Elektrizitatearen historia

Tales Miletokoak efektu triboelektrikoan erabili zezakeen anbar zati bat.

Elektrizitatearen historia gizakiak burutu duen elektrizitatearen ikerketa eta erabilerari lotua dago, bai eta fenomeno fisiko gisa haren aurkikuntza eta bere erabilpenerako gailuen asmakuntzari ere bai. Elektrizitatea aurreko fenomenoa aztertzen duen zientzia eta hura aplikatzen duen teknologiaren adarra da. Elektrizitatearen historia elektrizitatearen sorreraz eta eboluzioaz arduratzen den zientziaren historia eta teknologiaren historiaren adarra da. Elektrizitatearen fenomenoa antzinatik ikertu da, baina bere ikerketa zientifikoa XVII eta XVIII. mendeetan hasi zen. XIX. mende bukaeran, ingeniariek horretaz baliatu ziren industria eta etxetresnetan aplikatzeko. Teknologia elektrikoaren hedapen azkarrak elektrizitatea gaur egungo gizarte industrial modernoaren oinarri bihurtu zuen.

Elektrizitateak aldaketa asko ekarri zituen: argiztapenekoak, mota askotako prozesu industrialak (motor elektrikoa, metalurgia, hozte-sistema…) eta komunikaziokoak (telefonoa, irratia). Herrialde kapitalistetan hedatuago zeuden etxetresna elektrikoek elektrizitatearen erabileraren gorakada ekarri zuten; zientzia, teknologia eta gizartearen elkarlanen ondorioz I+G eta I+G+B proiektuak sortu zituzten.

Antzinaroa

Burdin oxidoa duten zenbait mineral aurkitu ziren munduko leku desberdinetan, irudian adierazitakoa, esaterako.

Indar elektrostatikoari buruzko lehen aurkikuntzak oso aspaldikoak dira. Antzinako Grezian egin ziren gai honi buruzko lehen ikerketak. Tales Miletokoa (K.a. 640-546) greziar matematikari eta filosofoa ohartu zen anbarak, igurtziz gero, propietate berezi bat hartzen zuela, igurtziz gero gauza txikiak erakartzeko gaitasuna hartzen zuela hain zuzen. Erakarpen ahalmen hori imanaren erakarpen magnetikoarekin nahastu izan zen sarritan.

Tales Miletokoa

Tales Miletokoa (Mileto, K.a. 640 - K.a. 546) Antzinako Greziako zazpi jakintsuen artean gailendu zen. Matematikaren aitzindaritzat hartzen da, Antzinako Egiptoko eta Babiloniako kulturetatik harturiko ezaupide garrantzitsu batzuk eman zituelako geometriaren eta aljebraren alorretan. Bere izena duen teoreman hirukiaren angeluen arteko erlazioa ikertu zuen. Astronomia ere landu zuen, eta baita ere eguzki eklipse bat iragarri zuen zehaztasun handiz K.a. 585 urteko maiatzaren 28rako. Teoria kosmologiko bat aurkeztu zuen, unibertsoa lau elementuz osatua dagoela dioena: ura, sua, airea eta lurra. Filosofian, politikan eta merkataritzan ere aritu zen.

XVII. mendea

Kopernikok astronomian eta Galileok fisikan eragindako Iraultza Zientifikoak ez zuen elektrizitatearentzako aplikaziorik ekarri, datu esperimentalen bilketa baconiarrean mugatuta zegoen elektrizitatearen ekarpena.

Gilbert: material elektrikoak eta material anelektrikoak (1600)

William Gilbert eta bere lana De Magnete (1600)

William Gilbert (Colchester, Essex, 1540 - 1603), britainiar fisikari eta sendagilea izan zen. Cambridgeko St. John's College-n egin zituen ikasketak. Londresen hartu zuen bizilekua, eta Elisabet I.a Ingalaterrakoa eta Jakue I.a Ingalaterrakoa eta VI.a Eskoziakoaren gorteko sendagile ere izan zen. Errege Sendagile Eskolako lehendakari izendatu zuten 1600ean. Urte hartan bertan, “De Magnete, Magneticisque corporibus, et de Magno Magnete Tellure, Physiologia Nova” idatzi zuen, Ingalaterran argitaratu zen fisikako lehen liburu garrantzitsua. Liburu horretan, batetik, bere teoria baliatu zuen Lurraren magnetismoa azaltzeko, eta bestetik, marruskadura bidezko elektrizazioa azaldu zuen.

