James Clerk Maxwell

James Clerk Maxwell foi um dos principais cientistas do século XIX. Sua teoria atualmente é conhecida como o eletromagnetismo clássico. Contudo, as quatro equações não foram escritas por ele.

James Clerk Maxwell foi um cientista escocês. Dentre seus feitos, ele é responsável pela teoria do eletromagnetismo, atualmente aceita pela comunidade científica. Contudo, esse cientista trabalhou em outras áreas da Ciência e da Matemática. Veja sua biografia, frases e mais.

Biografia

Fonte: Wikimedia

James Clerk Maxwell (1831-1879) foi um cientista escocês que trabalhou no campo da Física teórica. Esse cientista nasceu em Edimburgo, na Escócia, no ano de 1831. Sua família possuía diversos privilégios financeiros e sociais. Afinal, sua família paterna era detentora de títulos de barões. Além disso, o sobrenome Maxwell foi adicionado à família após o pai de James herdar uma propriedade dessa família.

Devido aos seus privilégios financeiros, James Maxwell teve acesso à boa educação. Ademais, por volta dos 10 anos, Maxwell teve contato com uma demonstração da propulsão elétrica. Isso teve sérias implicações sobre o garoto. Aos 16 anos, Maxwell ingressou na Universidade de Edinburgo.

Durante a vida na universidade, Maxwell não teve aulas que exigiam muito de sua capacidade. Contudo, teve contato com experimentos de química, eletricidade e magnetismo. Próximo aos 20 anos, ele se mudou para a Universidade de Cambridge.

Vida adulta

Durante sua carreira acadêmica, Maxwell passou por diversas universidades. Por exemplo, entre 1850 e 1856, ficou em Cambridge. Já entre 1856 e 1860, passou pela Marischal College. Por fim, entre 1860 e 1865, ficou no King’s College. Esse último local foi onde ele teve seu período mais produtivo. Além disso, nessa universidade suas pesquisas sobre eletromagnetismo foram mais frutíferas.

Nessa época, Maxwell assistia palestras na Royal Institution. Nesse local, ele teve contato com Michael Faraday (1791-1867). O qual já era considerado um homem idoso, visto que 40 anos separavam os dois. Além disso, Faraday já demonstrava sinais de senilidade. Contudo, a relação entre os dois sempre foi de respeito mútuo.

Nesse período, inclusive, Maxwell produziu dois trabalhos que foram marcantes para sua teoria eletromagnética. Os trabalhos discutiam sobre a indução eletromagnética e corrente de deslocamento.

James Clerk Maxwell faleceu em Cambridge, no ano de 1879, devido a um câncer abdominal. Ele tinha 48 anos.

Maxwell e o eletromagnetismo

Atualmente, a teoria eletromagnética aceita pela comunidade científica é atribuída a James Clerk Maxwell. Contudo, a teoria estudada nos dias contemporâneos não foi escrita por ele. Isso acontece por diversos motivos.

Por exemplo, originalmente, o cientista escocês propôs 18 equações para estudar a interação entre eletricidade e magnetismo. Contudo, isso dificultava muito o entendimento dos fenômenos. Dois de seus seguidores foram os principais responsáveis por resumir tais equações nas chamadas quatro equações de Maxwell.

A teoria maxwelliana foi proposta em dois livros. Os quais, em tradução livre, chamam-se Um tratado sobre eletricidade e magnetismo. Além disso, é comum atribuir a Maxwell a ideia de campos elétricos e magnéticos interagindo com a matéria. Contudo, é de extrema importância lembrar que a teoria maxwelliana foi concebida assumindo um meio interagente entre os entes físicos.

Maxwell propôs que a interação entre eletricidade e magnetismo deveria acontecer por meio da interação da matéria com um éter luminífero. Esse ente físico deveria intermediar a interação. Dessa forma, a interação seria entre matéria. Contudo, atualmente, assume-se que não há o éter. Dessa forma, a interação se dá por meio de campos no vácuo. Ou seja, assume-se que um ente puramente matemático interage com a matéria.

5 frases de Maxwell

Diversos personagens históricos possuem frases célebres. Contudo, muitas frases atribuídas à pessoas famosas não foram ditas por elas. Dessa maneira, com Maxwell não é diferente. Assim, veja cinco frases que estão presente em sua obra mais famosa:

  1. Grande progresso tem sido feito na ciência elétrica, principalmente na Alemanha, pelos cultivadores da teoria de ação a distância.
  2. O grande sucesso obtido por estes homens [os defensores da ação a distância] eminentes na aplicação matemática aos fenômenos elétricos fornece peso adicional à sua teoria.
  3. De um ponto de vista filosófico, além disto, é extremamente importante que os dois métodos [ação a distância e ação intermediada] sejam comparados, ambos os quais tiveram sucesso na explicação dos principais fenômenos […].
  4. […] ver que há uma outra maneira de tratar o assunto, que não é menos apta a explicar os fenômenos e que […] corresponde, como penso, mais fielmente ao nosso conhecimento atual […]
  5. […] enquanto que ao mesmo tempo as concepções fundamentais sobre o que de fato acontece, assim como a maioria das concepções secundárias das quantidades envolvidas, são radicalmente diferentes.

