Mostrar código-fonte de Eletromagnetismo

{{Descrição curta|Interação fundamental entre partículas carregadas}}
{{Links ambíguos}}
[[Imagem:Plasma globe 60th.jpg|thumb|300x300px|As interações eletromagnéticas são responsáveis pelos filamentos brilhantes neste [[globo de plasma]]]]
{{Eletromagnetismo|cTopic=-}}

'''Eletromagnetismo''', na física, é uma [[interação]] que ocorre entre [[partícula]]s com [[carga elétrica]] por meio de [[Campo eletromagnético|campos eletromagnéticos]]. A [[força eletromagnética]] é uma das quatro [[Força fundamental|forças fundamentais]] da natureza. É a força dominante nas interações de [[átomo]]s e [[molécula]]s. O eletromagnetismo pode ser pensado como uma combinação de [[eletrostática]] e [[magnetismo]], dois fenômenos distintos, mas intimamente interligados. As forças eletromagnéticas ocorrem entre quaisquer duas partículas carregadas, causando uma atração entre partículas com cargas opostas e repulsão entre partículas com a mesma carga, enquanto o magnetismo é uma interação que ocorre exclusivamente entre partículas carregadas em movimento relativo. Esses dois efeitos se combinam para criar campos eletromagnéticos nas proximidades de partículas carregadas, que podem acelerar outras partículas carregadas por meio da [[força de Lorentz]]. Em alta energia, a força fraca e a força eletromagnética são unificadas como uma única [[força eletrofraca]].

A força eletromagnética é responsável por muitos dos fenômenos [[Química|químicos]] e físicos observados na vida cotidiana. A atração eletrostática entre os [[Núcleo atômico|núcleos atômicos]] e seus [[elétron]]s mantém os átomos juntos. As forças elétricas também permitem que diferentes átomos se combinem em moléculas, incluindo as [[macromolécula]]s, como as [[proteína]]s que formam a base da [[vida]]. Enquanto isso, as interações magnéticas entre os momentos magnéticos de {{Ill|en|''spin''|Electron magnetic moment|nlk=true}} e [[Número quântico secundário|momento angular]] dos elétrons também desempenham um papel na reatividade química; tais relações são estudadas na {{Ill|en|química de ''spin''|Spin chemistry|nlk=true}}. O eletromagnetismo também desempenha um papel crucial na [[tecnologia]] moderna: produção, transformação e distribuição de energia elétrica; produção e detecção de luz, calor e som; fibra ótica e comunicação sem fio, sensores; computação; eletrólise; galvanoplastia; e motores e atuadores mecânicos.

O eletromagnetismo tem sido estudado desde os tempos antigos. Muitas civilizações antigas, incluindo os [[Grécia Antiga|gregos]] e os [[Civilização maia|maias]], criaram teorias abrangentes para explicar [[Raio (meteorologia)|raios]], [[eletricidade estática]] e a atração entre pedaços magnetizados de [[minério de ferro]]. No entanto, não foi até o final do século XVIII que os cientistas começaram a desenvolver uma base matemática para entender a natureza das interações eletromagnéticas. Nos séculos XVIII e XIX, cientistas e matemáticos proeminentes como [[Charles Augustin de Coulomb|Coulomb]], [[Carl Friedrich Gauss|Gauss]] e [[Michael Faraday|Faraday]] desenvolveram leis homônimas que ajudaram a explicar a formação e a interação dos campos eletromagnéticos. Este processo culminou na década de 1860 com a descoberta das [[equações de Maxwell]], um conjunto de quatro [[Equação diferencial parcial|equações diferenciais parciais]] que fornecem uma descrição completa dos campos eletromagnéticos clássicos. Além de fornecer uma base matemática sólida para as relações entre eletricidade e magnetismo que os cientistas vêm explorando há séculos, as equações de Maxwell também preveem a existência de [[Radiação eletromagnética|ondas eletromagnéticas]] autossustentáveis. Maxwell postulou que tais ondas constituem a [[Luz|luz visível]], o que mais tarde se provou verdadeiro. De fato, raios gama, raios X, radiação ultravioleta, visível, infravermelha, micro-ondas e ondas de rádio foram todos determinados como sendo radiação eletromagnética diferindo apenas em sua faixa de frequências.

