James Clerk Maxwell, nasceu em Edimburgo a 13 de Junho de 1831 e perdeu a vida em Cambridge a 5 de Novembro de 1879. Foi um físico e matemático escocês. É mais conhecido por ter dado forma final à teoria moderna do electromagnetismo, que une a electricidade, o magnetismo e a óptica.
Esta é a teoria que surge das equações de Maxwell, assim chamadas em sua honra e porque foi o primeiro a escrevê-las juntando a lei de Ampère, modificada por Maxwell, a lei de Gauss, e a lei da indução de Faraday. Maxwell demonstrou que os campos eléctricos e magnéticos se propagam com a velocidade da luz. Apresentou uma teoria detalhada da luz como um efeito electromagnético, isto é, que a luz corresponde à propagação de ondas eléctricas e magnéticas, hipótese que tinha sido posta por Michael Faraday.
Foi demonstrado em 1864 que as forças eléctricas e magnéticas têm a mesma natureza: uma força eléctrica em determinado referencial pode tornar-se magnética se analisada noutro, e vice-versa. Ele também desenvolveu um trabalho importante em mecânica estatística, estudou a teoria cinética dos gases e descobriu a distribuição de Maxwell-Boltzmann. Seu trabalho em electromagnetismo foi a base da relatividade restrita de Einstein e o seu trabalho em teoria cinética de gases fundamental ao desenvolvimento posterior da mecânica quântica.
Conteúdos
Perfil Académico
Aos 10 anos de idade, Maxwell foi para escola em Edimburgo. Publicou seu primeiro artigo aos quatorze anos, num trabalho incentivado pela necessidade do artista e decorador D. R. Hay de construir uma figura oval “perfeita” (artisticamente e matematicamente). Nessa época, Maxwell redescobriu as ovais de Descartes. Elas já tinham sido estudadas anteriormente por Descartes, mas Maxwell também as generalizou para mais de dois focos.
Desconhecendo o trabalho de Descartes, a originalidade do trabalho de Maxwell foi a forma simples apresentada por ele para resolver o problema de desenhá-las, e a definição de uma classe mais geral de curvas (que agora são por vezes chamadas de “curvas de Maxwell”). Três do quatro artigos seguintes foram sobre geometria. On the Theory of Rolling Curves (Sobre a teoria das curvas rolantes), de 1848, estuda a geometria diferencial de curvas geradas como a ciclóide, com uma figura rolando sobre outra.
O artigo de 1853 foi uma curta investigação sobre óptica geométrica, e este trabalho levou à descoberta da lente “olho-de-peixe”. O terceiro trabalho dessa época, Transformation of Surfaces by Bending (Transformações de superfícies por flexão), ampliação de um trabalho iniciado por Gauss. O único artigo desse período a abordar apenas física foi On the Equilibrium of Elastic Solids (Sobre o equilíbrio de sólidos elásticos), escrito em 1850, pouco antes da ida para Cambridge.
Em 1847 matriculou-se na universidade de Edimburgo, pensando que aí teria mais possibilidade de vir a ser cientista do que em uma universidade mais prestigiosa, como por exemplo, Cambridge, onde também fora aceito. Na universidade de Edimburgo, graduou-se em Filosofia Natural (como era nessa época denominada a Física), Filosofia Moral e Filosofia Mental.
Em 1850 foi estudar matemática na Universidade de Cambridge, mais precisamente no Trinity College. É nesta época que Maxwell inicia o seu estudo das equações do electromagnetismo, que continuaria praticamente toda a sua vida. Em 1854 graduou-se, entre os melhores estudantes do seu ano, e imediatamente depois apresenta um brilhante artigo à Sociedade Filosófica de Cambridge com o título On the Transformation of Surfaces by Bending, um dos poucos artigos puramente matemáticos que escreveu.
Legado
Maxwell é geralmente lembrado como o cientista do século XIX a ter mais influência sobre a física do século XX e o responsável por contribuições básicas nos modelos naturais, sendo considerado uma ponte entre a matemática e a física. Poucos anos após a morte de James Clerk Maxwell, seus trabalhos científicos foram aceitos mundialmente a partir de suas explorações sobre electromagnetismo.
Em 1931, comemorando o centenário do nascimento de Maxwell, descrevendo seu trabalho Albert Einstein disse “o mais profundo e frutífero que a física descobriu desde Newton”.
Contributo
Na Medicina
Sua pesquisa sobre a natureza do espectro electromagnético foi de fundamental importância, posteriormente, para o emprego dos raios X e da ressonância magnética na Medicina.
Óptica
Por sempre possuir interesses na percepção de cores pelo olho humano, Maxwell, usando sua invenção do filtro de cores triplo (que mais tarde resultaria no sistema RGB), desvendou informações sobre o daltonismo, mostrando que esse problema provém da ausência de um dos três receptores de cores no nervo óptico (vermelho, verde ou azul).
Reologia
Apesar de não haver registos sobre pesquisas de Maxwell directamente ligadas a fluidos corporais, seus estudos directamente causaram impacto na Reologia, maioritariamente em estudos referentes à biofísica voltada ao corpo humano, pois seu pioneirismo em tópicos relativos à viscosidade e à elasticidade de materiais proveu grande ajuda nos estudos de fluidos corporais, como o sangue.
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