Oliver Heaviside (pronunciación inglesa [ˈhɛvɪˌsaɪd] ; Londres , 18 de mayo de 1850 - Torquay , 3 de febrero de 1925 ) fue un matemático , físico e ingeniero británico .
Adaptó números complejos al estudio de circuitos eléctricos , desarrolló técnicas para aplicar la transformada de Laplace a la resolución de ecuaciones diferenciales , reformuló las ecuaciones de Maxwell en términos de fuerzas magnéticas y eléctricas y flujo , y coformuló cálculo vectorial de forma independiente .
Aunque no estuvo en buenos términos con el mundo científico de la época durante gran parte de su vida, Heaviside cambió su estudio de las matemáticas y la ciencia en los años venideros. De hecho, fue el responsable de la función escalonada de Heaviside ( 1893 ), utilizada por ejemplo en el estudio de circuitos, cuya derivada es la famosa delta de Dirac . Las peculiares propiedades de estas herramientas matemáticas causaron tal revuelo que Heaviside fue expulsado de la Royal Society por indignidad teórica . Paul Dirac , de hecho, mostrará más adelante cuán valiosas fueron esas intuiciones. [1]
Heaviside propuso la idea de que la parte superior de la atmósfera terrestre contenía una capa ionizada conocida como ionosfera ; en este sentido, predijo la existencia de lo que luego se llamaría la capa Kennelly-Heaviside . En 1947 , Edward Victor Appleton recibió el Premio Nobel de Física por demostrar la existencia de esta capa.
Heaviside también discutió la posibilidad de ondas gravitacionales , señalando la analogía de la ley del inverso del cuadrado entre la gravitación y la electricidad. [2]
Heaviside abogó por el uso de métodos de cálculo vectorial para la expresión de leyes físicas . [3] La formulación del electromagnetismo requería, según Maxwell , hasta 20 ecuaciones escalares. Heaviside aprovechó los operadores de rotor y divergencia para reducirlos a la forma en que se conocen hoy : un sistema de 4 ecuaciones diferenciales parciales lineales acopladas (2 vectoriales y 2 escalares , para un total de 8 ecuaciones escalares) en las 4 variables B , mi , j , ρ. Menos conocido es el hecho de que las ecuaciones de Heaviside y las ecuaciones de Maxwell no son exactamente equivalentes: es más fácil modificar las ecuaciones de Heaviside para hacerlas compatibles con la física cuántica. [4]
Inventó la función de paso de Heaviside para calcular la corriente cuando se enciende un circuito eléctrico . Fue el primero en utilizar la función de pulso ahora conocida como delta de Dirac . [5] Inventó el método de cálculo operativo para resolver ecuaciones diferenciales lineales , que se asemeja al método de transformada de Laplace basado en la integral de Bromwich, nombrada así por Bromwich, quien ideó una justificación matemática rigurosa para el método de operadores de Heaviside con la integración de límites . Heaviside estaba familiarizado con el método de la transformada de Laplace, pero sintió que su método era más directo. [6] [7]
Heaviside desarrolló las ecuaciones del telegrafista , que tuvieron el efecto de aumentar la velocidad de transmisión a lo largo de los cables transatlánticos en un factor de 10. Originalmente tomaba diez minutos transmitir un carácter, luego se redujo a un carácter por minuto. Su descubrimiento de que la transmisión telefónica podía mejorar mucho colocando una inductancia eléctrica en serie con el cable está íntimamente ligado a esto. [8] Heaviside descubrió de forma independiente el vector de Poynting . [9]
Heaviside acuñó los siguientes términos relacionados con el electromagnetismo:
nombre inglés | nombre italiano | Descripción | Año |
---|---|---|---|
entrada | entrada | recíproco de la impedancia | diciembre de 1887 |
elastancia | elásticamente | recíproco de permiso y capacidad | 1886 |
conductancia | conductancia | parte real de admisión, parte recíproca de resistencia | septiembre de 1885 |
electreto | electreto | análogo eléctrico del imán | |
impedancia | impedancia | julio de 1886 | |
inductancia | inductancia | febrero de 1886 | |
permeabilidad | permeabilidad | septiembre de 1885 | |
permitancia y permitividad | permitividad | junio de 1887 | |
reluctancia | reluctancia | mayo de 1888 | |
susceptancia | susceptibilidad | imagen parcial de admitancia, recíproco de reactancia | 1887 |