Materialak elektrikoetan (eroaleak) eta anelektrikoetan (isolatzaileak) sailkatu zituen eta lehen elektroskopioa asmatu zuen. Eragin bidezko imantazioa aurkitu zuen, eta burdina asko berotzen denean imantazioa galtzen duela ikusi zuen. Orratz magnetikoaren inklinazioa aztertu zuen, Lurrak iman handi bat bezala jokatzen duela ondorioztatuz. Gilbert-a indar elektroeragilearen neurketa unitatea da.

von Guericke: karga elektrikoak (1660)

Otto von Guericke eta bere esperimentu elektrostatikoetako bat

Otto von Guericke-k (1602-1686) fisikari alemaniarrak Gilbert-en ikerketak jarraitu zituen. Elektrostatikari buruz egindako ikerketetan, gorputz elektrizatuak elkarren artean erakarri ondoren, haien artean aldaratze bat gertatzen zela ikusi zuen. Makina elektrostatikoaren ideia lehenengo aldiz pentsatu zuen. Gainera, sufrez egindako puxika batetik txinpartak atera zituen. Hori dela eta, tximisten izaera elektrikoari buruz espekulatu zuen. Gainera, lumineszentzia ikertu zuen lehenengo pertsona izan zen Otto von Guericke.

XVIII. mendea: Industria Iraultza

XVII. mende amaieran eta XVIII. mende hasierako Europar kontzientziaren krisiaren ondoren, Argien Mendea edo Ilustrazioa deituriko garaia iritsi zen. Erakunde zientifiko berrien sorkuntzak, Royal Academy ingelesaren sorkuntzak esaterako, eta entziklopedista frantsesen kritikotasunak Industria Iraultzarekin bat egin zuten.

Gray: eflubioak (1729)

1729. urtean, Stephen Gray britainiarrak (1696-1736) erakarpen eta aldarapen elektrikoa gorputz batetik beste batera igaro daitezkeela ikusi zuen. Horretarako, bi gorputzek zenbait gauzekin, batez ere metalekin, konektaturik egon behar zuten. Horrela frogatu zuen propietate elektrikoak gorputz batetik beste batera pasa daitezkeela; hura izan zen korronte elektrikoaren lehenengo aipamena.

Cisternay du Fay: kargak (1733)

Charles François de Cisternay du Fayk (1698-1739) material elektrikoen artean bi elektrizazio mota desberdin gertatzen direla baieztatu zuen. Kortxozko esfera baten aurrean elektrizaturiko anbarezko eta beirazko ziriak batera jarriz gero, erakarpena handitu ordez, moteldu edo erabat desagertu egiten zela ohartu zen Du Fay. Horren azalpen gisa, beirak eta anbarak kontrako efektuak eragiten dituztela esan zuen. Mota honetako esperimentuak eginez aurkitu zuen gai batzuek elkar erakartzen dutela igurtziz gero, eta beste batzuek, berriz, elkar aldaratu egiten direla. Hau guztia kontuan harturik bi eratako elektrizazioa zegoela berretsi zuen: alde batetik, beirak eta beste materialek sortzen dutena, eta bestetik, anbarak eta beste material batzuek sorturikoa.

Franklin: tximistorratza (1752)

Benjamin Franklin eta kometaren esperimentua

1747. urtean, Benjamin Franklinek (1706-1790) bi elektrizazio motei buruzko teoria osatu zuen; teoria horretan zeinuen kontzeptua azaldu zuen. Beirak sortzen duen elektrizazioari positibo deitu zion; eta anbarak sortutakoari negatibo. Kontzeptu horien aukeraketa guztiz hautazkoa izan zen, izenak alderantziz ere erabil baitzitzakeen nahi izanez gero.

