MAGNETISMO

Macaé, 2009

Sumário

1. HISTÓRIA ................................................................................................................... 3

2. FUNDAMENTOS FÍSICOS ....................................................................................... 6

3. TIPOS DE MAGNETISMO ....................................................................................... 8

3.1. LEI DE AMPÈRE ................................................................................................... 9

3.2. LEI DE BIOT-SAVART ....................................................................................... 10

3.3. LEI DA INDUÇÃO ............................................................................................... 12

4. PROPRIEDADES MAGNÉTICAS ......................................................................... 13

4.1. ÍMÃS ...................................................................................................................... 14

4.1.1. Ímãs naturais e artificiais ................................................................................. 14

4.1.2. Ímãs permanentes e temporais ......................................................................... 14

4.1.3. Regiões polares .................................................................................................. 15

4.1.4. Atração e repulsão ............................................................................................. 15

4.1.5. Massa magnética ............................................................................................... 15

4.1.6. Leis de atração e repulsão entre massas magnéticas puntiformes ................ 15

4.1.7. Pólo de um ímã .................................................................................................. 15

4.1.8. Inseparabilidade dos pólos ............................................................................... 15

4.1.9. Sistemas de unidades em magnetismo e eletromagnetismo ........................... 16

4.1.10. Momento magnético de um imã ....................................................................... 16

4.1.11. Imantação ou intensidade de imantação ou intensidade de magnetização .. 16

4.1.12. Densidade magnética ......................................................................................... 16

4.2. A FORÇA ELETROMAGNÉTICA ................................................................................ 16

4.3. O ELETROMAGNETISMO CLÁSSICO ........................................................................ 17

5. REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 19

1. HISTÓRIA

O atual estágio de desenvolvimento científico e tecnológico que foi alcançado

pela humanidade, embora não compartilhado por todas as pessoas, é fruto do

conhecimento acumulando ao longo de séculos. Ao compreender os fenômenos da

Natureza, o Homem conseguiu aplicá-los a seu favor. Em particular, um dos mais

antigos fenômenos naturais, e que atualmente tem uma enorme importância, é o

magnético. Existem evidências de que os chineses, há 3.500 anos, descobriram que

determinado tipo de material, quando deixado livre, se movia para uma direção

particular.

Essa descoberta transformou-se no que chamamos de bússola. Esse instrumento

é mencionado na Europa, pela primeira vez, por Alexandre Neckma em 1187. Duzentos

anos depois, esse instrumento tornou-se indispensável para as grandes navegações

realizadas por países como Portugal, Espanha, Holanda e Itália, permitindo as primeiras

explorações em escala planetária e o primeiro ciclo de globalização da humanidade.

A difusão da utilização da bússola decorreu da simplicidade de seu

funcionamento, baseado no fato de que nosso planeta é um gigantesco ímã com dois

pólos magnéticos. A bússola também é um ímã, e ao interagir com o campo da Terra, os

pólos opostos se atraem. Dessa forma, se deixarmos um ímã mover-se livremente, ele

tende a se alinhar com o campo magnético da Terra.

A origem desse campo está associada ao movimento do magma que existe no

interior do planeta. Há evidências de que em determinados períodos os pólos

magnéticos terrestres se invertem, embora esse mecanismo ainda não seja totalmente

compreendido. Entretanto, qual é a origem da força magnética?

No ano de 800 a.C., Thales de Mileto acreditava que a magnetita (um ímã

natural – FeO.Fe2O3) possuía as propriedades de atração e repulsão devido ao fato de

ela ter “uma alma própria”. Posteriormente, Platão tenta explicar os fenômenos

magnéticos admitindo que a atração e a repulsão ocorriam devido à “umidade” e à

“secura” da magnetita. Entretanto, essas idéias eram apenas especulações e não

revelaram a verdadeira origem do magnetismo.

