Física, Matemática, Músicas, Filmes e Atualidades: Como era a Física no final do século 19

segunda-feira, 20 de janeiro de 2020

Como era a Física no final do século 19

Ao final do século 19, todo o conhecimento de Física até então acumulado, classificado por nós hoje de física clássica, era subdividido em cinco grandes blocos:

É mais ou menos o somatório daquilo que tradicionalmente se estuda até o final do programa da terceira série do ensino médio. No entanto, é preciso ficar muito claro que o nível era muito mais profundo. Os conceitos são basicamente os mesmos, mas os físicos já conheciam uma matemática mais poderosa para analisar os fenômenos estudados.

Também é preciso restaurar aqui o clima de extremo sucesso da Física naquele momento.

1. Na Mecânica

Havia uma precisão enorme nos cálculos da mecânica clássica. A astronomia foi plenamente favorecida com esse fato, pois os movimentos planetários podiam ser explicados com enorme grau de acuidade. O planeta Netuno, por exemplo, teve sua existência prevista teoricamente antes de ser observado pela primeira vez em 1846, por Johann Cottfried Galle (1812-1910), astrônomo alemão.

A hidrodinâmica e a aerodinâmica também podiam estudar e descrever bem os movimentos dos líquidos e dos gases. A construção de submarinos e balões, por exemplo, dava a mostra de como a teoria se transformava em prática rapidamente. Em 1891 aconteceu o vôo de Otto Lilienthal (1848-1896), engenheiro e inventor alemão, com uma espécie de asa-delta.

Movimentos complexos de rotação de corpos rígidos, como peões e giroscópios, também eram bem explicados.

A mecânica analítica foi criada, apresentando um formalismo diferente e mais poderoso do que aquele que existia na época de Isaac Newton (1642-1727).

2. Na Óptica

A óptica geométrica estava bastante desenvolvida. Do estudo da luz e da conjugação de imagens por instrumentos surgiu a ideia de fixar uma imagem, o que levou à invenção da fotografia pelo francês Louis Jacques Mande Daguerre (1787-1851). Da imagem estática da fotografia para a imagem em movimento do cinema foi uma passagem natural, porém um salto tecnológico razoável.

Nessa época, praticamente todos os cientistas interpretavam a luz como uma onda eletromagnética.

3. Na Ondulatória

Fenômenos de difração e interferência eram bastante conhecidos e entendidos, já se conhecia a radiação infravermelha e a ultravioleta e já se sabia que eram muito semelhantes à luz, porém invisíveis. A luz e o som eram estudados sob conceitos de uma teoria ondulatória.

Os trabalhos do francês Augustin Fresnel (1788-1827) e do inglês Thomas Young (1773-1829) mostraram que a teoria corpuscular da luz deveria ser substituída pelo modelo ondulatório que se tornou uma unanimidade entre os pesquisadores. Para o estudo dos fenômenos ondulatórios da luz foram desenvolvidos métodos matemáticos bastante sofisticados.

A invenção do fonógrafo pelo americano Thomas A. Edison (1847-1931), uma espécie de gravador e reprodutor de sons, mostrava que, assim como já se fazia com a luz, agora era a vez de registrar as ondas de som.

4. Na Termofísica

já se sabia como transformar calor em trabalho e as primeiras máquinas térmicas surgiam tomando o lugar do trabalho humano ou animal. Trens e navios foram equipados com essas máquinas. Também foram construídos os primeiros automóveis movidos a vapor.

Na termodinâmica, a teoria cinética dos gases revelava a íntima relação entre temperatura e energia cinética das partículas. A física estatística dava seus primeiros passos, tratando com muito sucesso os gases como amostras de inúmeras partículas (moléculas) com base em leis probabilísticas.

5. No Eletromagnetismo

Fenômenos ligados à eletricidade e ao magnetismo também tinham sido estudados e muito bem interpretados. A invenção da pilha elétrica pelo italiano Alessandro Volta (1745-1827) é um importante marco histórico.

A descoberta dos efeitos magnéticos da eletricidade pelo físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1777-1851) e também do oposto, dos efeitos elétricos do magnetismo pelo inglês Michael Faraday (1791-1867), ensaiava os primeiros passos da unificação da eletricidade com o magnetismo.

Surgem as primeiras usinas de geração de energia elétrica e a iluminação com lampiões a gás começa a ser substituída por lâmpadas elétricas. Surgem também os grandes faróis aplicados à navegação e também a iluminação de alta potência utilizada em grandes cidades.

Na área das telecomunicações, a eletricidade provoca enorme avanço com a invenção do telégrafo com fio. Os continentes europeu e americano são unidos por cabos submarinos que atravessam o Oceano Atlântico. Daí para a invenção do telefone, atribuído inicialmente a Graham Bell, foi outro grande salto tecnológico bem-sucedido.

Mas a unificação dos fenômenos elétricos e magnéticos só fica bem evidente a partir do trabalho de james Clerck Maxwell (1831-1879) que descreve, de forma compacta e elegante, todo o comportamento da eletricidade e do magnetismo em quatro equações, dando início à teoria eletromagnética ou eletromagnetismo.