Ekaitza zegoenean, kometa bat heganarazi eta tximistak deskarga elektriko elektrostatikoak zirela frogatu zuen. Esperimentu honen ondorioz, tximistorratza asmatu zuen. Tximistorratzak deskarga elektriko atmosferikoetatik babesteko sistemak dira. Kometa bat askatu eta airean goian zuen zetazko hari batez eutsirik. Kometak goiko partean puntadun alanbre bat zeukan eta zeruan elektrizitaterik bazegoen alanbre hark erakarrita kometa kargatu egingo zen. Zetazko hariaren beheko muturrean kometak helduleku metaliko bat zeukan eta Franklinek eskua bertara hurbildu zuenean txinpartak salto egin zion.

Coulomb: bi kargen arteko indarra (1777)

Charles-Augustin de Coulomb eta bere Coulomb-en legea (1777)

Charles-Augustin de Coulomb (Angulema, 1736 - Paris, 1806) Frantzian jaio zen. Ingeniaria izan zen bederatzi urtez. 1781ean Frantziako Akademian sartu zen, gudarostean egon zenean idatzi zituen artikulu batzuei esker. Marruskadurari buruzko ikerketengatik da ezaguna. Hark asmatu zuen indar elektrikoak eta magnetikoak neurtzeko tortsio-balantza, eta tresna horri esker aurkitu zituen elektrostatikaren eta magnetismoaren lege esperimental eta teorikoak. Coulomben legea da horien artean aipagarriena: $F=k{\frac {q\cdot Q}{d^{2}}}$. Polarizazio eta momentu magnetiko kontzeptuak asmatu zituen. Frantziako Iraultza bitartean, pisu eta neurri sistema berri bat ikertzen aritu zen beste batzuekin batera. Coulomb-a (C sinboloa), karga elektrikoa neurtzen duen SI-ko unitatea da.

Galvani: nerbio bulkada (1780)

Luigi Galvani eta igelariken egindako esperimentua

Luigi Galvani mediku eta fisikari italiarrak (1737-1798) elektrizitateak animalien muskuluetan duen eragina aztertu zuen. Igel disekatu baten hankak elektrikoki kargatutako objektu batez ukitzean, hankak ustekabean uzkurtzen zirela ikusi zuen. Hori dela eta, animalien organismoen funtzionamenduan elektrizitateak betetzen duen zereginari buruzko ikerketen abiarazletzat jotzen da. Bere garaiko beste zientzialari italiar handi batekin, Alessandro Voltarekin, behatutako fenomenoen izaerari buruz izandako eztabaidengatik, lehen pila edo korronte elektriko jarraitua sortzeko aparatua eraiki zuten, Volta pila deitua. Galvanik egindako ikerketen ondorioz beranduago neurofisiologia sortu zen; neurologian oinarritzen den nerbio sistemaren funtzionamenduaren azterketa da neurofisiologia.

Volta: Volta pila (1800)

Alessandro Volta eta berak sorturiko pila (1800)

Alessandro Volta fisikari italiarrak (1745-1872), bateria elektrikoaren aitzindaria, pila, asmatu zuen. Elektrolito batez bustitako kartoizko diskoez banandutako zinka eta kobrezko disko pilaketa batekin, eta, gainera, bere muturretan kanpoko zirkuitu batez lotuak, Volta, lehen aldiz, korronte elektriko zuzena sortzeko gai izan zen. Bere bizitzan zehar, fenomeno elektrikoen ikerketari ekin zion elektrometroa eta eudiometroa asmatuz, gainera, tratatu zientifiko ugari idatzi zituen. Elektrizitatearen eremuan egindako lanagatik, Napoleonek konde izendatu zuen 1802. urtean. Tentsio elektrikoaren eta indar elektroeragilearen unitateek Volt izena jaso zuten bere omenez.

XIX. mendearen hasiera

Ilustrazio-garaiko zientziaren helburua errealitatea guztiz ulertzea izan zen: elektrizitatearen arloan distantzia-tarte batean jasaten diren indarrak deskribatu ahal izatea, mekanika newtondarreko ekuazioetan bezala. Elektrizitatea magnetismoarekin eta mugimendu mekanikoekin erlazionatu zituzten; Øersted-ek (1820) magnetizatutako orratzak desbideratzearen kapazitateagatik eta Faraday-k (1821) aurkitutako indukzio elektromagnetikoaren ondorioz. Eremu elektromagnetikoaren teoria Maxwell-ekin etorri zen, 1864an Maxwell-en teorian ageri ziren konstanteetako bat argiaren abiadura zela ikustean, optikaren arloa ere elektromagnetismorekin lotu zuten.