Embora tenha havido alguns avanços na compreensão do magnetismo com

Petrus Peregrinus, em 1269, e com Gilbert, em 1600, somente no século XIX os seus

mistérios começaram a ser desvendados por cientistas como Ampère, Oersted, Henry e

Faraday. Eles descobriam que tanto os fenômenos magnéticos como os elétricos tinham

uma origem comum. Em 1845, de maneira independente, Faraday e Henry descobriram

que era possível produzir uma corrente elétrica fazendo com que um ímã se movesse no

interior de um enrolamento de fios (bobina), ou que o ato de passar uma corrente

elétrica através de uma bobina geraria um campo magnético.

Essa é a lei da indução eletromagnética, que se transformou em uma das mais

importantes descobertas do século XIX, pois a partir da sua aplicação foi possível

desenvolver formas de produção de energia elétrica em larga escala.

Uma síntese desses conhecimentos foi feita por James Clark Maxwell,

demonstrando que a eletricidade e o magnetismo são diferentes manifestações do

mesmo fenômeno físico. Ele mostrou também que a luz é uma combinação de campos

elétricos e magnéticos se propagando através do espaço. Alguns anos depois, Hertz

observou as ondas eletromagnéticas comprovando essa hipótese.

A origem do magnetismo da matéria somente foi compreendida nas primeiras

décadas do século XX. O magnetismo está associado ao movimento dos elétrons ao

redor do núcleo atômico e a uma propriedade intrínseca dos elétrons e prótons (e outras

partículas atômicas) que denominamos de spin (como se fosse a rotação das partículas

em torno de si mesmo, mas essa idéia é uma aproximação grosseira).

Dentre as inúmeras aplicações dos fenômenos magnéticos, destaca-se a gravação

magnética de informações em computadores. Cada informação gravada no disco rígido

é feita por meio da aplicação de campos magnéticos sobre o material magnético que o

compõe. As informações são gravadas na forma de um código binário, como uma

seqüência de “0” e “1”. Pode-se representar, por exemplo, o “0” como um pequeno ímã

com o pólo norte apontando para cima e o “1” com o pólo sul apontando para baixo.

Com o conhecimento mais profundo dos mecanismos responsáveis pelos

fenômenos magnéticos da matéria e os avanços na produção de materiais na escala

atômica, tornou-se possível construir artificialmente novos materiais que apresentam

propriedades magnéticas inusitadas. Um exemplo disso é a utilização de um fenômeno

físico, descoberto em 1988, chamado de “magnetorresistência gigante”, com a

participação de um pesquisador brasileiro, o Prof. Mário Baibich, da Universidade

Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Naquela época, ele trabalhava em um

laboratório em Orsay, na França, liderado pelo Prof. Albert Fert. Esse fenômeno ocorre

quando se produzem finas camadas de átomos alternando-se materiais magnéticos e não

magnéticos.

Quando se aplica um campo magnético, a resistência à passagem da corrente

elétrica desta estrutura varia dezenas de vezes. Isso permite a sua utilização como um

sensor magnético. Nos últimos 10 anos, praticamente todos os computadores utilizam

esse tipo de dispositivo em seus discos rígidos. Isso permitiu que as capacidades dos

discos rígidos, que eram na ordem de 2 gigabytes, fosse aumentada para 200 gigabytes.

Talvez em toda a história da Ciência não houve outra descoberta de um fenômeno físico

que se transformasse em uma aplicação tecnológica de grande importância tão

rapidamente.

Quando os navegadores portugueses e espanhóis cruzavam o Atlântico, há mais

de 500 anos, não imaginavam que o princípio de funcionamento daquele pequeno

instrumento, fundamental para guiá-los através de mares nunca antes navegados,

poderia ser utilizado de tantas formas diferentes. Da mesma maneira que eles

conseguiram descobrir novos mundos, seguindo a firme indicação da bússola, hoje

utilizamos o mesmo fenômeno (magnetismo) para navegar por oceanos de informações,

permitindo a descoberta de novas idéias e transformando o nosso Mundo.

