaparecer al fin por las resistencias eléctricas.

Estos cambios alternantes en el número de electrones que tenía cada barra hacía que a lo largo de ellas se propagaran variaciones de la carga eléctrica, lo que originaba campos eléctricos variables de signo opuesto en torno de ellas. Tales campos eléctricos variables daban origen a campos magnéticos variables y estos, a nuevos campos eléctricos variables, con lo que se producían ondas electromagnéticas que se difundían desde esas barras.

Las «inyecciones» y «sustracciones» de «paquetes de electrones» se conseguían mediante intensos impulsos eléctricos provocados por una bobina de un gran número de espiras que tenía sus extremos unidos cada uno a una de las dos barras y que tenía otra bobina de un pequeño número de espiras concéntrica a ella. Esta segunda bobina recibía breves impulsos eléctricos en baja tensión que inducía a la bobina de gran número de espiras la cual los transformaba en impulsos de muy alta tensión.

El receptor era una barra metálica de forma circular y con sus dos extremos muy próximos uno de otro; la longitud de esta barra estaba calculada para que fuera resonante a los campos magnéticos variables originados en las barras emisoras; las corrientes de electrones provocadas en tal barra receptora por los campos magnéticos variables que captaba causaban pequeñas descargas de electrones entre sus extremos, descargas que eran visibles en forma de chispas.

Hertz dio un paso de gigante al afirmar y probar que las ondas electromagnéticas se propagan a una velocidad similar a la velocidad de la luz y que tenían las mismas características físicas que las ondas de luz, como las de reflejarse en superficies metálicas, desviarse por prismas, estar polarizadas, etc., sentando así las bases para el envío de señales de radio.

Como homenaje a Hertz por este descubrimiento, las ondas electromagnéticas pasaron a denominarse ondas hertzianas.