JAMES  CLERK  MAXWELL
Maxwell

ELETROMAGNETISMO  E  LUZ


      Na metade do século XIX, o estudo da propagação de ondas em um meio elástico (por exemplo, a propagação do som no ar ou outro meio material) era um campo de pesquisas bem desenvolvido e as equações que descrevem este tipo de fenômeno já eram conhecidas. Além disso, o fato de a luz apresentar um comportamento ondulatório, isto é, propagar-se como uma onda em um meio elástico (o éter), também era conhecido e aceito pelos físicos da época. Uma das questões discutidas, era saber como seria essa onda e quais as propriedades do éter.

      Maxwell percebeu que a elasticidade dos vórtices presente em seu modelo mecânico poderia ser útil para relacionar a óptica com o eletromagnetismo. Após obter as equações de movimento do seu sistema de vórtices e partículas, Maxwell dedicou-se a determinar a rapidez de propagação de perturbações através dele na forma de ondas. Essas ondas seriam perturbações elétricas e magnéticas que se propagariam através do éter. São as chamadas “ondas eletromagnéticas”.

      Considerou ondas transversais no meio elástico (ondas que se propagam na direção perpendicular à direção de oscilação) cuja velocidade v de propagação dependeria da elasticidade do meio k e de sua densidade m e seria dada por . De acordo com Maxwell, a constante k é inversamente proporcional à constante dielétrica e e m é proporcional à permeabilidade magnética m do meio. Para determinar os coeficientes de proporcionalidade, Maxwell assumiu que os vórtices seriam esféricos e que sua elasticidade seria devida a forças entre pares de moléculas constituintes do meio. Chegou a k = 1/4p²e e m = m/4p². Sendo assim, a velocidade de propagação da luz em um meio seria dada por .
 
     Na época, os valores da constante dielétrica (e) e da permeabilidade magnética (m) de vários materiais já eram conhecidos. Maxwell comparou esses resultados com os valores medidos para a velocidade de propagação da luz disponíveis na época, encontrando uma grande concordância entre os valores calculados para a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética no éter com os valores medidos para a velocidade de propagação da luz. Observando esta concordância, Maxwell concluiu que a luz é uma vibração transversal que se propaga no mesmo meio que os fenômenos elétricos e magnéticos.

     Essa hipótese foi confirmada experimentalmente por Heinrich Rudolph Hertz (1857-1894) através de vários experimentos realizados entre 1886 e 1889. Ele produziu e detectou ondas eletromagnéticas que se propagavam com a velocidade da luz e que possuíam propriedades similares às da luz tais como reflexão, difração, polarização. A teoria de Maxwell e os experimentos de Hertz abriram um importante campo de estudos que propiciou grandes avanços tecnológicos: o estudo da radiação eletromagnética na faixa das ondas de radio e microondas.

Heinrich Rudolph Hertz


 
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