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Ondas eletromagnéticas

1865
  • James Clerk Maxwell (prediction)
  • Heinrich Hertz (demonstration)
Laboratory experiment demonstrating electromagnetic waves with oscilloscope and equations.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

As ondas eletromagnéticas são perturbações do campo eletromagnético que se propagam pelo espaço, transportando energia. Elas são criadas pela aceleração de cargas elétricas e consistem em oscilações perpendiculares e sincronizadas de campos elétricos e magnéticos. No vácuo, elas viajam à velocidade da luz, [latex]c[/latex]. O espectro eletromagnético abrange ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, ultravioletaRaios X e raios gama.

A existência de ondas eletromagnéticas foi uma consequência teórica direta das equações de Maxwell. Manipulando as equações para uma região do espaço sem cargas ou correntes, pode-se derivar a equação de onda para os campos elétrico e magnético. Para o campo elétrico, essa equação é [latex]nabla^2 mathbf{E} = mu_0 varepsilon_0 frac{partial^2 mathbf{E}}{partial t^2}[/latex]. Esta é a forma matemática padrão de uma equação de onda, onde a velocidade de propagação é dada por [latex]v = 1/sqrt{mu_0 varepsilon_0}[/latex]. Usando os valores determinados experimentalmente para a permeabilidade do vácuo ([latex]mu_0[/latex]) e a permissividade ([latex]varepsilon_0[/latex]), calculou-se que essa velocidade é igual à velocidade da luz, [latex]c[/latex].

Essa unificação teórica foi uma conquista monumental, comprovando que a luz é um fenômeno eletromagnético. Essas ondas são transversais, o que significa que as oscilações dos campos elétrico e magnético são perpendiculares entre si e também perpendiculares à direção de propagação da energia. A confirmação experimental veio na década de 1880, quando Heinrich Hertz gerou e detectou ondas de rádio em seu laboratório, verificando a previsão de Maxwell e abrindo caminho para a comunicação via rádio e todas as tecnologias sem fio subsequentes.

UNESCO Nomenclature: 2205
Eletricidade e Magnetismo

Tipo

Fenômeno físico

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Equações de Maxwell
  • Teoria ondulatória da luz (Huygens, Young, Fresnel)
  • Experimentos sobre eletricidade e magnetismo por Faraday e Ampère
  • Medição precisa da velocidade da luz por Fizeau e Foucault

Aplicações

  • todas as formas de comunicação sem fio
  • exames de imagem médica (raios-x)
  • aquecimento (micro-ondas)
  • sensoriamento remoto e astronomia
  • visão e óptica
  • espectroscopia
  • radar

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: onda eletromagnética, radiação eletromagnética, velocidade da luz, equações de Maxwell, Hertz, espectro, luz, ondas de rádio, onda transversal, fóton.

Contexto histórico

Ondas eletromagnéticas

1859
1860
1861
1865
1869
1871
1876
1854
1859
1861
1865
1868
1870
1873
1877

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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