Nas Linhas Físicas de Força - On Physical Lines of Force

" On Physical Lines of Force " é um artigo de quatro partes escrito por James Clerk Maxwell publicado em 1861. Nele, Maxwell derivou as equações do eletromagnetismo em conjunto com um "mar" de " vórtices moleculares " que ele usou para modelar Faraday ' s linhas de força. Maxwell estudou e comentou sobre o campo da eletricidade e do magnetismo já em 1855/6, quando "On Faraday's Lines of Force" foi lido para a Cambridge Philosophical Society . Maxwell fez uma analogia entre a densidade desse meio e a permeabilidade magnética, bem como uma analogia entre a elasticidade transversal e a constante dielétrica, e usando os resultados de um experimento anterior de Wilhelm Eduard Weber e Rudolf Kohlrausch realizado em 1856, ele estabeleceu uma conexão entre a velocidade da luz e a velocidade de propagação das ondas neste meio.

O artigo inaugurou uma nova era da eletrodinâmica clássica e catalisou um maior progresso no campo matemático do cálculo vetorial . Por isso, é considerada uma das publicações mais historicamente significativas na física e na ciência em geral, comparável aos artigos do Annus Mirabilis de Einstein e aos Principia Mathematica de Newton .

Motivações

Em 1856, Wilhelm Eduard Weber e Rudolf Kohlrausch realizaram um experimento com um jarro de Leyden e estabeleceram a razão da carga elétrica medida estaticamente para a mesma carga elétrica medida eletrodinamicamente . Maxwell usou essa razão na equação de Isaac Newton para a velocidade do som , aplicada usando a densidade e elasticidade transversal de seu mar de vórtices moleculares. Ele obteve um valor muito próximo da velocidade da luz , medida recentemente por Hippolyte Fizeau . Maxwell então escreveu

"dificilmente podemos evitar a inferência de que a luz consiste nas ondulações transversais do mesmo meio que é a causa dos fenômenos elétricos e magnéticos"

Foi também neste artigo de 1861 que Maxwell introduziu pela primeira vez o termo corrente de deslocamento, que agora está incluído na lei circuital de Ampère . Mas não foi até seu próximo artigo em 1865, " Uma teoria dinâmica do campo eletromagnético ", que Maxwell usou este termo de corrente de deslocamento para derivar a equação de onda eletromagnética .

Impacto

As quatro equações modernas de Maxwell , conforme estabelecidas em uma publicação de Oliver Heaviside em 1884, haviam aparecido todas no artigo de 1861 de Maxwell. Heaviside, no entanto, apresentou essas equações em formato vetorial moderno usando o operador nabla (∇) desenvolvido por William Rowan Hamilton em 1837,

Sobre o trabalho de Maxwell, Albert Einstein escreveu:

"Imagine os sentimentos [de Maxwell] quando as equações diferenciais que ele formulou provaram a ele que os campos eletromagnéticos se espalham na forma de ondas polarizadas e na velocidade da luz! Para poucos homens no mundo essa experiência foi concedida ... Os físicos levaram algumas décadas para compreender todo o significado da descoberta de Maxwell, tão ousado foi o salto que seu gênio impôs às concepções de seus colegas de trabalho. "

Outros físicos ficaram igualmente impressionados com o trabalho de Maxwell, como Richard Feynman, que comentou:

"De uma visão de longo prazo da história do mundo - vista, digamos, daqui a dez mil anos - pode haver pouca dúvida de que o evento mais significativo do século 19 será julgado como a descoberta de Maxwell das leis do eletromagnetismo. A Guerra Civil Americana chegará à insignificância provinciana em comparação com este importante evento científico da mesma década. "

Charles Coulston Gillispie afirma que o artigo introduziu a palavra " campo " no mundo da física, mas Faraday cunhou o termo pela primeira vez em 1849.

Veja também

Referências

Leitura adicional