Aktif/Pasif Dengesinin Nedenleri ve Sonuçları

A partir do século XIX, a hegemonia dos preceitos mecânicos newtonianos nas explicações dos fenômenos sofre alguns abalos. Destacamos como fator de contribuição, a emergência do eletromagnetismo enquanto nova área do conhecimento. Até então, a eletricidade e o magnetismo eram tratados como áreas distintas, porém, fenômenos observados nos primeiros anos do século XIX, contribuíram para a unificação dessas duas áreas.

Procedendo com investigações em torno do comportamento de materiais magnéticos nas proximidades de circuitos elétricos, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) obteve evidências que contribuiriam para o entendimento da interdependência entre a eletricidade e o magnetismo. Oersted constatou que agulhas imantadas eram desviadas quando colocadas nas proximidades e alinhados com fios percorridos por correntes elétricas29_{. Essa constatação dava indícios de que a influência}

do fluído elétrico transportado pelo fio, transcendia o mesmo.

Para explicar o desvio das agulhas nas proximidades de fios percorridos por correntes, Oersted admitiu que a corrente elétrica produzia turbilhões girando em torno do fio. Tendo em vista que as deflexões das agulhas ocorriam em direção perpendicular ao comprimento longitudinal do fio do circuito elétrico, ele alegou que não seria possível explicar o mencionado fenômeno através de interações de atração e repulsão (MARTINS, 1986).

29_{Algumas const at ações já sugeriam relação entre a eletricidade e o magnetismo, como por exemplo, o}

113 Vale salientar que o estudo da eletricidade teve um grande avanço com o surgimento da pilha, em 1799. Esta foi construída por Alessandro Volta (1745-1827), possibilitando a disponibilização de circuitos com corrente em regime permanente. Até então, os estudos da eletricidade lidavam com pequenas descargas elétricas.

A força magnética produzida pela atuação de uma corrente elétrica sobre um imã produz neste um torque. Essa constatação conflitava com os preceitos newtonianos, para os quais as forças entre objetos materiais serem forças centrais.

O preceito da atuação de forças centrais já havia penetrado no domínio da eletricidade. Em 1785, por exemplo, C. A. Coulomb (1538-1806), utilizando-se de balanças de torção, estabeleceu que as forças entre duas esferas eletrizadas e em repouso relativo entre si, obedeciam à lei do inverso do quadrado da distância entre os seus centros. De acordo com Coulomb, o mesmo princípio se aplicaria ao cálculo de forças entre os pólos magnéticos de imãs distintos, separados por uma distância r (HEERING, 1992). Nesta perspectiva, seria necessário apenas se utilizar o princípio geral, sem a necessidade de se conhecer a causa das forças em si.

Após as contribuições de Oersted, as relações entre a eletricidade e o magnetismo foram se consolidando através de outras evidências. J. B. Biot (1774-1862) e F. Savart (1791-1841), por exemplo, realizaram a mensuração das forças magnéticas produzidas por uma corrente elétrica atuando sobre agulhas imantadas (MARTINS, 1986).

Contribuições para a unificação da eletricidade com o magnetismo também foram desenvolvidas por Michael Faraday (1791-1867). Em meados do século XIX, Faraday defende a idéia de que as forças eletromagnéticas seriam transmitidas por linhas de força. Alegou ainda que as linhas de força possuíam realidade física e ocupavam os espaços entre as cargas elétricas e os pólos magnéticos30_.

Faraday constatou que uma corrente variável em um circuito elétrico, induzia a produção de corrente elétrica em outro circuito localizado nas proximidades. O fenômeno assemelhava-se ao produzido através do movimento de um ímã nas proximidades de um circuito elétrico. Vale salientar que Faraday não desenvolveu nenhum tratamento matemático para este fenômeno, mas, criou um conjunto de imagens

30_{A unificação da eletricidade e do magnetismo não ocorreu sem oposição. Benjamin Francklin (1706-}

114 visando explicá-lo. Nessa perspectiva, Faraday mostra sua divergência com a concepção de ação à distância entre dois corpos.

