História do Eletromagnetismo
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História do Eletromagnetismo |
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Onde tudo começou A história do rádio é um produto direto da história da descoberta e desenvolvimento do Eletromagnetismo que pode ser dividida em duas eras que se sobrepõem. Na era clássica, as leis fundamentais da eletricidade e do magnetismo foram descobertas e formuladas. Produzindo resultados a partir dessas formulações fundamentais, a era moderna nos últimos 100 anos tem se caracterizado pela introdução de uma ampla gama de aplicações de engenharia, originando um campo de aplicações eletromagnéticas, que é hoje a base da nossa civilização, tal como a conhecemos atualmente. Seja no uso da Internet, na transmissão de informações através de computadores que formam a base do sistema financeiro mundial, e especialmente o rádio, o eletromagnetismo é a base sólida de toda a tecnologia que hoje conhecemos. A apresentação cronológica a seguir destaca as invenções e descobertas que influenciaram o desenvolvimento histórico do eletromagnetismo de uma maneira muito significativa, embora as descobertas selecionadas representem apenas uma fração das muitas pesquisas científicas responsáveis pela nossa compreensão atual do eletromagnetismo. Iniciando pela força de atração da magnetita que foi relatada pelos gregos há cerca de 2800 anos, também foi um grego, Thales de Mileto, quem escreveu primeiro sobre o que conhecemos hoje como eletricidade estática; ele descreveu como a fricção do âmbar fazia com que este material "desenvolvesse" uma força que podia atrair objetos leves como plumas. o termo elétrico apareceu pela primeira vez impresso por volta de 1600 em um tratado sobre força elétrica gerada por fricção, de autoria do físico da rainha Elizabeth I, William Gilbert. Cerca de um século depois, em 1733, Charles-François du Fay introduziu o conceito de que a eletricidade consiste em dois tipos de "fluidos", um positivo e outro negativo, e que fluidos semelhantes se repelem e fluidos opostos se atraem. A noção dele de fluido é o que chamamos hoje de carga elétrica. A invenção do capacitor em 1745, originalmente denominada de garrafa de Leyden, tornou possível o armazenamento de uma quantidade significativa de carga elétrica em um único dispositivo. Alguns anos mais tarde, em 1752, Benjamin Franklin demonstrou que o relâmpago é uma forma de eletricidade. Ele transferiu carga elétrica de uma nuvem para uma garrafa de Leyden através de uma pipa de seda posta para voar durante um temporal. O conhecimento coletivo até o século 18 sobre eletricidade foi integrado em 1875 por Charles-Augusting de Coulomb na forma de uma equação matemática caracterizando a força elétrica entre duas cargas em termos de intensidade e polaridade destas e da distância entre elas. O ano de 1800 foi marcado pelo desenvolvimento da primeira bateria elétrica por Alessandro Volta, e 1820 foi um ano de referência para descobertas de como o magnetismo é induzido por correntes elétricas. Esse conhecimento foi bem empregado por Joseph Henry, que desenvolveu um dos primeiros motores elétricos e eletromagnéticos. Logo depois disso, Michael Faraday construiu o primeiro gerados elétrico (com função contrária á do motor elétrico). Faraday, em essência, demonstrou que um campo magnético variável induz um campo elétrico (e, portanto, uma tensão elétrica). A relação inversa, isto é, que um campo elétrico variável induz um campo magnético, foi proposta por James Clerk Maxwell em 1873, quando ele introduziu suas quatro equações que hoje em dia são famosas, e que são a base para compreensão e utilização das ondas de rádio. As equações de Maxwell representam os fundamentos da teoria eletromagnética clássica.
A teoria de Maxwell, a qual prediz um número de propriedades para as ondas eletromagnéticas, não foi totalmente aceita pela comunidade científica da época, até que essa propriedades forma comprovadas experimentalmente com ondas de rádio por Heinrich Hertz na década de 1880.
Os raios X, que fazem parte da família eletromagnética, foram descobertos em 1895 por Wilhelm Roentgen. No campo da aplicação, Nikola Tesla foi o primeiro a desenvolver o motor de corrente alternada, considerado um avanço superior ao seu predecessor, o motor de corrente contínua. Apesar dos avanços ocorridos no século 19 relativos aos conhecimentos da eletricidade e do magnetismo e de como fazer o uso prático deles, somente em 1897 é que a partícula fundamental da carga elétrica, o elétron, foi identificada e suas propriedades, quantificadas (por J. J. Thomson). A habilidade de um material de emitir elétrons por meio de energia eletromagnética luminosa (luz) incidente sobre ele ficou conhecida como efeito fotoelétrico. Para explicar esse efeito, Albert Einstein adotou o conceito de energia quantificada (quantum) que havia sido desenvolvido alguns anos antes (em 1900) por Max Planck em sua formulação da teoria quântica da matéria. Por esse feito, Einstein simbolizou a ponte entre as eras clássica e moderna do eletromagnetismo. Em termos de aplicações na engenharia, o eletromagnetismo desempenha um papel no projeto e na operação de todo o dispositivo eletrônico concebível, incluindo diodos, transistores, circuitos integrados, válvulas, lasers, displays, leitores de código de barras, cápsulas de telefone e fornos de microndas, além é claro, do sistema de radiodifusão como o conhecemos hoje. Devido a extensão e à diversidade dessas aplicações, é bem mais difícil elaborar uma linha do tempo expressiva para a era moderna do que a que apresentaremos a seguir resumidamente para a era clássica. Eletromagnetismo na Era Clássica
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