2. FUNDAMENTOS FÍSICOS

Tradicionalmente, em física estudam-se dois tipos de fontes de fenômenos

magnéticos: os ímãs e as cargas livres nos condutores, que transmitem uma corrente

elétrica. Denomina-se campo magnético à perturbação sofrida pelo espaço próximo a

uma dessas fontes magnéticas. A magnitude fundamental do campo magnético é a

indução de campo, representada habitualmente pelo símbolo B e dotada de caráter

vetorial, já que depende tanto de seu valor numérico como da direção e sentido de

máxima variação do campo. O vetor intensidade de campo magnético B é definido

como uma derivação da indução magnética, e a razão pela qual possui a denominação

reservada normalmente aos vetores básicos de campo é puramente histórica.

A detecção de um campo magnético em um meio é feita pela influência que

exerce sobre uma bússola ou carga elétrica em movimento. Assim, pode-se definir a

indução de campo magnético como a força que este exerce perpendicularmente sobre

uma carga unitária de velocidade, também igual a um. A expressão matemática desta

relação, chamada de Lorentz, é

F = q v x B

Em que a força F, a velocidade v e a indução B possuem caráter vetorial, a carga

q é um número positivo ou negativo, e o símbolo x representa um produto vetorial que

significa que a força resultante é perpendicular tanto à velocidade da partícula carregada

como ao campo magnético visto como um conjunto de linhas na direção do vetor B em

cada ponto do espaço.

A unidade fundamental de indução magnética no sistema internacional é o tesla,

equivalente à unidade de força definida por unidade de carga e de velocidade. O gauss

representa um dez mil avos do tesla e constitui a unidade básica no sistema CGS

(centímetro, grama, segundo).

Também relevante no estudo do magnetismo é o chamado fluxo magnético,

representado graficamente por linhas de indução através das quais se define a unidade

de fluxo. Assim, um campo magnético de indução B de um tesla é representado como

uma linha de indução por metro quadrado, denominada weber. A indução corresponde

ao fluxo por unidade de superfície perpendicular ao campo e é também chamada

densidade de fluxo. Além do weber, unidade internacional, emprega-se também como

unidade de fluxo do sistema eletromagnético o maxwell, segundo a relação 1 weber =

108 maxwells.

A estrutura elétrica mais simples que se pode conceber é uma carga isolada, de

modo que duas cargas de sinais contrários formam um dipolo elétrico, caracterizado por

um momento de força ou magnitude física equivalente à que provoca o giro de uma

barra rígida apoiada em um ponto fixo. Por analogia, definem-se os dipolos magnéticos,

formados por dois pólos (norte e sul) que geram perturbações específicas acentuadas a

seu redor, as quais se transmitem ininterruptamente entre ambos. A inexistência, porém,

desses pólos magnéticos isolados constitui um dos aspectos fundamentais da ciência do

magnetismo.

Em escala microscópica, o campo magnético mais simples é o produzido pelo

movimento de rotação dos elétrons em torno de si mesmos. Esse fenômeno, conhecido

como spin, é representado na física quântica pelos números +1/2 e -1/2, de acordo com

o sentido do giro do elétron.

3. TIPOS DE MAGNETISMO

A física considera a existência de três tipos de material, segundo seu

comportamento em presença de campos magnéticos: (1) substâncias ferromagnéticas,

como o ferro, o cobalto, o níquel, o gadolínio, o disprósio e as ligas, minerais e

derivados desses elementos, que ficam permanentemente imantadas ainda que se retire o

agente do campo; (2) substâncias paramagnéticas, que apresentam uma imantação

temporária e tênue, que desaparece ao eliminar-se o campo; (3) substâncias

diamagnéticas, que são repelidas pelos ímãs de forma indiscriminada.

A explicação desses comportamentos é dada pela física microscópica, segundo a

qual a maioria das substâncias apresenta diamagnetismo ou atividade magnética nula na

ausência de perturbações externas. O ferromagnetismo e o paramagnetismo são

fenômenos determinados pela existência prévia de uma orientação generalizada dos

campos magnéticos eletrônicos ou spins, que se reforça temporária ou permanentemente

sob a influência dos ímãs.

