Michael Faraday (1791-1867) é provavelmente mais conhecido pela sua descoberta da indução eletromagnética, suas contribuições para a engenharia elétrica e da eletroquímica ou devido ao fato de que ele foi responsável por introduzir o conceito de campo na física para descrever a interação eletromagnética. Mas talvez não seja tão sabido que ele também fez contribuições fundamentais para a teoria eletromagnética da luz.,em 1845, apenas 170 anos atrás, Faraday descobriu que um campo magnético influenciou a luz polarizada – um fenômeno conhecido como efeito magneto-óptico ou efeito Faraday. Para ser preciso, ele descobriu que o plano de vibração de um feixe de luz linearmente polarizada incidente em um pedaço de vidro rodado quando um campo magnético foi aplicado na direção da propagação do feixe. Esta foi uma das primeiras indicações de que o eletromagnetismo e a luz estavam relacionados., No ano seguinte, em maio de 1846, Faraday publicou o artigo “Thoughts on Ray Vibrations”, uma publicação profética na qual ele especulou que a luz poderia ser uma vibração das linhas elétricas e magnéticas de força.

de Faraday caso não é comum na história da física: apesar de sua formação foi muito básico, as leis da eletricidade e magnetismo são devido muito mais ao de Faraday achados experimentais do que a de qualquer outro cientista., Ele descobriu a indução eletromagnética, que levou à invenção do dínamo, o precursor do gerador elétrico. Ele explicou eletrólise em termos de instalações eléctricas de força e também introduziu conceitos como o de campo e linhas de força, que não só foram fundamentais para a compreensão elétricos e magnéticos interações, mas também formaram a base dos avanços na física.Michael Faraday nasceu no sul de Londres, filho de uma família humilde. A única educação formal básica que recebeu foi em leitura, escrita e aritmética quando criança., Deixou a escola aos treze anos e começou a trabalhar numa livraria. Sua paixão pela ciência foi despertada pela descrição da eletricidade que ele leu em uma cópia da Encyclopædia Britannica que ele estava ligando, após o que ele começou a experimentar em um laboratório improvisado. Faraday foi contratado em 1813 como Humphry Davy do laboratório assistente no Royal Institution em Londres, onde foi eleito membro em 1824 e, onde trabalhou até sua morte, em 1867, primeiro como assistente de Davy, em seguida, como seu colaborador, e, finalmente, após a morte de Davy, como seu succesor., Faraday causou tal impressão em Davy que, quando este último foi questionado sobre sua maior descoberta, Davy respondeu: “Minha maior descoberta foi Michael Faraday”. Em 1833 tornou-se o primeiro professor Fulleriano de Química na Royal Institution. Faraday também é reconhecido como um grande popularizador da ciência. Em 1826 Faraday estabeleceu os discursos de sexta-feira à noite na Royal Institution, que são um canal de comunicação entre cientistas e leigos., No ano seguinte, ele lançou as palestras de Natal para jovens-agora transmitidas na televisão nacional todos os anos -, uma série cujo objetivo é apresentar a ciência ao público em geral. O próprio Faraday deu muitas dessas palestras. Ambos continuam até hoje.