Ørsted: elektromagnetismoa (1819)

Hans Christian Ørsted magnetismoaren eta elektrizitatearen arteko erlazioa aurkituko zuen esperimentua egiten

Hans Christian Oersted (1777- 1851) daniar fisikaria izan zen. Elektrizitatea eta magnetismoaren artean lotura bat zegoela jabetu zen, horretarako korronte elektrikoek alboan iparrorratz bat badute, haren gainean eragiten dutela konturatu zen. Kopenhageko Unibertsitatean egin zituen ikasketak, eta gero, fisikako irakasle izan zen unibertsitate horretan bertan (1806). Korronte elektrikoa hari eroale batetik igarotzen denean alboan duen orratz imandu bat mugiarazten duela aurkitu zuen 1820an. Era horretara konturatu zen korronte elektrikoek eremu magnetiko bat sortzen dutela. Kimikaren alorrean ere lan egin zuen. Adibidez, 1825ean aluminatik aluminioa lortu zuen elektrolisi bidez. 1844an Fisika Mekanikaren Gidaliburua argitaratu zuen.

Ampère: solenoidea (1822)

André-Marie Ampère eta efektu desberdinak aztertzeko diseinatu zuen mahaia

André-Marie Ampère (Lyon, 1775 - Marseilla, 1836) frantziar fisikari eta matematikaria izan zen. Lyon inguruan jaio zen. Oso ume bizkorra izan zen, eta txikitatik egon zen matematikara emana. Matematikako irakaslea izan zen Parisko Eskola Politeknikoan (1809-1828), eta Fisikako irakaslea, Frantziako Unibertsitatean (1826-1836). 1819an, H. C. Oersted-ek elektrikaren eta magnetikaren arteko harremanak aurkitu zituen. Lan horiek oinarri harturik, Ampèrek elektromagnetismoa azaltzen duen teoria matematikoa landu zuen, eta elektrodinamismoa deitu zion elektromagnetismoari. Haren ikerketei esker, korronte elektrikoaren intentsitatea neurtu ahal izan zen, imanak erabiliz. Tresna haren gaur egungo bertsioari galbanometroa esaten zaio. Ampèrek eman zion, hain zuzen ere, izena korronte elektrikoaren intentsitatearen banakoari: ampere (A). Matematikan, bestalde, alor hauetan egin zituen Ampèrek ekarpen garranzitsuenak: bariazioen kalkuluan, probabilitateen kalkuluan, eta deribatu partzialetako ekuazio diferentzialen integrazioan.

Ohm: Ohm-en legea (1827)

Georg Simon Ohm eta bere legea garatzea ahalbidetu zuen aparatua

Georg Simon Ohm (Erlangen, 1787 - Munich, 1854) alemaniar fisikaria izan zen. Erlangengo Unibertsitatean egin zituen ikasketak. 1825ean hasi zen bere izena duen legea aurkitzeko ahaleginetan. 1827an deskribatu zuen Ohmen legea: $V=I\cdot R$. Hura izan zen elektrizitate kopurua eta indar elektroeragilea kontzeptuak erabili zituen lehena. 1829an fisikako irakasle izendatu zuten Municheko Unibertsitatean. 1861ean Nazioarteko Sistemak bere izena eman zion erresistentzia elektrikoaren banakoari: ohm (Ω). Baita akustikaren, pilen polarizazioen eta argiaren interferentzien gainean lan egin zuen.

Henry: indukzio elektromagnetikoa (1830)

Joseph Henry indukzio magentikoa aurkitu zuen

Joseph Henry (Albany, 1797 - Washington Hiria, 1878) estatubatuar fisikaria izan zen. Albanyko akademian egin zituen ikasketak; matematika eta filosofia naturaleko irakasle izendatu zuten unibertsitate horretan bertan. 1830. urtean, lehenengo telegrafo elektromagnetikoa sortu zuen. Autoindukzioa aztertzea izan zen (1832) elektromagnetismoan egin zuen ekarpenik nagusia. Urte hartan bertan New Jerseyko Eskolara (gaur egun Princetongo Unibertsitatea du izena) joan zen irakasle. Gasak isurkaritan disolbatzeari buruzko legea aurkitu zuen, Henry legea esaten zaiona. Nazioarteko sisteman induktantzia banakoak haren izena du: Samuel Morserekin polemika gogor bat izan zuen, zeinek beretzak baitzeukan telegrafo elektrikoaren aurkikuntza.