O campo magnético terrestre, detectável por uma simples bússola, possui duas

peculiaridades: sua irregularidade, dependente da latitude; e sua mudança gradual no

tempo, conseqüência da variação contínua do eixo magnético. Segundo a teoria

dinâmico-magnética, a origem do magnetismo terrestre está nas correntes elétricas do

núcleo metálico do planeta, e sua variabilidade indica que esse núcleo encontra-se em

movimento, de modo que os rios de metal fundido assumem o papel de espirais

condutoras que criam campos magnéticos.

3.1. LEI DE AMPÈRE

Lei de Ampère é a lei que relaciona o campo magnético sobre um laço com a

corrente elétrica que passa através do laço. É o equivalente magnético da lei de Gauss;

foi proposta originalmente por André-Marie Ampère e modificada por James Clerk

Maxwell (por isso é chamada também de lei de Ampère-Maxwell).

Pode-se calcular o campo magnético resultante em um ponto devido a qualquer

distribuição de correntes através da lei de Biot-Savart. Entretanto, se essa distribuição

apresentar um certo grau de simetria, é possível aplicar a Lei de Ampère para

determinar o campo magnético com um esforço consideravelmente menor.

A Lei de Ampère pode ser expressa matematicamente por:

O círculo no símbolo da integral significa que o produto escalar deve ser

integrado ao redor de um laço, chamado laço de Ampère. Onde:

é a integral de caminho ao redor do percurso fechado C;

é o campo magnético ou senão densidade de fluxo magnético;

é um elemento infinitesimal do contorno C;

é a permeabilidade magnética do vácuo;

é a densidade de corrente (em Ampères por metro quadrado no SI)

através da supefície S englobada pelo contorno C;

é um vetor referente a unidade de área S, com magnitude

infinitesimal e direção normal à superfície S;

é siplesmente a corrente elétrica envolvida pela curva C.

Além da forma integral a Lei de Ampère expressa-se também pela forma diferencial:

Onde é chamado de rotacional.

3.2. LEI DE BIOT-SAVART

A lei de Biot-Savart é uma lei no eletromagnetismo que descreve o vetor

indução magnética em termos de magnitude e direção de uma fonte de corrente, da

distância da fonte de corrente elétrica e a permeabilidade do meio. A lei de Biot-Savart

pode ser usada para derivar a lei de Ampère e vice-versa. A lei recebe esse nome em

homenagem aos físicos franceses Jean-Baptiste Biot e Félix Savart.

Em particular, se definimos um elemento infinitesimal de corrente , então o

elemento infinitesimal de campo magnético é:

Onde:

μ é a permeabilidade magnética do meio

é a corrente elétrica, medida em ampères

é o vetor diferencial do comprimento do elemento de corrente

é o vetor unitário que dá a direção e o sentido do vetor que liga o

elemento de corrente até o ponto onde se quer calcular o campo

é o vetor que liga o elemento de corrente até o ponto onde se quer

calcular o campo

Campo magnético gerado por fio retilineo

A lei de Biot-Savart descreve com precisão o campo magnético gerado nas mais

diversas distribuições de corrente elétrica. O caso do fio retilíneo condutor infinito é de

particular interesse, pois foi de grande aplicação nos experimentos do sec XIX.

Experimentalmente, tinha-se descoberto que o campo magnético gerado por tal

distribuição devia ser:

onde R é a distância do fio ao ponto que se deseja calcular o campo.

Primeiro, faz-se uma transformação de variáveis:

Assim:

3.3. LEI DA INDUÇÃO

A lei de Faraday-Neumann-Lenz, ou lei da indução eletromagnética, é uma lei

da física que quantifica a indução eletromagnética, que é o efeito da produção de

corrente elétrica em um circuito colocado sob efeito de um campo magnético variável

ou por um circuito em movimento em um campo magnético constante. É a base do

funcionamento dos alternadores, dínamos e transformadores.

Tal lei é derivada da união de diversos princípios. A lei da indução de Faraday,

elaborada por Michael Faraday a partir de 1831, afirma que a corrente elétrica induzida

em um circuito fechado por um campo magnético, é proporcional ao número de linhas

do fluxo que atravessa a área envolvida do circuito, na unidade de tempo.