Faraday fez sua primeira descoberta do eletromagnetismo em 1821., Ele repetiu o experimento de Oersted colocando um pequeno Íman em torno de um fio de transporte de corrente e verificou que a força exercida pela corrente no íman era circular. Como ele explicou anos mais tarde, o fio foi cercado por uma série infinita de linhas circulares concêntricas de força, que ele denominou o campo magnético da corrente. He took the work of Oersted and Ampère on the magnetic properties of electrical currents as a starting point and in 1831 achieved an electrical current from a changing magnetic field, a phenomenon known as electromagnetic induction., Ele descobriu que quando uma corrente elétrica foi passada através de uma bobina, outra corrente muito curta foi gerada em uma bobina próxima. Esta descoberta marcou um marco decisivo no progresso não só da ciência, mas também da sociedade, e é usada hoje para gerar eletricidade em grande escala em Centrais Elétricas. Este fenômeno revela algo novo sobre campos elétricos e magnéticos., Ao contrário dos Campos eletrostáticos gerados por cargas elétricas em repouso cuja circulação ao longo de um caminho fechado é zero (um campo conservador), a circulação de campos elétricos criados por campos magnéticos está ao longo de um caminho fechado diferente de zero. Esta circulação, que corresponde à força eletromotriz induzida, é igual à taxa de mudança do fluxo magnético que passa através de uma superfície cujo limite é um laço de fio (lei de indução de Faraday)., Faraday inventou o primeiro motor elétrico, o primeiro transformador elétrico, o primeiro gerador elétrico e o primeiro Dínamo, até que Faraday pode ser chamado, sem dúvida, o pai da engenharia elétrica.Faraday abandonou a teoria dos fluidos para explicar a eletricidade e o magnetismo e introduziu os conceitos de linhas de campo e campo, afastando-se da explicação mecanicista de fenômenos naturais como as ações de Newton-a-distância., A introdução de Faraday do conceito de campo na física é talvez a sua contribuição mais importante e foi descrita por Einstein como a grande mudança na física porque ela forneceu eletricidade, magnetismo e óptica com um quadro comum de teorias físicas. No entanto, as linhas de força de Faraday não foram aceitas até vários anos depois, quando James Clerk Maxwell entrou na imagem.,como observado no início deste artigo, outro efeito, talvez menos conhecido, descoberto por Faraday foi a influência de um campo magnético na luz polarizada, um fenômeno conhecido como efeito Faraday ou efeito magneto-óptico. A mente inquisitiva de Faraday não se contentava em simplesmente descobrir a relação entre eletricidade e magnetismo. Ele também queria determinar se os campos magnéticos tiveram um efeito nos fenômenos ópticos. Ele acreditava na unidade de todas as forças da natureza, e em particular da luz, eletricidade e magnetismo., Em 13 de setembro de 1845 ele descobriu que o plano de polarização da luz linearmente polarizada é girado quando esta luz viaja através de um material ao qual um forte campo magnético é aplicado na direção da propagação da luz., Faraday escreveu no § 7504 de sua Lácteos:

“Hoje trabalhou com linhas de força magnética, passando-os através de diferentes organismos (transparente em diferentes direções) e, ao mesmo tempo, a passagem de um raio de luz polarizada através deles (…) houve um efeito produzido no polarizadas ray, e, portanto, a força magnética e a luz foram provados ter relação uns com os outros”.,

Esta foi certamente a primeira indicação clara de que a força magnética e a luz estavam relacionadas umas com as outras e também mostrou que a luz está relacionada com a eletricidade e o magnetismo. Em relação a este fenómeno de Faraday também escreveu no mesmo parágrafo:

“Este fato provavelmente irá provar extremamente fértil e de grande valor na investigação de ambas as condições de força natural”.

ele não estava errado. Este efeito é uma das pedras angulares da teoria eletromagnética da luz.,

Em uma Instituição Real da Noite de sexta-feira Discurso proferido em abril de 1846, Faraday especulado que a luz pode ser algum tipo de perturbação, propagando-se ao longo das linhas de campo. A verdade é que nesta sexta-feira em particular foi Charles Wheatstone quem estava programado para dar uma palestra em seu cronoscópio. No entanto, no último minuto, Wheatstone teve um ataque de medo do palco e até então Faraday entregou a conversa de Wheatstone., Desde que terminou antes do tempo, ele preencheu os minutos restantes revelando seus pensamentos sobre a natureza da luz. Faraday’s discourse was published the same year in the Philosophical Magazine under the title Thoughts on Ray-Vibrations. Faraday ainda ousou questionar a existência do éter luminífero – uma heresia científica na época -, que era suposto ser o meio para a propagação da luz como tão elegantemente Fresnel havia descrito em sua teoria da onda de luz. Ele propôs que a luz não poderia ser o resultado das vibrações do Éter, mas as vibrações das linhas físicas da força., Faraday tentou deixar de fora o éter, mas manteve as vibrações. Em um tom quase apologético, Faraday termina seu trabalho afirmando:

