El concepto de estado electro-tónico en Faraday

Abstract

Sabemos la centralidad que la noción de estado electro-tónico tuvo en la primera formulación de las ecuaciones de Maxwell. El concepto, sin embargo, proviene de Faraday, que lo introdujo a raíz de su descubrimiento de la inducción electromagnética en 1831, y recurrió a él intermitentemente en los años siguientes. La tesis pretende trazar la evolución del concepto en la obra de Faraday.<br/><br/>El capitulo 1 se ocupa, en primer lugar, de proporcionar algunos elementos para comprender la situación de la electricidad y el magnetismo en las dos décadas del siglo XIX previas al descubrimiento del electromagnetismo en 1820. Posteriormente se discute el descubrimiento de Oersted, y dos de los resultados más notables del impacto que dicho descubrimiento produjo la electrodinámica de Ampère y el descubrimiento de Faraday de sus rotaciones electromagnéticas. Por último se discuten los primeros intentos de detectar corrientes inducidas, en particular el de Ampère.<br/><br/>Es conocido que el descubrimiento de las corrientes inducidas se debe a Faraday. El capítulo 2 se ocupa de dicho descubrimiento y de la primera respuesta de Faraday a las anomalías que presentaba frente a sus expectativas teóricas. El concepto de estado electro-tónico, aquí introducido, resuelve estas anomalías, explicando por qué se interrumpe la primera corriente inducida y por qué se origina una en sentido opuesto al eliminar la fuerza inductiva. En el capítulo se proporciona la fecha en que Faraday leyó en la "Royal Society" una primera versión de la memoria que expone sus primeros resultados sobre la inducción, y se propone una explicación de por qué Faraday difundió una fecha inexacta aceptada posteriormente por todos los estudiosos. Asimismo, se llama la atención sobre un error que Faraday cometió en el sentido de las corrientes inducidas el mismo día en que descubrió la inducción, error que se mantuvo durante tres meses y que es posible seguir mediante las anotaciones de su diario de investigación, cuyo examen permite identificar el momento en que Faraday corrigió su error. Esta circunstancia había sido pasada por alto hasta la fecha. El capítulo termina analizando las razones que llevaron a Faraday al "abandono", en 1832, de su estado electro-tónico. Se sugiere, sin embargo, que ya desde este mismo momento Faraday intentaba armonizar su concepto con el otro que había puesto a punto para explicar la inducción: el corte de curvas magnéticas por el conductor. Desde el punto de vista de Faraday, ambos conceptos eran necesarios para proporcionar una explicación más completa de la inducción electromagnética.<br/><br/>El capítulo 3 aborda un tema poco estudiado previamente: la investigación de Faraday, en 1834, del fenómeno de autoinducción. Sin embargo, es aquí donde re introduce el estado electro-tónico en el contexto de la inducción electromagnética. En lo que despuéS iba a identificar como la inducción de la corriente sobre sí misma, Faraday creyó primeramente un fenómeno peculiar de inducción que presentaba indicios del estado electro-tónico abandonado públicamente dos años antes. En el capítulo se explica cómo incluso después de comprender la verdadera naturaleza del supuesto fenómeno peculiar, Faraday mantuvo el concepto de estado electro-tónico y le dotó de una dimensión causal que estaba ausente en su primera formulación.<br/><br/>Es suficientemente conocido que Faraday es el descubridor de la acción del medio en la transmisión de la inducción electrostática, acción que veía representada por su concepto de capacidad inductiva específica y la curvatura de las líneas de fuerza inductiva estática. El capítulo 4 discute estos dos temas para facilitar la comprensión de las especulaciones de Faraday, en 1838, sobre la relación entre electricidad y magnetismo. Estas especulaciones se ocupan de dos problemas que tienen un origen común: el principio de unidad de las fuerzas. Este principio, piensa Faraday, exige, por un lado, la correspondencia de la fuerza eléctrica y magnética y, por otro, que el modo de transmisión del magnetismo sea el mismo que el de la electricidad. Para resolverlo recurre a su estado electro-tónico que aparecerá, no sin una cierta ambigüedad, como el estado estático de la fuerza magnética que debe existir para preservar la correspondencia con el estado estático de la fuerza eléctrica, y como el estado que adoptan las partículas de la materia en su transmisión de la fuerza magnética.<br/><br/>A raíz de su descubrimiento, en 1845, de la rotación del plano de polarización de la luz por la materia sometida a la fuerza magnética, Faraday creyó encontrar de nuevo indicios de su estado electro-tónico. El capitulo 5 comienza analizando esta investigación, y posteriormente se centra en el papel del estado electrotónico en la sistematización de las ideas de Faraday sobre las líneas de fuerza magnética. Para ello se discute en detalle el artículo crucial "On the Physical Character of the Lines of Magnetic Force" (1852), donde Faraday se plantea el problema de la naturaleza física de dichas líneas. Retomando el tema de la correspondencia entre estados de la fuerza eléctrica y magnética, Faraday reflexiona sobre la naturaleza de las líneas de fuerza magnética, esforzándose en determinar si su naturaleza es estática o dinámica. En el capítulo se propone que la solución de Faraday es considerar que esas líneas tienen una naturaleza dinámica, pero con un fundamento estático que se identifica con el estado electro-tónica. Con ello el concepto de estado electro-tónico llega al punto final da su evolución en la obra de Faraday.<br/><br/>El capítulo 6 revisa, en primer lugar, las referencias al estado electro-tónico en la historiografía anterior a la monumental biografía de Faraday que Williams publicó en 1965. Posteriormente se discuten algunos puntos dudosos en la interpretación que hace Williams del concepto de estado electro-tónico, y en las de trabajos posteriores, como los de Agassi, Berkson y Gooding.

<I>This dissertation traces the history, in Faraday's work, of his concept of an electro-tonic state. After a first introductory chapter, chapter 2 examines Faraday's discovery of the electromagnetic induction. It is argued that Faraday made a mistake on the direction of the induced currents right on the same day of his discovery, 29 August 1831. This mistake lasted more than three months and its correction was consequential for Faraday's withdrawal of his electro-tonic state in 1832. As far as I know, Faraday's mistake has been overlooked by Faraday scholars.<br/><br/>Chapter 3 focuses on a previously little studied topic: Faraday's study of self-induction in 1834. It is argued that here is where he introduced again his notion of an electro-tonic state, providing it with a causal dimension previously absent.<br/><br/>Chapter 4 examines Faraday's appeal to his electro-tonic state in 1838. Two problems demanded this appeal. First of all, Faraday's strong feeling in favour of the necessary existence of a correspondence between states of the electric and magnetic force. Second one, Faraday's conviction about magnetic force being transmitted, as electric force, through the action of contiguous particles.<br/><br/>Chapter 5 looks into the role of the electro-tonic state in Faraday's discussion of the nature of the physical lines of magnetic force in 1852. The point is made that Faraday was inclined to consider the lines as having a dynamic nature, but with a static foundation: the electro-tonic state.<br/><br/>The last chapter discusses some points in the interpretation of Faraday's electro-tonic state put forward by scholars like Williams, Agassi, Berkson and Gooding. </i>