Gauss: elektrostatikaren Gauss-en teorema

Johann Carl Friedrich Gauss

Carl Friedrich Gauss (Brunswick, 1777 - 1855) alemaniar matematikaria eta astronomoa izan zen. Gotingako Unibertsitatean egin zituen ikasketak. Elektromagnetismoaren oinarri matematikoa finkatu zuen W. Weber-ekin batera. Lurreko magnetismoaren legeak formulatu zituen. Estatistika matematikoan erroreen teoria landu zuen. Heliografoa ere asmatu zuen. Bere izena daraman Gaussen legea definitu zuen.

Faraday: indukzioa (1831), sorgailu (1831-1832), legeak eta Faraday-ren kaiola

Michael Faraday eta indukzioa frogatzen duen aparatua

Michael Faraday (Newington Butts, 1791 - Hampton Court, 1867) ingeles fisikaria eta kimikaria izan zen. Eremu magnetiko aldakor batek kontserbakorra ez den eremu elektriko bat sortzen zuela erakutsi zuten. Michael Faradayk bere izena daraman Faradayren legea zehaztu zuen.

Hasierako ikerketetan bentzenoa aurkitu zuen. Korronte elektriko batek iman batean sortzen dituen aldaketei ohartu zitzaien gero. Horrela aurkitu zituen imanek eta korronteek elkarren artean dituzten eraginak. 1831. urtean indukzio elektromagnetikoaren aurkikuntzaren berri eman zuen, eta gertaera hori aurkitu izanari esker, lehen dinamoa sortu zuen. 1834. urtean gatz disoluzioen deskonposatzearen legeak eman zituen, elektrolisiarenak, alegia. Hark erabili zituen lehendabizi anodo eta katodo izenak tresna elektrolitikoan dauden elektrodo positibo eta negatiboa definitzeko. Diamagnetismoa ere aurkitu zuen (1846), eta baita diamagnetismoak kristalaren indarrarekin duen harremana ere (1849). Haren aurkikuntzak oso garrantzitsuak izan ziren, eta bidea erraztu zioten James Clerk Maxwelli teoria elektromagnetikoaren formulazio zehatza egiteko. Haren garaian ezagutzen ziren ia gas guztiak isurkari bihurtzea lortu zuen. Kapazitate elektrikoaren banakoak haren izena du: faraday (F).

Weber: telegrafo elektromagnetikoa (1833)

Wilhelm Eduard Weber (Wittenberg, 1804- Göttingen, 1891) fisikari alemaniar izan zen. Halleko eta Göttingengo unibertsitateetan egin zituen ikasketak. K. F. Gaussekin lan egin zuen Lurreko magnetismoa ikertzen, eta telegrafo elektromagnetikoa asmatzen 1833. urtean. Higitzen ari diren partikula kargatuek eragiten dituzten indarren oinarrizko legea aurkitu zuen 1846an. Argiaren ikuspuntu elektromagnetikoaren oinarriak finkatu zituen. Uhinen higidura ikertu zuen Ernst Heinrich bere anaia nagusiarekin batera. Eduard Friedrich anaia gaztearekin, berriz, gizakien higiduraren fisiologia aztertu zen. Hari zor zaio banako elektrikoen sistema absolutua, gauss banako magnetikoan oinarritua.

Wheatstone: Wheatstone zubia (1843)

Charles Wheatstone (Gloucester, 1802 - Paris, 1875) fisikari ingelesa izan zen. 1829an kontzertina asmatu zuen. Londreseko King’s College-ko kidea izan zen 1834tik aurrera. Estereoskopioa eta telegrafo elektriko bizkor bat (1837) asmatu zituen. Baina 1843an sortu zuen tresnagatik da batez ere ezaguna. Tresna horrek erresistentzia elektrikoa neurtzeko balio du, eta Wheatstone zubia deitu zitzaion. Argiari eta soinuari buruzko ikerketak ere egin zituen (1823-35).