“eu acho provável que eu tenha cometido muitos erros nas páginas anteriores, pois até mesmo para mim, minhas ideias sobre este ponto aparecem apenas como a sombra de uma especulação”.

no Entanto, esta ideia de Faraday foi recebida com considerável cepticismo e rejeitada por todos, até de Maxwell artigo intitulado ” Uma Dinâmicos Teoria do Campo Eletromagnético) foi publicado em 1865., Neste artigo, Maxwell não só descreve sua teoria eletromagnética seminal da luz –um dos marcos comemorados neste Ano Internacional da luz 2015– mas também atribui as ideias que eventualmente formaram a base de sua teoria aos pensamentos de Faraday sobre vibrações de raios., Na página 466 de seu artigo, e com a modéstia que sempre caracterizou Maxwell, ele se refere ao artigo de Faraday de 1846 da seguinte forma:

“a concepção da propagação de perturbações magnéticas transversais à exclusão das normais é claramente estabelecida pelo Professor Faraday em seus “pensamentos sobre vibrações de raios”. A teoria eletromagnética da luz, proposta por ele , é a mesma em substância que comecei a desenvolver neste artigo, exceto que em 1846 não havia dados para calcular a velocidade de propagação”.,”Faraday descobriu que quando um raio polarizado plano atravessa um meio diamagnético transparente na direção das linhas de força magnética produzidas por ímanes ou correntes na vizinhança, o plano de polarização é causado a rotação”.

In all Michael Faraday is cited six times and mentioned three times in Maxwell’s 1865 paper., No entanto, isso não é surpreendente considerando que uma grande quantidade do trabalho de Maxwell é baseado no trabalho de Faraday e Maxwell modelou matematicamente a maioria das descobertas de Faraday sobre o eletromagnetismo na teoria que conhecemos hoje.as ondas eletromagnéticas sobre cuja existência Faraday especulou em 1846 com seus pensamentos sobre vibrações de raios, e que foram matematicamente preditos por Maxwell em 1865, foram finalmente produzidas em um laboratório por Hertz em 1888. O resto é história., É claro que Maxwell abriu a porta para a física do século XX, mas não é menos claro que Faraday deu a Maxwell algumas das chaves que ele usou.

em 1676 Newton enviou uma carta para seu rival Hooke em que ele escreveu: “Se eu vi mais longe, é por estar sobre os ombros de gigantes” (*). Duzentos e cinqüenta anos depois, durante uma das visitas de Einstein a Cambridge, Reino Unido, alguém comentou: “você fez grandes coisas, mas você está sobre os ombros de Newton”. Einstein respondeu:”Não, eu estou nos ombros de Maxwell”., Se alguém tivesse dito o mesmo a Maxwell, ele provavelmente teria dito que ele estava nos ombros de Faraday.

(*) embora esta frase seja interpretada por alguns autores como uma observação sarcástica dirigida à aparência Corcunda de Hooke, hoje em dia a frase é geralmente usada de uma forma positiva. Agora, o comentário de Newton é uma afirmação de como a ciência é uma série de avanços incrementais, cujo alcance é construído sobre aqueles previamente alcançados (veja, por exemplo, o livro de Stephen Hawking intitulado “On The Shoulds of Giants”).,

Augusto Beléndez

Professor de Física Aplicada da Universidade de Alicante (Espanha) e membro da Real espanhola Physics Society

Bibliografia

• A. Díaz-Hellín, Faraday: El gran cambio en la Física (Nívola. Madrid, 2001).Ordóñez, V. Navarro and J. M. Sánchez Ron, Historia de la ciencia (Espasa Calpe. Madrid, 2013).Forbes and B. Mahon, Faraday, Maxwell, and the Electromagnetic Field: How Two Men Revolutionized Physics (Prometheus Books. New York, 2014).,Zajonc, Catching the Light: The Entwined History of Light and Mind (Oxford University Press. Hawking, On the Shoulds of Giants: The Great Works of Physics and Astronomy (Running Press. Philadelphia, 2002)

Mansuripur, Classical Optics and its Applications (Cambridge University Press. Cambridge, 2002)