Essas frases estão presentes no prefácio de um dos volumes do tratado de Maxwell. É possível ver que Maxwell respeitava teorias de ação a distância, apesar de suas diferenças filosóficas.

Vídeos sobre James Clerk Maxwell

Para aprofundar mais seus conhecimentos sobre esse cientista, assista aos vídeos selecionados. Dessa maneira, veja mais sobre James Clerk Maxwell:

Biografia de Maxwell

O canal Mundo da Ciência conta um pouco sobre a vida e a obra de Maxwell. Para isso, o vídeo trata de assuntos relacionados, principalmente, aos feitos matemáticos do cientista. Por exemplo, seus feitos no campo da termodinâmica, os quais não são tão conhecidos.

As equações de Maxwell

Atualmente, atribui-se a Maxwell quatro equações. Tais equações são as principais do eletromagnetismo clássico. Para entendê-las, veja o vídeo do canal Ciência Todo Dia. Nesse vídeo, Pedro Loos fala de cada uma delas e de suas consequências. Além disso, o divulgador científico fala sobre as suas interpretações qualitativas.

História do eletromagnetismo

O eletromagnetismo é um ramo da física relativamente novo. Afinal, na natureza, existem dois tipos de fenômenos: os elétricos e os magnéticos. Contudo, a teoria atualmente aceita, relaciona essas duas classes em uma só. Isto é, o eletromagnetismo. Para entender a história dessa área da Física, veja o vídeo do canal Ciência Todo Dia.

James C. Maxwell foi um dos maiores cientistas de sua época. Contudo, sua obra não era amplamente aceita por todos os seus contemporâneos. Para que isso acontecesse foi necessário que seus seguidores reformulassem e adaptassem sua teoria. Atualmente, sua obra foi adaptada e podem ser resumidas àsequações de Maxwell.

Referências

Eletrodinâmica de Weber(1995) – ASSIS, A. K. T.
A Treatise on electricity & magnetism: Volumes 1 & 2 (1954) – MAXWELL, J. C.
Os seguidores de Maxwell (2015) – HUNT. B. J.

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. James Clerk Maxwell. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/james-clerk-maxwell. Acesso em: 27 de November de 2021.

Exercícios resolvidos

1. [UFPR]

O século XIX foi de extrema importância para o desenvolvimento da física. A partir das experiências pioneiras de alguns físicos, entre eles Coulomb e Oersted, a vida do ser humano começou a mudar radicalmente. Era o eletromagnetismo tomando sua forma e finalmente se materializando nos trabalhos de Maxwell, Faraday, Lenz, Ampere e outros. Nos dias de hoje, o eletromagnetismo é uma das bases científicas da vida moderna, fundamentando o funcionamento de dispositivos tão simples como uma lâmpada ou tão sofisticados como computadores e telefones celulares. Com relação ao eletromagnetismo, considere as seguintes afirmativas:

1. Um corpo eletricamente carregado possui excesso de cargas elétricas de um dado sinal. Tais cargas elétricas dão origem a um campo vetorial conhecido como campo elétrico, cujas linhas de campo começam ou terminam nessas cargas elétricas.
2. Para aproximar duas cargas elétricas de mesmo sinal com velocidade constante deve-se, necessariamente, aplicar uma força. Nesse processo, a energia potencial elétrica do sistema diminui.
3. Uma espira circular percorrida por corrente elétrica comporta-se como um ímã, apresentando dois polos, um norte e um sul. O sentido do campo magnético produzido é definido pelo sentido da corrente que circula na espira.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.
c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
d) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.

Alternativa correta: D

A afirmativa 2 está incorreta porque no processo descrito, a energia potencial do sistema aumentará.

2. [UEPG]

O físico escocês James Clerk Maxwell (1831-1879) foi um dos responsáveis pela descrição teórica e matemática do eletromagnetismo. Com suas equações, foi possível prever a existência de ondas eletromagnéticas. OS diversos tipos de ondas eletromagnéticas recebem diferentes nomes, conforme os intervalos de frequência ou de como são produzidas. Sobre o espectro eletromagnético, assinale o que for correto.

01) O único tipo de radiação eletromagnética vinda do Sol que ultrapassa a atmosfera terrestre é a do tipo infravermelha, responsável por sentirmos o calor do Sol.
02) Raios X e raios gama são exemplos de radiações ionizantes, pois são capazes de alterar a estrutura da molécula e átomos.
04) As ondas eletromagnéticas possuem no vácuo uma velocidade de propagação de aproximadamente 3 x 108 m/s.
08) Uma onda eletromagnética com comprimento de onda de 750 x 10-9 m teŕa uma frequência de 4 x 10 14 Hz, no vácuo.

Alternativas corretas: 02+04+08 = 14

A alternativa 01 está incorreta porque praticamente todo o espectro da radiação emitida pelo Sol atravessa a nossa atmosfera. As exceções são a radiação ultravioleta quando é filtrada pela camada de ozônio e partículas carregadas que são desviadas para os polos da Terra, causando as auroras austrais e boreais.

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