Joule: elektrizitate, bero eta lanaren arteko erlazioa (1840-1843)

James Prescott Joule eta bere esperimentua

James Prescott Joule (Salford, 1818 - Sale, 1889) ingeles fisikaria izan zen. Hasierako ikerketak magnetismoaren alorrean egin zituen, burdinaren imantazioa ardatz harturik. Eroale batetik korronte elektrikoa igarotzen denean sortzen den beroa korrontearen intentsitatearen berreduraren eta eroalearen erresistentziaren proportzionala zela aurkitu zuen 1840an. Lege horri Jouleren legea esaten zaio. Kaloriaren baliokide mekanikoa kalkulatu zuen (1842). 1843an termodinamikaren lehenengo printzipioa eman zuen. Horri esker energia mekanikoaren kontserbazio printzipioa adierazi zuen, eta gas molekulen batez besteko lastertasuna kalkulatu zuen, gasen teoria zinetikoa erabiliz. Nazioarteko sisteman lan, energia eta bero kopuruaren banakoak haren izena du: joule (J).

Kirchhoff: Kirchhoff-en legeak (1845)

Gustav Robert Kirchhoff eta bere legearen eskema

Gustav Robert Kirchhoff (Königsberg, 1824 - Berlin, 1887) alemaniar fisikaria izan zen. Elektrizitatearen arloan, Wheatstone-ren zubia hobetu zuen, eta elektrizitatea argiaren lastertasunaz hedatzen dela frogatu zuen. Halaber, oinarrizko legeak eman zituen zirkuitu elektrikoei buruz, Kirchhoffen legeak esaten zaienak. Espektroskopia asmatu zuen; elementu kimiko bakoitzak bere espektroa duela frogatu zuen, eta espektro bidezko analisiaren teoriaren oinarriak jarri zituen R. W. Bunsenekin batera. Horri esker argitu ahal izan zen eguzkiaren espektroan agertzen diren Fraunhoferren marren zergatia. Espektroskopiaren bidez zesioa (1860) eta errubidioa (1861) aurkitu zituen. Gorputz beltzaren kontzeptua ere hark sortu zuen, eta hark eman zituen mekanika estatistikoan eta fisika kuantikoan hain garrantzitsua den kontzeptu horri buruzko legeak.

von Helmholtz: Helmholtzen “txirrikak” (1847)

Hermann von Helmholtz (Postdam, 1821 - Berlin, 1894) alemaniar fisikari eta fisiologoa izan zen. Berlinen egin zituen ikasketak, eta Bonn, Heidelberg eta Berlingo Unibertsitateetan izan zen irakasle. Bere garaiko jakintsu handienetako bat izan zen. Alor asko landu zituen, eta horietan guztietan ekarpen garrantzitsuak egin zituen. Termodinamikan, 1847. urtean, energiaren iraupenaren hastapena formulatu zuen. Elektromagnetismoan, berak asmatu zituen Helmholtzen “txirrikak”. Txirrika horiek eremu magnetiko uniforme bat sortzen dute espazioko eremu batean. Energia potentzialaren kontzeptua azaldu zuen. Akustikan, harmonikoak aurkitu zituen. Alor asko landu zituen: oftalmologia, otologia, meteorologia eta abar.

Foucault: Foucault-en korronteak (1851)

Léon Foucault eta Foulcault-en korrontearen eskema bat

Jean-Bernard Léon Foucault (Paris, 1819 - 1868) fisikari frantziarra izan zen. Astrofisika eta astronomia izan zituen lan alor nagusiak. Hura izan zen astronomian fisika erabili zuen aurrenekoa. 1851. urtean Lurraren errotazio higidura frogatu zuen bere izena duen Foucaulten penduluaren bidez. Pendulu hori Parisko Panteoiko kupulan jarri zuen. Giroskopioa ere asmatu zuen 1852. urtean. Eroale metalikoetan eremu magnetiko aldakorrak erabiliz induzitutako korronte elektrikoak aurkitu zituen, Foucaulten korronteak edo korronte parasitoak esaten zaienak. Argiak airean eta uretan duen lastertasuna ere kalkulatu zuen.

