Blog

Maxwell e a velocidade da luz

Data de publicação: 03 de set

Categoria: Bits & Bytes de Ciência

Um dos maiores cientistas que o mundo da ciência conheceu foi James Clerk Maxwell. Quando Einstein começou a pensar na teoria da Relatividade a teoria do eletromagnetismo de Maxwell já estava estabelecida nos meios científicos.

Bem antes de Maxwell construir a sua teoria do eletromagnetismo os cientistas já sabiam que havia dois tipos de cargas elétricas, a positiva e a negativa. No modelo atômico do átomo convencionou-se que os prótons teriam cargas positivas e os elétrons cargas negativas. Neste mesmo modelo partículas de cargas iguais sofrem um processo de repulsão e de cargas diferentes de atração. Estas cargas podem estar estáticas, e assim paradas tem as interações elétricas encontradas na eletricidade estática capaz de atrair pequenas partículas de poeira eletrizadas. O exemplo mais comum é a atração que papel seco sofre por um pente após ser friccionado nos cabelos. Mas também as cargas podem estar em movimento e nestas condições apresentam não somente a interação elétrica, mas também magnética. O exemplo mais comum é quando um fio enrolado com muitas voltas chamado de bobina produz propriedades magnéticas, atraindo materiais ferrosos apenas quando há passagem de corrente elétrica.

Observando estes fenômenos Maxwel criou a teoria do eletromagnetismo com o desenvolvimento de um conjunto de quatro equações matemáticas. Nestas equações que governam o fenômeno eletromagnético existe uma velocidade que descreve as intensidades relativas das forças elétricas e magnéticas entre partícula carregadas. Esta velocidade e de valor constante e recebeu o símbolo c. Depois de deduzir a constante Maxwel partiu para inventar uma forma conveniente para medir o seu valor.

Nesta idéia engenhosa Maxwell colocou de um lado duas placas paralelas, uma carregada negativamente e a outra positivamente. Com isso ambos se atraiam com determinada força elétrica por possuírem cargas diferentes. No outro lado dispôs duas bobinas com corrente elétrica fluindo pelos seus condutores que também se atraiam através da força magnética criado por elas. Controlando as cargas e a corrente elétrica Maxwel equilibrou as força magnética entre as bobinas contra a força elétrica entre as placas e calculando a razão entre as duas forças, magnética e elétrica determinou o valor da constante c.

Com estes cálculos e experimentos Maxwell descobriu que uma onda   eletromagnética é uma ondulação de campos elétrico e magnético e que desloca-se no espaço vazio com a velocidade constante c. E o mais significante é que a constante c obtida pela sua engenhosa idéia era de mesmo valor que a velocidade da luz que os astrônomos naquela época  já tinham medido pela observação de Júpiter e suas luas.

Quando em 1873 Maxwell calculou a velocidade das ondas eletromagnéticas cujo valor de c teimava em ser aproximadamente trezentos mil quilômetros por segundo percebeu que a luz deveria ser onda eletromagnética.

Foi esta descoberta tão significativa para a Ciência que deixou o jovem Einstein fascinado, o que lhe induziu as idéias para produzir a sua teoria da relatividade.