Maxwell e o Eletromagnetismo

Maxwell e o Eletromagnétismo     Para um físico dos nossos dias, a teoria eletromagnética de Maxwell, como foi publicada por ele no século XIX, é tão diferente do eletromagnetismo atual que deixaria qualquer físico contemporâneo perplexo. Ela não pode ser traduzida para termos utilizados atualmente pela física moderna, que se baseia na existência do elétron e ausência do éter. Apesar dessas diferenças, o método desenvolvido a partir dos trabalhos de Maxwell é muito eficiente para explicar vários fenômenos eletromagnéticos e ópticos e, por isso mesmo, é usado até hoje. Antes de apresentarmos os trabalhos de Maxwell sobre o assunto, vamos entender um pouco mais do contexto da física na época na qual Maxwell desenvolveu suas pesquisas.       A ideia de força à distância formava a base de uma das linhas de pesquisa sobre os fenômenos eletromagnéticos adotadas na Europa na segunda metade do século XIX. Essa linha, adotada principalmente fora da Grã Bretanha, buscava explicar os fenômenos eletromagnéticos a partir de forças proporcionais ao inverso do quadrado da distância entre os corpos. Além disso, considerava que estas forças agiam à distância, isto é, sem a necessidade de um meio para intermediar as interações.         Outros pesquisadores – em especial Michael Faraday (1791-1867), William Thomson e James Clerk Maxwell – passaram a adotar uma visão diferente. Ao invés de considerar ação à distância, dedicaram-se a explicar os fenômenos eletromagnéticos como um efeito que se propagaria através de um meio. Faraday supôs que a eletricidade e o magnetismo agiriam através de “linhas de força”. Essas linhas teriam uma existência real e seriam elas mesmas as responsáveis pelos fenômenos eletromagnéticos. Na abordagem de Faraday, não havia necessidade de matéria comum para explicar a existência das linhas de força. No entanto, as linhas de força eram interpretadas como estruturas físicas, mas estruturas do quê? A resposta a essa pergunta foi sendo desenvolvida ao longo do século XIX e foi fortemente influenciada pela concepção que os físicos tinham sobre a natureza da luz.       Em meados do século XIX a teoria ondulatória da luz era amplamente aceita em toda Grã-Bretanha. Da mesma forma que consideramos o som como uma onda que se propaga por diversos materiais, nessa época os físicos consideravam que a luz seria uma onda semelhante ao som. No entanto, o meio pelo qual a luz se propagava era diferente  – seria um meio elástico (capaz de sofrer deformações sem perder suas propriedades originais) imperceptível aos nossos sentidos que preencheria todo o espaço. Este meio era conhecido como “éter”.       Neste contexto, uma teoria de campo considera que as partes de um sistema não são independentes, mas sim participantes de um todo, e consideram que a interação se dá entre as partes vizinhas do sistema. Sendo assim, a interação entre duas cargas elétricas, por exemplo, seria explicada por uma ação que se propaga entre uma carga e outra através do éter existente entre elas. Uma carga modifica o éter, essa modificação vai se espalhando, e ao atingir outra carga, produz uma força. O próprio campo contém em si mesmo a capacidade de ação.       Os estudos de Maxwell sobre eletromagnétismo começaram em 1854 e terminaram um pouco antes de sua morte, em 1879. Eles podem ser divididos em duas grandes partes: antes de 1868, publicou os principais trabalhos sobre os fundamentos da teoria eletromagnética; e, após 1868, publicou seu mais famoso livro, o Tratado sobre Eletricidade e Magnetismo, e uma dezena de artigos sobre outros assuntos.