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James Clerk Maxwell
13 de junho de 1831 – Edimburgo – Escócia
5 de novembro de 1879 – Cambridge – Inglaterra
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Maxwell foi um dos maiores cientistas do século XIX. Ele é conhecido pela formulação da teoria eletromagnética e por fazer a conexão entre luz e ondas eletromagnéticas. Fez também importantes contribuições em matemática, astronomia e engenharia. É considerado por muitos como o pai da física moderna .
Nasceu em Edimburgo, na Escócia, em 1831. Mesmo tendo estudado a maior parte de sua vida em Londres, Maxwell sempre visitava sua família nos montes da Escócia. Ainda criança, Maxwell era fascinado por geometria e objetos mecânicos. Quando tinha 14 anos, ele publicou seu primeiro trabalho científico sobre curvas ovais e elipses que ele mesmo desenhava. Maxwell continuou a publicar trabalhos numa variedade enorme de assuntos. Esses tratavam sobre matemática, a percepção humana das cores, a teoria cinética dos gases, a dinâmica do movimento de um pião, bolhas de sabão e muitos outros.
Maxwell começou seus estudos universitários na Universidade de Edimburgo. Em 1850 mudou-se para a Universidade de Cambridge (Inglaterra) e, após concluir seu curso, tornou-se professor de filosofia natural no “Marischal College” em Alberden, até 1860. Ele então se mudou para Londres para se tornar professor de filosofia natural e astronomia no “King's College”. Em 1865 seu pai morreu e ele retornou para a casa de sua família na Escócia e dedicou seu tempo à pesquisa. Em 1871 aceitou a posição de primeiro professor de física experimental na Universidade de Cambridge onde fundou o mundialmente conhecido Laboratório Cavendish, em 1874.
Enquanto estava em Alberden, Maxwell foi desafiado pelo Prêmio Adams de 1857: O movimento dos anéis de Saturno. Ele já tinha previamente pensado e teorizado sobre a natureza dos anéis quando tinha apenas 16 anos de idade. Ele decidiu competir pelo prêmio e, nos dois anos seguinte, dedicou seu tempo para desenvolver a teoria física que explica a composição dos anéis. Ele então pode demonstrar, por pura lógica matemática, que a estabilidade dos anéis poderia ser alcançada se eles fossem constituídos por um conjunto enorme de pequenas partículas. Sua teoria venceu e, mais importante que isso, quase 100 anos depois a Voyager 1 confirmou que ele estava certo.
Muito da moderna tecnologia atual foi desenvolvida através dos princípios básicos da teoria eletromagnética desenvolvida por Maxwell. O campo da eletrônica, incluindo o telefone, rádio, televisão e radar, são derivados diretamente de sua formulação da teoria eletromagnética. Enquanto Maxwell trabalhava pesado nos estudos das descobertas anteriores sobre eletricidade e magnetismo ele também deu um passo significante unificando essas duas teorias e a luz. Seu trabalho revolucionário levou ao desenvolvimento da física quântica em 1900 e a teoria da relatividade de Einstein.
Maxwell começou seus trabalhos em eletromagnetismo ampliando as teorias de Faraday sobre eletricidade e as linhas de força magnéticas. Ele então começou a ver conexões nas abordagens de Faraday, Riemann e Gauss. Como resultado, foi capaz de formular a teoria mais elegante da física até então. Usando quatro equações, ele descreveu e quantificou as relações entre magnetismo, eletricidade e propagação da luz. São as famosas Equações de Maxwell. |
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A conexão dos fenômenos eletromagnéticos com a luz veio de forma extraordinária. Após montar as quatro equações e trabalhar extensivamente nelas, Maxwell viu que elas possibilitavam a existência de uma onda eletromagnética e calculou qual deveria ser a sua velocidade. Para a sua grande surpresa os resultado por ele obtido através de contas teóricas batiam com os dados experimentais da velocidade de luz!!! |
Esse foi um feito importantíssimo, pois não apenas unificava eletricidade e magnetismo, mas também a óptica.
Maxwell também descreveu as propriedades termodinâmicas das moléculas de gás usando mecânica estatística. Seus contributos para a teoria cinética dos gases incluem a demonstração de que a temperatura e o calor são causados pela agitação molecular. Ele foi o primeiro a aplicar a teoria de probabilidade e estatística para descrever mudanças de temperatura no nível molecular. Sua teoria é ainda largamente utilizada por cientistas como um modelo para gases rarefeitos e plasmas.
Maxwell também contribuiu para o desenvolvimento da fotografia colorida. Suas análises da percepção da cor levou à invenção do processo tricromátrico. Usando filtros vermelhos, verdes e azuis ele criou a primeira fotografia colorida.
O maior dom de Maxwell era em aplicar o pensamento matemático para resolver problemas teóricos complexos. As suas equações do eletromagnetismo são um exemplo perfeito de como a matemática pode ser usada para dar uma explicação simples e elegante dos mistérios do universo.
Maxwell continuou seus trabalhos no laboratório Cavendish até que a doença o forçou a abandonar em 1879, ano em que veio a falecer.
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