MAXWELL

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Maxwell e a Teoria dinâmica do campo eletromagnético
1. James Clerk Maxwell foi um cientista escocês que mostrou que a eletricidade, o magnetismo e a luz faziam parte do mesmo fenômeno físico. É dito que: "Maxwell escreveu suas 4 equações e assim se fez a luz”. Explique o significado dessa afirmação, mostrando as 4 equações de Maxwell e explicando cada uma delas.
As equações de Maxwell são um conjunto de 4 equações, representadas a seguir.
(1) Lei de Gauss: 
(2) Lei de Gauss para o magnetismo: 
(3) Lei de Ampére: 
	
(4) Lei de Faraday: 
Explicação da equação (1): E é o campo elétrico gerado por uma fonte qualquer que esteja no interior de uma região, cuja área é denominada por A. Assim, o primeiro termo calcula o Fluxo elétrico que atravessa a região a ser analisada, então podemos dizer que: 
	Às vezes essa região não possui uma forma pré-estabelecida, com isso fica por sua conta escolher que região é essa, podendo ter o formato que você achar melhor para os cálculos, desde que toda a fonte de campo elétrico. Já o Q é a quantidade de Carga Elétrica total que se encontra no interior da região que escolhemos anteriormente. E 0 é a permissividade no vácuo, sendo um valor que varia conforme o ambiente que estamos estudando.
Quando a situação que estamos estudando, não ocorre no vácuo, o valor da permissividade pode ser dado de duas formas diferentes:
-O valor da permissividade por , representa simplesmente a permissividade do meio.
-O valor da permissividade por r (mais raro), representa a permissividade relativa, onde:
r= 
Explicação da equação (2): Ao invés de trabalharmos com o campo elétrico, estuda-se o campo elétrico com essa equação, basicamente essa é a única diferença para a lei da equação (1).
O termo calcula agora o Fluxo Magnético através da região cuja área é A. 
Na Lei de Gauss para o magnetismo a quantidade de linhas de campo magnético que saem da superfície A é igual à quantidade de linhas de campo magnético que entram em A, com isso não importa o valor do campo magnético e nem mesmo a forma da região que escolhemos para trabalhar, o Fluxo Magnético, nessa região será sempre nulo. 
 
Explicação da equação (3): A Lei de Ampére nos diz duas coisas importantes. A primeira é que um campo magnético pode ser gerado através de uma corrente, ou soma de correntes, ic. A segunda é que um campo elétrico que varie com o tempo também é uma fonte de campo magnético. 
O termo 0 da equação é a permeabilidade magnética que varia de acordo com o ambiente a ser estudado. No vácuo, a permeabilidade magnética vale 
Há uma relação importante entre a permeabilidade magnética no vácuo e a permissividade no vácuo, esta relação é a seguinte: 
C é a velocidade da luz no vácuo valendo aproximadamente 3x108m/s. 
Quando a situação que estamos estudando não ocorre no vácuo, a relação à cima se torna: 
Sendo v a velocidade da luz no meio em que estamos estudando.
A integral de linha calcula o Fluxo Magnético que passa através de uma curva l, gerado por todas as correntes ic que são envolvidas por l.
Explicação da equação (4): 
A Lei de Faraday nos mostra que a variação de um campo magnético produz um campo elétrico, com isso, essa mesma variação do campo magnético induz uma força eletromotriz , nas proximidades. 
A Lei de Faraday é parecida com a Lei de Ampère, ma agora calcula-se a integral de linha do campo elétrico ao longo da curva de comprimento l. 
2. Sabe-se que um material pode se movimentar sem ter contato físico com outro material, pois existem forças que interagem à distância. Isso é possível devido à presença de campos eletromagnéticos, por exemplo. Como Maxwell definia o campo eletromagnético? Há ondas eletromagnéticas no vácuo? Justifique.
Maxwell se baseou nas equações dos cientistas Coulomb, Ampere, Gauss e Faraday para definir o campo eletromagnético. Viu estas equações com uma nova visão formando um conjunto de quatro equações que demonstraram a interação entre o campo elétrico e campo magnético e suas relações com a voltagem e a corrente elétrica. Estas equações são a base do eletromagnetismo e passaram a ser conhecidas como equações de Marxwell.
3. De acordo com o primeiro vídeo, Maxwell não se limitou ao Eletromagnetismo em seus estudos. A quais outras áreas da Física ele se dedicou?
Dedicou-se à matemática, eletricidade e comprovação da estabilidade dos anéis de Saturno. 
Fez sua mais importante publicação, o livro “A Treatise on Electricity & Magnetism”, onde ele demonstra matematicamente as leis empíricas do eletromagnetismo, ficando conhecida como equações de Maxwell, logo após a publicação de seu livro, Maxwell se dedicou a edição de obras que envolviam matemática e eletricidade experimental, publicando seu livro sobre o assunto no mesmo ano de sua morte, em 1979.
As teorias matemáticas de Maxwell eram muito avançadas e em um concurso que tinha por objetivo descobrir a composição dos anéis de saturno, Maxwell descreveu matematicamente a condição perfeita de estabilidade dos anéis, sendo esta teoria confirmada como correta quase cem anos após ele apresentá-la.