Atividade de Física
Electromagnetismo
Esta unificação foi terminada por
James Clerk Maxwell, e escrita em fórmulas por
Oliver Heaviside, no que foi uma das grandes descobertas da
Física no
século XIX. Essa descoberta posteriormente levou a um melhor entendimento da natureza da
luz, ou seja, pôde-se entender que a luz é uma propagação de uma perturbação eletromagnética, ou melhor dizendo, a luz é uma
onda eletromagnética. As diferentes frequências de oscilação estão associadas a diferentes tipos de
radiação. Por exemplo,
ondas de
rádio tem freqüências menores, a luz visível tem frequências intermediárias e a
radiação gama tem as maiores freqüências.
A força eletromagnética
A força eletromagnética tem a ver com praticamente todos os fenômenos físicos que se encontram no cotidiano, com exceção da
gravidade. Isso porque as interações entre os
átomos são regidas pelo eletromagnetismo, já que são compostos por
prótons,
elétrons, ou seja, por cargas elétricas. Do mesmo modo as forças eletromagnéticas interferem nas relações intermoleculares, ou seja, entre nós e quaisquer outros objetos. Assim podem-se incluir fenômenos químicos e biológicos como conseqüência do eletromagnetismo.
Cabe ressaltar que, conforme à eletrodinâmica quântica, a força eletromagnética é resultado da interação de cargas elétricas com
fótons.
O eletromagnetismo clássico
O cientista
William Gilbert propôs que a eletricidade e o magnetismo, apesar de ambos causarem efeitos de atração e repulsão, seriam efeitos distintos. Entretanto marinheiros percebiam que raios causavam perturbações nas agulhas das
bússolas, mas a ligação entre os raios e a eletricidade ainda não estava traçada até os experimentos que
Benjamin Franklin propôs em
1752. Um dos primeiros a descobrir e publicar as relações entre
corrente elétrica e o
magnetismo foi Romagnosi, que em
1802 afirmou que um fio conectado a uma
pilha provocava um desvio na agulha de uma
bússola que estivesse próxima. No entanto essa notícia não recebeu o crédito que lhe era devido até que, em 1820,
Hans Christian Ørsted montou um experimento similar.
A teoria do eletromagnetismo foi desenvolvida por vários físicos durante o século XIX, culminando finalmente no trabalho de
James Clerk Maxwell, o qual unificou as pesquisas anteriores em uma única teoria e descobriu a natureza eletromagnética da luz. No eletromagnetismo clássico, o campo eletromagnético obedece a uma série de equações conhecidas como
equações de Maxwell, e a força eletromagnética pela
lei de Lorentz.
Uma das características do eletromagnetismo clássico é a dificuldade em associar com a
mecânica clássica, compatível porém com a
relatividade especial. Conforme as equações de Maxwell, a velocidade da luz é uma constante, depende apenas da permissividade elétrica e permeabilidade magnética do vácuo. Isso porém viola a invariância de
Galileu, a qual já era há muito tempo base da
mecânica clássica. Um caminho para reconciliar as duas teorias era assumir a existência de
éter luminífero através do qual a luz propagaria. No entanto, os experimentos seguintes falharam em detectar a presença do éter. Em 1905, Albert Einstein resolveu o problema com a teoria da
relatividade especial, a qual abandonava as antigas leis da
cinemática para seguir as
transformações de Lorentz as quais eram compatíveis com o eletromagnetismo clássico.
A teoria da relatividade mostrou também que adotando-se um referencial em movimento em relação a um campo magnético, tem-se então um campo elétrico gerado. Assim como também o contrário era válido, então de fato foi confirmado a relação entre
eletricidade e
magnetismo. Portanto o termo "eletromagnetismo" estava consolidado.
O efeito fotoelétrico
Em outra publicação sua no mesmo ano, Einstein pôs em dúvida vários princípios do eletromagnetismo clássico. Sua teoria do
efeito fotoelétrico (pelo qual ganhou o
Prêmio Nobel em Física) afirmava que a
luz tinha em certo momento um comportamento corpuscular, isso porque a luz demonstrava carregar corpos com quantidades discretas de
energia, esses corpos posteriormente passaram a ser chamados de
fótons. Através de sua pesquisa,
Max Planck mostrou que qualquer objeto emite radiação eletromagnética discretamente em pacotes, idéia que leva a teoria de
Radiação de Corpo Negro. Todos esses resultados estavam em contradição com a teoria clássica da luz como uma mera onda contínua. As teorias de Planck e Einstein foram as causadoras da teoria da
mecânica quântica, a qual, quando formulada em 1925, necessitava ainda de uma teoria quântica para o Eletromagnetismo.
Essa teoria só veio a aparecer em 1940, conhecida hoje como
eletrodinâmica quântica; essa é uma das teorias mais precisas da Física nos dias de hoje.