Com o fenômeno de indução eletromagnética, duas questões significativas à intuição de Faraday foram colocadas em evidência:

a) Se um corpo carregado pode induzir cargas elétricas em outro localizado nas proximidades, não poderia um fio transportando corrente induzir uma corrente em um fio próximo a ele?

b) Se uma corrente elétrica produz efeitos magnéticos (Fm), analogamente, não deveria um imã originar efeitos elétricos, como por exemplo, produzir corrente em um condutor?

Com alguns dos preceitos teóricos do eletromagnetismo constituídos, o físico escocês J. C. Maxwell (1831-1879) empenha-se em assentar o mesmo em fundamentos matemáticos. Maxwell adotou o pressuposto de que as ações elétricas e magnéticas não se transmitiam à distância. Inicialmente, adotou a idéia de linhas de força, as quais possibilitavam uma explicação mecânica para a existência das forças eletromagnéticas31_{. Essa pressuposição de Maxwell encontrou resistência entre os}

adeptos da ação à distância, a qual era aceita sem maiores questionamentos aos preceitos da mecânica newtoniana.

Maxwell também admitia a existência de um meio para a propagação das ondas eletromagnéticas, concepção que era bastante aceita na época. Assim inferiu que as ações eletromagnéticas seriam tensões no meio, ou ao longo das linhas de força. Logo, dedica-se a examinar o meio e as condições de propagação em que as ações eletromagnéticas eram transmitidas, apesar de já ter admitido a existência das linhas de força.

A partir do propósito acima, Maxwell investiga a velocidade de propagação dos distúrbios eletromagnéticos no meio. Obtém como resultado um valor próximo daquele que havia sido obtido por Hyppolite Fizeau (1819-1896) para a velocidade de propagação da luz no ar, ao final da década de quarenta do século XIX. A partir desta constatação, Maxwell conjectura que o meio eletromagnético no qual se propagavam as

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Em seu primeiro artigo, publicado em 1855, “ Sobre as Linhas de Força de Faraday” , M axwell empreende analogias entre os modelos de linhas de força elétrica e magnética com as linhas de corrent e da hidrodinâmica. Nessa relação, a carga positiva funcionava como uma font e e a carga negativa, como um sumidouro.

115 ondas eletromagnéticas seria o éter luminífero. Logo, o meio nos quais se pressupunha que a luz e as ondas eletromagnéticas se propagariam, eram na verdade um único meio.

O conceito de éter como meio de propagação da luz havia sido retomado por Augustin Fresnel (1788-1827), em 1818. Certos experimentos envolvendo a interferência de feixes de luz, realizados por Fresnel e Thomas Young (1773-1829), exigiam a interpretação da luz como fenômeno ondulatório de propagação contínua. A mesma não podia prescindir de um meio para a sua propagação (SHANKLAND, 1964).

Em 1678, o conceito de éter luminífero como meio para a propagação da luz, já havia sido aplicado pela primeira vez à ótica por Christian Huygens (1629-1695). De acordo com a teoria de Huygens, a luz seria uma onda que, igualmente ao som, exige um meio para a sua transmissão.

O valor previsto pelas equações de Maxwell para a velocidade da luz, bem como para as demais ondas eletromagnéticas, valor determinado experimentalmente como sendo aproximadamente de 300 000 km/s, era em relação ao éter. Foi também em relação a esse meio que Maxwell investigou propriedades quantitativas das ondas eletromagnéticas. Assim desenvolveu cálculos de tensão e pressões dos campos elétricos e magnéticos, incluindo a pressão da luz sobre as superfícies materiais.

As equações de Maxwell para o movimento das ondas eletromagnéticas mostraram-se variantes em relação às transformações de Galileu, fundamentadas na adição clássica das velocidades e que se aplicava aos fenômenos mecânicos. Isso evidenciava um conflito que resultou em confronto entre a relatividade galileana e a idéia de referencial absoluto para a propagação da luz através do éter. Essa constatação traz uma nova discussão sobre a equivalência dos referenciais inerciais, como também sobre a validade dos referenciais absolutos.

Tudo isso levou a tentativas de aferir-se a velocidade da Terra em relação ao suposto meio no qual a mesma se movia – o éter. Esta tentativa resultou em várias elaborações experimentais. Para muitos, o éter representava a possibilidade concreta de referencial absoluto, em relação ao qual vigorariam as leis da mecânica newtoniana.

4.3 A Velocidade da Terra em Relação ao Éter e o Interferômetro de Michelson-