Maxwell: Maxwell-en lau ekuazioak (1875)

James Clerk Maxwell eta Edimburgon bere ohorez dagoen plaka

James Clerk Maxwell (1831-1879) fisikari eskoziarra izan zen. Edinburgheko eta Cambridgeko Unibertsitateetako ikaslea izan zen. 1864an uhin elektromagnetikoei buruzko teoria eman zuen argitara. Teoria horren arabera, eterrean uhin elektromagnetikoek argiaren lastertasun berbera dute. Hura izan zen elektrizitatearen eta magnetismoaren teoriak bateratu zituen lehena, eremu elektromagnetikoaren lege orokorrak emanez (1873). Argia eremu elektromagnetiko batekin identifikatu zuen. Argiak eta uhin elektromagnetikoak lastertasun berbera zutela esperimentu bidez frogatu zenean onartu zuten zientzialariek Maxwellen teoria. Gainera, gasen teoria zinetikoan Maxwell-Boltzmann estatistika garatu zuen. Koloreen ikustea eta termodinamikaren printzipioak aztertu zituen ere. Eremu elektriko aldakor batek, eremu magnetiko bat sortzen duela frogatu eta formulazio matematikoa zehaztasun handiz adierazi zuen. Horrela, elektromagnetismoa teoria bakar batean bilduta utzi zuen: Maxwellen ekuazioak.

XIX. mendearen amaiera: ingeniarien garaia

Hertz: Maxwell-en ekuazioen frogapena eta argiaren teoria elektromagnetikoa (1887)

Heinrich Rudolf Hertz eta efektu fotoelektrikoa

Heinrich Rudolf Hertz (Hanburgo, 1857 - Bonn, 1894) fisikari alemaniarra izan zen. Matematikan eta fisika esperimentalean prestakuntza bikaina izan zuen Helmholtzi esker, besteak beste. Uhin elektromagnetikoek argiaren ezaugarri berak dituztela frogatu zuen, berak asmaturiko osziladorearen bitartez. Uhin elektromagnetikoak islatuak, errefraktatuak, difraktatuak eta polarizatuak izan daitezke argia bezala. Bere aurkikuntzek aurrerabidean jarri zuten hertziniar uhinen bidezko haririk gabeko telegrafia. Efektu fotoelektrikoa eta elektroiek materia nola zeharkatzen duten ere aztertu zuen. Nazioarteko Sistemak haren izena jarri zion uhinen maiztasunaren banakoari: hertz (Hz).

Tesla: makina elektrikoen garapena, Tesla-ren harila (1884-1891) eta irrati-transmisorea (1893)

Nikola Tesla

Nikola Tesla (Smiljan, 1856 - New York, 1943) kroaziar fisikaria eta asmatzailea izan zen. 1884an Estatu Batuetako Edison laboratorioetara joan zen lanera. Sortzaile bikaina izan zen, hark landutako tresnen ugariak erakusten duenez: korronte alternoko motorra (1888), transformadorea edo Tesla bobina (1891), haririk gabeko igorpen sistema (1893), eta eremu magnetiko birakorraren printzipioa (1893) Nazioarteko sistemak haren izena jarri zion indukzio magnetikoaren banakoari: tesla (T).

Thomson: izpi-katodikoak (1897)

Joseph John Thomson eta izpi-katodikoak desbideratzeko erabili zuen aparatua

Joseph John Thomson (Cheetham Hill, 1856 - Cambridge, 1940) britainiar kimikaria izan zen. Cambridgeko Trinity College-n egin zituen ikasketak. Cavendish-eko laborategia zuzendu zuen. Izpi katodikoak aztertuz elektroia materiaren oinarrizko karga zela aurkitu zuen 1897an. Elektroiaren eta protoiaren masa eta karga elektrikoa finkatu zituen, e/m zatidura neurtuz. Izpi positiboak ere aztertu zituen, eta 1912an, masa desberdineko atomoak banantzeko era aurkitu zuen izpiak erabiliz. Hori eremu elektromagnetikoen bidez izpiak desbideratuz lortu zuen, honi masa-espektroskopia deitzen zaio. Tresna horrek atomoak pisatzeko balio du, eta horri esker isotopoak aurkitu ziren beranduago. Thomsonek gasen propietate elektrikoak aztertu zituen, eta gasean zeharreko eroankortasun elektrikoa aztertzean lortutako emaitzei esker 1906an Fisikako Nobel saria irabazi zuen.

