Cap1

Cap´ıtulo 1

Campo El´ etrico 1.1

Prel´ udio • O Eletromagnetismo ´e o estudo i) da gera¸ca
˜o e da propaga¸ca
˜o de campos el´etricos e magn´eticos por cargas el´etricas e ii) da dinˆ amica de cargas em resposta a estes campos.
• A gera¸c˜ ao de campos por cargas ´e descrita pelas Equa¸ c˜ oes de Maxwell e, em casos particulares, por leis simples como a Lei de Coulomb e a Lei de Biot-Savart.
• Uma vez criados, os campos se propagam como ondas no espa¸co com uma velocidade constante e igual ` a velocidade da luz.
• Na presen¸ca de campos el´etricos e magn´eticos, cargas sofrem for¸cas el´etricas e magn´eticas de acordo com a For¸ ca de Lorentz.
• Todos os fenˆomenos eletromagn´eticos s˜ao descritos de uma forma ou outra pelas Equa¸c˜oes de
Maxwell e pela For¸ca de Lorentz. Elas, respectivamente, dizem `as cargas como gerar campos, e aos campos como afetar as cargas.
• O eletromagnetismo tem grande importˆancia pr´ atica, pois as intera¸c˜oes eletromagn´eticas descrevem ´ atomos, mol´eculas, propriedades dos materiais, aparelhos eletrˆonicos, etc.
• Na F´ısica, busca-se a unifica¸ c˜ ao de leis fundamentais, o que significa que leis descrevendo fenˆomenos aparentemente distintos podem ser combinadas em uma descri¸c˜ao mais ampla e u ´nica dos fenˆomenos. O eletromagnetismo ´e o grande exemplo de unifica¸c˜ao de leis f´ısicas.
• Veremos que fenˆomenos el´etricos e fenomˆenos magn´eticos, iniciamente pensados como distintos, est˜ ao na verdade relacionados por um u
´nico formalismo, o Eletromagnetismo. Essa
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unifica¸c˜ ao vai al´em desses fenˆomenos, e unifica tamb´em a Otica como parte do eletromagnetismo. Como veremos, a luz nada mais ´e do que ondas de campos eletromagn´eticos se auto-criando e propagando; por isso chamamos a luz de radia¸ca
˜o eletromagn´etica. Essa unifica¸c˜ao gerou um grande debate no final do s´eculo XIX: se os campos se propagam com a velocidade da luz, com rela¸c˜ao a que referencial deve ser medida essa velocidade? Essa quest˜ao foi o