Sendo E o campo elétrico induzido, ds é um elemento infinitesimal do circuito e

dΦB/dt é a variação do fluxo magnético. Uma maneira alternativa de se representar é na

forma da diferença na função do campo magnético B:

Portanto:

e a lei, expressa matematicamente na forma elaborada por Franz Ernst Neumann em

1845 em termos da força eletromotriz, é:

4. PROPRIEDADES MAGNÉTICAS

Toda matéria exibe propriedades magnéticas quando submetida a um campo

magnético externo . Até mesmo substâncias como cobre e alumínio, que normalmente

são livres de propriedades magnéticas, são afetadas pela presença de um campo

magnético produzido por qualquer pólo de um imã de barra. Dependendo se há uma

atração ou repulsão pelo pólo de um ímã, a matéria é classificada como sendo

paramagnética ou diamagnética, respectivamente. Alguns materiais, notavelmente o

ferro, mostram uma atração muito grande para o pólo de uma barra permanente de ímã;

materiais deste são chamados ferromagnéticos.

Em 1845, Faraday se tornou o primeiro a classificar substâncias como

diamagnéticas ou paramagnéticas. Ele fundamentou esta classificação na observação da

força exercida sobre uma substância num campo magnético não-homogênio. Sobre

forças de campo moderadas, a magnetização M de uma substância é linearmente

proporcional a força do campo aplicado H. A magnetização é especificada pela

suscetibilidade magnética, e definida pela relação M=H. Uma amostra de volume V,

colocada num campo H dirigido na direção do eixo X, e aumentando nessa direção

segundo a taxa dH/dx, sofrerá uma força na direção X de F = VH (dH/dx). Se a

suscetibilidade magnética for positiva, essa força sofrida estará na direção onde a força

do campo é crescente, e se for negativa estará na direção onde a força do campo é

decrescente.

Substâncias para as quais a suscetibilidade magnética é negativa (por exemplo,

cobre e prata) são classificadas como diamagnéticas. A suscetibilidade é pequena, na

ordem de -10-5

para sólidos e líquidos e -10-8

para gases. Uma característica marcante do

diamagnetismo é que o momento magnético por unidade de massa, em um determinado

campo, é virtualmente constante para uma substância sobre uma ampla região de

temperaturas, ele muda pouco entre sólido, líquido, e gás. A variação na suscetibilidade

entre sólido ou líquido e gás, é quase que completamente devido à mudança no número

de moléculas por unidade de volume. Isto indica que o momento magnético induzido

em cada molécula, num determinado campo, é primariamente uma propriedade

característica da molécula.

Substâncias para as quais a suscetibilidade magnética é positiva são classificadas

como paramagnéticas. Em alguns casos ( maioria dos metais), a suscetibilidade é

independente da temperatura, mas medidas feitas pelo físico francês Pierre Curie, em

1895, mostraram que para muitas substâncias, a suscetibilidade é inversamente

proporcional a temperatura absoluta T, quer dizer, igual a C/T. Este relação aproximada,

é conhecida como a lei de Curie e a constante C, como a constante de Curie. Uma

equação mais precisa é obtida, em muitos casos, modificando a equação acima para

C/(T -), chamada de Lei de Curie-Weiss. Analisando esta última equação, fica evidente

que para a temperatura T , o valor da suscetibilidade fica infinito. Abaixo desta

temperatura, os materiais exibem magnetização espontânea, isto é, tornam-se

ferromagnéticos.

Suas propriedades magnéticas são muito diferentes daqueles nas fase

paramagnética ou de alta-temperatura. Em particular, embora seu momento magnético

possa ser mudado pela aplicação de um campo magnético, o valor do momento num

determinado campo, não é sempre o mesmo; ele depende do tratamento magnético,

térmico, e mecânico da amostra.

4.1. ÍMÃS

Há muito tempo se observou que certos corpos tem a propriedade de atrair o ferro.

Esses corpos foram chamados ímãs. Essa propriedade dos ímãs foi observada pela

primeira vez com o tetróxido de triferro , numa região da Ásia, chamada Magnésia. Por

causa desse fato esse minério de ferro é chamado magnetita, e os ímãs também são

chamados magnetos.

