Eletromagnetismo "Apresentação"

Os filósofos gregos, por volta de 600 a.C, sabiam que, esfregando-se um pedaço de âmbar, ele atrai pedaços de palha. Há uma linha direta de desenvolvimento que se estende dessa antiga observação até a era eletrônica em que vivemos. A força de conexão é indicada por nossa palavra "elétron", que deriva da palavra grega para âmbar.

Os gregos também sabiam que algumas "pedras" de ocorrência natural, que hoje conhecemos como mineral magnetita, atraíam o ferro. Dessas origens modestas, cresceram as ciências da eletricidade e do magnetismo, que se desenvolveram de forma bastante separada por séculos, de fato até 1820, Quando Hans Christian Oersted encontrou uma conexão entre elas: uma corrente elétrica em um fio pode defletir a agulha magnética de uma bússola. Oersted fez essa descoberta enquanto preparava uma aula de demonstração para seus alunos de Física.

A nova ciência do Eletromagnetismo foi desenvolvida posteriormente por Michael Faraday (1791-1867), um experimentador realmente afortunado, de grande talento para visualização e intuição física, cuja coleção de cadernos de laboratório não contém uma única equação. James Clerk Maxwell (1831-1879) deu às idéias de Faraday uma forma matemática, introduziu muitas idéias novas próprias e pôs o Eletromagnetismo sobre uma sólida base teórica. As quatro equações teóricas de Maxiwell desempenham no Eletromagnetismo o mesmo papel das leis de Newton na Mecânica Clássica ou das leis de Newton na Mecânica Clássica ou das leis da Termodinâmica no estudo do calor.

Maxwell concluiu que a luz é um fenômeno eletromagnético e que sua velocidade pode ser reduzida a partir de medições puramente elétricas e magnéticas. Assim, a óptica estava intimamente ligada à eletricidade e ao magnetismo. O escopo das equações de Maxwell é notável, incluindo os princípios fundamentais de todos os dispositivos eletromagnéticos e ópticos de larga escala, como motores, rádio, televisão, radar de microondas, microscópios e telescópios.
O desenvolvimento do eletromagnetismo não terminou com Maxwell. O físico inglês Oliver Heaviside (1820-1925) e,especialmente, o físico holandês H. A. Lorentz (1853-1928) contribuíram substancialmente para o esclarecimento da teoria de Maxwell. Heinrich Hertz (1857-1894) deu um grande passo adiante quando, mais de vinte anos após Maxwell Haver elaborado sua teoria, produziu, em laboratório, "ondas maxwellianas" eletromagnéticas de um tipo que hoje chamaríamos de ondas de rádio. Logo Marconi e outros desenvolveram aplicações práticas das ondas eletromagnéticas de Maxwell e Hertz. Albert Einstein baseou sua teoria da relatividade nas equações de Maxwell e seu trabalho de 1905, onde apresentava a relatividade especial, intitulava-se "Sobre a Eletrodinâmica de Corpos em Movimento".

O interesse presente no Eletromagnetismo toma duas formas. No nível aplicado ou prático,as equações de Maxwell são usadas para estudara as propriedades elétricas e magnéticas de novos materiais e para projetar dispositivos eletrônicos de crescente complexidade e sofisticação. No nível mais fundamental, têm havido esforços para combinar ou unificar o Eletromagnetismo às outras forças básicas da natureza, da mesma forma como Oersted, Faraday e Maxwell mostraram que as forças separadas da eletricidade e do magnetismo eram parte da força unificada do Eletromagnetismo. Atingiu-se sucesso parcial em 1967, quando Steven Weinberg e Abdus Salam propuseram, independentemente, uma teoria, originalmente desenvolvida por Sheldon Galshow, que unificava a interação eletromagnética à interação fraca, responsável por certos processos de decaimento radioativo. Assim como a unificação do eletromagnetismo por Maxwell levou a predições, isto é, a existência de ondas eletromagnéticas, que podiam verificar-se diretamente para comprovar aquela teoria, a teoria de Glashow-Weinberg-Salam para interação eletrofraca rendeu predições singulares que podiam ser submetidas à experiência. Utilizam-se para isso os aceleradores de partículas de altas energias e têm sido confirmadas as predições da teoria eletrofraca. Glashow, Salam e Weinberg compartilharam o Prêmio Nobel de 1979 por essa teoria. Esforços teóricos contínuos estão encaminhados para estender essa unificação, de modo a concluir a interação forte que mantém a coesão dos núcleos atômicos, e há esperanças de eventualmente incluir-se nessa unificação a força gravitacional, de forma que uma única estrutura teórica venha concluir todas as interações fundamentais conhecidas.

Carga Elétrica

A matéria é formada de pequenas partículas, os átomos. Cada átomo, por sua vez, é constituído de partículas ainda menores, no núcleo: os prótons (positivos) e os nêutrons (sem carga); na eletrosfera: os elétrons (negativos).
Às partículas eletrizadas, elétrons e prótons, chamamos "carga elétrica".

Se você andar sobre um carpete em tempo seco, poderá provocar uma centelha ao tocar uma maçaneta de metal. Em uma escala mais grandiosa, o relâmpago é conhecido de todo mundo. Tais fenômenos sugerem a vasta quantidade de carga elétrica que está armazenada nos objetos familiares que nos circundam.

A neutralidade elétrica da maioria dos objetos de nosso mundo visível e tangível esconde as enormes quantidades de cargas elétricas positiva e negativa que contêm e que em grande parte se cancelam mutuamente, sem produzir efeitos externos. Apenas quando esse equilíbrio elétrico é perturbado é que a natureza nos revela os efeitos do desequilíbrio de cargas positivas e negativas. Quando dizemos que um corpo está "carregado", isso significa que ele tem um desequilíbrio de cargas, apesar de a carga resultante geralmente representar apenas uma minúscula fração de carga total positiva ou negativa contida no corpo.

Corpos carregados exercem forças uns sobre os outros. Para mostrar isso, carreguemos um bastão de vidro esfregando-o com seda. O processo de esfrega transfere uma diminuta quantidade de carga de um corpo ao outro, assim perturbando ligeiramente a neutralidade elétrica de cada um. Se você suspender esse bastão carregado de um fio, e se aproximar um segundo bastão de vidro carregado, os dois bastões irão se repelir. Entretanto, se você esfregar um bastão de plástico com pele de animal, ele atrairá a extremidade carregada do bastão de vidro pendurado.

Os rótulos de positiva e negativa para a carga elétrica são devidos a Benjamin Franklin (1706-1790) que, entre muitas outras realizações, foi um cientista de reputação internacional. Tem-se até mesmo dito que os triunfos diplomáticos de Franklin na França, durante a Guerra de Independência Americana, podem ter sido possibilitados por ele ser, então, tão respeitado como cientista.

As forças elétricas entre corpos carregados possuem muitas aplicações industriais, entre elas os processos eletrostáticos de cobertura com pó e aspersão de tinta, precipitação de fuligem dispersa no ar, impressão por jato de tinta sem impacto e fotocópia. Um exemplo é uma minúscula pelota condutora em uma máquina fotocopiadora, cobertas de partículas de um pó negro denominado toner,que aderem à pelota por forças eletrostáticas. Estas partículas de toner carregadas negativamente, são depois atraídas e retiradas das partículas a que aderiram, por uma imagem latente carregada positivamente, situada no documento a ser copiado e formada por um tambor rotativo. Então, uma folha de papel carregada atrai as partículas de toner do tambor para si mesma, após o que elas são fundidas por calor em seus lugares para se fazer a cópia final.