Leis de Maxwell e ondas eletromagnéticas

6 de fevereiro, 2014 às 12:30 | Postado em Eletromagnetismo, Radiação, Relatividade

Professor, sua resposta  apresenta brilhantemente como se determinou o valor da velocidade da luz (Como a luz viaja a 300.000 km/s?). Mas, entendi que a pergunta é sobre os meios que permitem que a luz (e as demais ondas eletromagnéticas) possam atingir  tal velocidade.

O que faz estes campos estarem sempre em fase, juntos, não é a pela indução eletromagnética, proposta por Faraday?

 

Como é bem sabido Maxwell obteve das Leis do Eletromagnetismo (Leis de Maxwell) a “equação da onda” e tal implicava teoricamente na existência de ondas eletromagnéticas. Ao calcular a rapidez (velocidade) com a qual a onda eletromagnética se propagaria encontrou um valor consistente com as melhores determinações da velocidade da luz até então (medidas do Fizeau). Cogitou então que a luz pudesse ser uma onda eletromagnética. Em 1862 James Clerk Maxwell afirmou:

A velocidade das ondas transversais em nosso meio hipotético, calculada a partir dos experimentos electromagnéticos dos Srs. Kolhrausch e Weber, concorda tão exatamente com a velocidade da luz, calculada pelos experimentos óticos do Sr. Fizeau, que é difícil evitar a inferência de que a luz consiste nas ondulações transversais do mesmo meio que é a causa dos fenómenos elétricos e magnéticos.

Da “equação da onda” de Maxwell decorre que no vácuo as vibrações senoidais no tempo e no espaço dos dois campos acontecem em fase, em direções ortogonais, transversais à direção de propagação da onda. Portanto todas as propriedades das ondas eletromagnéticas decorrem das Leis de Maxwell (vide Campos eletromagnéticos NÃO são produzidos por outros campos: as fontes de campos eletromagnéticos são sistemas materiais carregados!).

 Se tais propriedades são intuitivas ou não, é irrelevante teoricamente. Explicamos algo quando DEDUZIMOS tal propriedade, ente, processo, …, de um corpo de premissas mais fundamentais (os princípios, as leis, os axiomas do sistema teórico). Desta forma as ondas eletromagnéticas são total e completamente explicadas (deduzidas) das Leis de Maxwell.

Sabe-se também que muito tempo passou entre a previsão (1862) e a obtenção (1882), geração e detecção de ondas eletromagnéticas (ondas de rádio), por  Heinrich Hertz.

Nota-se também na citação de 1862 de Maxwell que ele acreditava na necessidade de um meio para propagar as ondas! Este meio que preenchia o “vácuo” interplanetário e intersideral  foi denominado de “éter luminífero”.  Muitas tentativas de detecção do éter aconteceram, mesmo depois do advento da Teoria da Relatividade Especial (1905), teoria esta que “engavetou” o éter, isto é,  passou sem a necessidade da existência do  éter.

O éter era um meio material “estranho” pois deveria ser sólido (somente sólidos propagam ondas elásticas transversais) e extremamente rarefeito pois não produzia frenagem de maneira perceptível no movimento dos planetas através dele.

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