4.1.1. Ímãs naturais e artificiais

A magnetita é o ímã que se encontra na natureza: é o ímã natural. Chamamos

corpo neutro àquele que não tem propriedade magnética: corpo imantado àquele que se

tornou ímã. Os corpos que se imantam com grande facilidade são o ferro e certas ligas

de ferro usadas na fabricação de ímãs permanentes. Uma dessa ligas é o ALNICO,

composta de ferro, alumínio, níquel, cobre e cobalto.

4.1.2. Ímãs permanentes e temporais

De acordo com a constituição química do ímã artificial, ele pode manter a

propriedade magnética por muito tempo, até por muitos anos, ou perdê-la logo depois

que cesse a causa da imantação. No primeiro caso o ímã é chamado permanente; no

segundo, ímã temporal, ou transitório. Os eletroímãs são sempre ímãs temporais. Os

ímãs naturais são permanentes.

4.1.3. Regiões polares

Um ímã não apresenta propriedades magnéticas em toda a sua extensão, mas só em

certas regiões, chamadas regiões polares.

4.1.4. Atração e repulsão

Consideremos dois ímãs suspensos pelos centros de gravidade. Aproximando as suas

regiões polares de todas as maneiras possíveis, concluímos o seguinte princípio,

demonstrado exclusivamente pela experiência: “duas regiões polares de mesmo nome se

repelem, e de nomes contrários se atraem”

4.1.5. Massa magnética

Assim como em Eletrostática introduzimos o conceito de carga elétrica para podermos

medir a força entre corpos eletrizados, em magnetismo introduzimos o conceito de

massa magnética para que possamos medir a força entre corpos imantados.

4.1.6. Leis de atração e repulsão entre massas magnéticas puntiformes

“A intensidade da força de atração ou repulsão entre duas massas magnéticas

puntiformes é proporcional ao produto das massas magnéticas.”

4.1.7. Pólo de um ímã

Já vimos que um ímã só possui propriedades magnéticas em certas regiões, que

chamamos regiões polares norte e sul, que elas possuem massas magnéticas de iguais

valores absolutos. Essas regiões polares de um ímã não são pontos, mas são superfícies.

4.1.8. Inseparabilidade dos pólos

Os polos de um ímã são inseparáveis. Se cortamos um ímã, os polos norte e sul não

ficam isolados. Na parte correspondente ao polo norte aparece um novo polo sul; e na

parte correspondente ao polo sul primitivo aparece um novo polo norte.

4.1.9. Sistemas de unidades em magnetismo e eletromagnetismo

Vimos, no tópico "Unidades de Carga Elétrica" , que o sistema MKS contém unidades

em toda a Eletricidade, isto é, em Eletrostática, Eletrodinâmica, Magnetismo e

Eletromagnetismo. E que o sistema CGSES contém unidades só em Eletrostática e

Eletrodinâmica.

4.1.10. Momento magnético de um imã

Chama-se momento magnético do ímã ao produto do vetor pelo valor absoluto da massa

magnética de um dos polos. Pela própria definição vemos que é uma grandeza vetorial.

4.1.11. Imantação ou intensidade de imantação ou intensidade de

magnetização

Chama-se imantação, ou intensidade de imantação ou intensidade de magnetização do

ímã à grandeza vetorial obtida pelo quociente do momento magnético pelo volume do

ímã.

4.1.12. Densidade magnética

Chama-se densidade magnética de uma região polar ao quociente da massa magnética,

pela área da região.

4.2. A FORÇA ELETROMAGNÉTICA

A força que um campo eletromagnético exerce sobre cargas elétricas, chamada

força eletromagnética, é uma das quatro forças fundamentais. 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.

4.3. 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 se adotando 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 confirmada a relação entre

eletricidade e magnetismo. Portanto o termo "eletromagnetismo" estava consolidado.

5. REFERÊNCIAS

RAMALHO JUNIOR, Francisco; FERRARO, Nicolau Gilberto; SOARES, Paulo

Antônio de Toledo. Os Fundamentos da Física-volume 3: eletricidade, introdução à

física moderna, análise dimensional. 2003.