Braun: osziloskopio katodikoa (1897)

Karl Ferdinand Braun (Fulda, 1850 - New York, 1918) Alemanian jaio zen, eta Marburgo eta Berlingo unibertsitateetan egin zituen ikasketak. Alemaniako unibertsitate batzuetan lan egin zuen irakasle bezala. Lehen Mundu Gerran Estatu Batuetara joan zen. Elektrika, magnetismoa, telegrafia eta termodinamika landu zituen batez ere. 1897. urtean, oszilazio elektrikoak aztertzeko izpi katodikoko hodi bat asmatu zuen: osziloskopio katodikoa. 1898. urtetik aurrera, haririk gabeko telegrafoa aztertu zuen. 1909an Fisikako Nobel saria eman zioten hari eta Guglielmo Marconiri.

Marconi: hari gabeko telegrafia (1899)

Guglielmo Marconi eta hari gabeko seinale telefrafikoen lehen sistema

Guglielmo Marconi (Bolonia, 1874 - Erroma, 1937) ingeniaria eta fisikari italiarra, familia aberats batean jaio zen. Boloniako Unibertsitatean egin zituen ikasketak, eta han hasi zen uhin elektromagnetikoak komunikazio telegrafikoan nola erabili aztertzen. Esperimentu horien emaitzak 1896an aplikatu ziren Britania Handian, Penarthen eta Westonen artean. 1899an Frantzia eta Ingalaterraren artean, Mantxako kanaletik, haririk gabeko komunikazio telegrafikoa egitea lortu zuen (irratia), eta 1903an Ozeano Atlantikotik zehar Cornualles eta Saint John´s-en (Ternua, Kanada) artean. Urte berean, WCC irrati-estazioa sortu zuen Estatu Batuetan, eta inaugurazioan Estatu Batuetako presidenteak, Theodore Rooseveltek, eta Ingalaterrako erregeak, Eduardo VIII.ak, elkarrizketa bat izan zuten. 1901eko abenduaren 12an lortu zuen lehenengo aldiz irrati bidezko komunikazioa Atlantikoaren bi aldeen artean. 1909an Fisikako Nobel saria eskuratu zuen K. F. Braunekin batera, irrati-telegrafian eta uhin elektromagnetikoen ikerketan egin zituen ekarpenengatik. 1930ean Italiako Zientzia Akademiako lehendakari izendatu zuten.

XX. mendeko paradigma aldaketak

Millikan: Millikan-en esperimentua (1909)

Robert Andrews Millikan eta bere esperimentua egiteko sortu zuen aparatua

Robert Andrews Millikan (1868-1953) fisikari estatubatuarrak J. J. Thomson-ek aurkitutako elektroiaren karga neurtu zuen. Uranio mineralen erradioaktibitatea eta gasen deskarga aztertu zituen. Gero, erradiazio ultramoreari buruzko ikerketak egin zituen.

Olio tantaren esperimentua dela medio, Millikan-en esperimentu bezala ezagutzen dena ere, elektroiaren karga zehaztu zuen: $1,602\times 10^{-19}$ coulomb. Elektroiaren karga elektrizitate kantitatearen oinarrizko kantitatea da eta oinarrizko karga kontsideratzen da kargatutako gorputz guztiek karga honen multiplo oso bat dutelako. Elektroia eta protoiak karga absolutu bera dute, baina kontrako zeinukoak. Hitzarmenez, elektroiaren karga negatiboa kontsideratzen da eta protoiarena, positiboa. Horrez gain, berak izendatutako izpi kosmikoak ikertu zituen, baita X izpiak ere. Planck-en konstantea zehaztu zuen ere; efektu fotoelektrikoan askatutako elektroien energia eta argiaren maiztasuna neurtuz. 1923. urtean Fisikako Nobel saria jaso zuen elektroiaren kargaren balioa zehaztu eta efektu fotoelektrikoan egindako lanengatik.

Kanpo estekak

• Datuak: Q2000761
• Multimedia: History of electricity / Q2000761