El descobriment de la desviació d’una agulla imantada per un corrent elèctric per Hans Christian Oersted el 1820 i  de la inducció magnètica per Michael Faraday el 1831 van provocar la necessitat d’explicar aquests fenòmens. Es va produir una controvèrsia al món científic, entre els que creien en accions instantànies entre els cossos elèctrics i magnètics, en la línia de les teories gravitacionals de Newton, o els que, seguint les intuïcions inicialment exposades per Faraday, aventuraven l’existència d’algun tipus de línies de força (o de tensió) en l’espai que explicaven els fenòmens electromagnètics. 

L’escocès James Clerk Maxwell va estudiar matemàticament els fenòmens elèctrics i magnètics que es coneixien fins llavors i el 1864 va elaborar i publicar una teoria matemàtica – física que predeia l’existència d’ones electromagnètiques que es desplaçaven per l’espai a una velocitat finita, igual a la de la llum. La llum, aventurava Maxwell, era un tipus particular d’aquestes ones, independentment de la seva naturalesa física real. 

Maxwell va morir el 1879, sense haver vist corroborades en la realitat les seves teories. En aquell moment, una majoria de físics, especialment al continent europeu, seguien preferint la teoria d’existència d’accions instantànies a distància com a explicació de la interacció entre electricitat i magnetisme. Al Regne Unit, un petit grup de científics – “Els Maxwellians” – conservaven encesa la flama de les teories de Maxwell, sense poder provar que eren correctes a la realitat. 

Aparells utilitzats per Hertz en els seus primers experiments. Deutsches Museum

Heinrich Hertz, professor alemany a la Universitat de Kalsruhe, que, com a bon continental, combregava amb les idees d’acció a distància, estimulat per un concurs convocat per l’Acadèmia de Ciències de Berlin, va dur a terme una sèrie d’experiments en aquest àmbit. 

En una primera sèrie d’experiments, Hertz va disposar un generador d’espurnes, i, una mica allunyat, un anell metàl·lic. La producció d’espurnes per part del generador provocava l’aparició d’espurnes en l’anell. 

Inicialment, Hertz  va donar com a explicació dels resultats dels seus primers experiments, l’existència de fenòmens d’inducció magnètica, que podien explicar-se mitjançant l’acció a distància. La realització d’aquests primers experiments, però,  ja va fer sospitar a Hertz, coneixedor de les teories de Maxwell, l’existència de fenòmens alternatius, com interferències o polaritzacions, que feien pensar en situacions de tipus ondulatori.  

Va donar lloc a noves sèries d’experiments més específics, amb utilització de miralls parabòlics reflectors de zinc  amb els que va estudiar més específicament aquests fenòmens, que no podien explicar-se mitjançant les teories d’acció a distància, i el 1888 va provar l’existència de les ones electromagnètiques, mostrant que eren transversals, és a dir que vibraven en direcció perpendicular a la direcció de propagació; va mesurar la seva velocitat, que era similar a la que s’havia establert per a la llum i havia predit Maxwell, i va provar que es produïen entre elles fenòmens de reflexió, refracció i polarització, igual que succeïa en les ones de llum. 

Reflectors parabòlics de zinc i altres rèpliques d’aparells usats per Hertz, construïts pel Museu de la Ciència de Londres

Els experiments de Hertz confirmaven i van consolidar en el món científic les teories de Faraday i Maxwell en la controvèrsia contra els que defensaven l’acció a distància. 

Part del material original que Hertz va utilitzar en els seus primers experiments es conserva al Deutsches Museum de Munich, tot i que actualment la secció d’electromagnetisme d’aquest museu està tancada per reformes fins l’any 2020.  El Museu de la Ciència de Londres va construir rèpliques de diversos aparells usats per Hertz en els seus experiments, que es mostren en l’exposició “Information AgeSix networks that changed our world“. 

Un alumne li va preguntar a Hertz després de mostrar el seu experiment a classe quina podia ser l’aplicació pràctica de les ones electromagnètiques. Hertz li va respondre que no les hi veia aplicacions pràctiques. Servirien tan sols per corroborar les teories de Maxwell. Hertz, que també moriria jove de septicèmia el 1894, era millor recercador físic que profeta. I és que pocs anys després del seu descobriment  les ones electromagnètiques van emprar-se per enviar missatges mitjançant la radiotelegrafia, i es va obrir  la porta a una infinitud de noves aplicacions. 

 


Per saber-ne més: 

Heinrich Hertz. Las ondas electromagnéticas. Manuel García Doncel. Xavier Roqué. Publicacions de la Universitat Autònoma de Barcelona. Edicions de la Universitat Politècnica de Catalunya. Bellaterra, 1990. Selecció comentada de les Untersuchungen (Recerques sobre la propagació de la força elèctrica) de Heinrich Hertz. Especialment interessant perquè permet seguir pas a pas l’evolució de Hertz des de la creença en l’acció a distància fins convertir-se en el descobridor de les ones electromagnètiques que van consolidar en el món científic les teories de James Clerk Maxwell. 

Vídeo: “Heinrich Hertz y las ondas electromagnéticas“. Fites de la ciència i la tecnologia.   Fa referència a la vida de Hertz, descriu i escenifica alguns dels seus experiments i mostra algunes de les aplicacions de les ones electromagnètiques.