Na era moderna, os cientistas continuaram a refinar o teorema do eletromagnetismo para levar em conta os efeitos da [[física moderna]], incluindo a [[mecânica quântica]] e a [[Teoria da relatividade|relatividade]]. De fato, as implicações teóricas do eletromagnetismo, particularmente o estabelecimento da velocidade da luz com base nas propriedades do "meio" de propagação ([[Permeabilidade magnética|permeabilidade]] e [[permissividade]]), ajudaram a inspirar a teoria da [[Relatividade restrita|relatividade especial]] de [[Albert Einstein|Einstein]] em 1905. Enquanto isso, o campo da [[Eletrodinâmica quântica|eletrodinâmica quântica (E.D.Q.)]] {{Nre|nome=qed|do inglês ''Q.E.D. – '''q'''uantum '''e'''lectro'''d'''ynamics''}} modificou as equações de Maxwell para serem consistentes com a natureza [[Quantização (física)|quantizada]] da matéria. Na eletrodinâmica quântica (E.D.Q.{{Nre|nome=qed}}), o campo eletromagnético é expresso em termos de partículas discretas conhecidas como [[fóton]]s, que também são os [[Quantum|quanta]] físicos da luz. Hoje, existem muitos problemas no eletromagnetismo que permanecem sem solução, como a existência de [[Monopolo magnético|monopolos magnéticos]] e o mecanismo pelo qual alguns organismos podem sentir campos [[Eletrorrecepção|elétricos]] e [[Magnetorrecepção|magnéticos]].

== História ==
<!-- {{Artigo principal|:en:History of electromagnetic theory{{!}}História da teoria eletromagnética}} -->
=== Mundo antigo ===
A investigação dos fenômenos eletromagnéticos começou há 5.000 anos. Há evidências de que os antigos [[História da China|chineses]],<ref>{{Citar livro |último=Meyer |primeiro=Herbert |título=A history of electricity and magnetism |ano=1972 |página=2 |língua=en }}</ref> [[Civilização maia|maias]],<ref>{{citar web|último=Magazine |primeiro=Smithsonian |último2=Learn |primeiro2=Joshua Rapp |título=''Mesoamerican sculptures reveal early knowledge of magnetism |url=https://www.smithsonianmag.com/science-nature/mesoamerican-sculptures-reveal-early-knowledge-magnetism-180972820/ |acesso-data=2022-12-07 |website=Smithsonian Magazine |língua=en }}</ref> e potencialmente até mesmo as civilizações [[Antigo Egito|egípcias]], sabiam que o mineral naturalmente magnético [[magnetita]] tinha propriedades atraentes, e muitos o incorporaram em sua arte e arquitetura.<ref>{{Citation |último =du Trémolet de Lacheisserie |primeiro =É. |título=''Magnetism, from the dawn of civilization to today'' |ano=2002 |url=https://doi.org/10.1007/978-0-387-23062-7_1 |obra=Magnetism |páginas=3–18 |editor-sobrenome =du Trémolet de Lacheisserie |editor-nome =É. |local=New York, NY |publicado=Springer |língua=en |doi=10.1007/978-0-387-23062-7_1 |isbn=978-0-387-23062-7 |acessodata=2022-12-07 |último2 =Gignoux |primeiro2 =D. |último3 =Schlenker |primeiro3 =M. |editor-sobrenome2 =Gignoux |editor-nome2 =D. |editor-sobrenome3 =Schlenker |editor-nome3 =M. }}</ref> Os povos antigos também conheciam os [[Raio (meteorologia)|raios]] e a [[eletricidade estática]], embora não tivessem ideia dos mecanismos por trás desses fenômenos. O filósofo [[Grécia Antiga|grego]] [[Tales de Mileto]] descobriu por volta de 600 A.E. C. que âmbar poderia adquirir carga elétrica ao ser esfregado com um pano, o que lhe permitia pegar objetos leves, como pedaços de palha. Tales também fez experiências com a capacidade das rochas magnéticas de se atraírem umas às outras e levantou a hipótese de que este fenômeno poderia estar ligado ao poder de atração do âmbar, prenunciando as profundas ligações entre a eletricidade e o magnetismo que seriam descobertas 2.000 anos mais tarde. Apesar de toda esta investigação, as civilizações antigas não tinham compreensão da base matemática do electromagnetismo, e muitas vezes analisavam os seus impactos através das lentes da [[religião]] e não da ciência (o relâmpago, por exemplo, era considerado uma criação dos deuses em muitas culturas).<ref>{{Citar livro |último=Meyer |primeiro=Herbert |título=A history of electricity and magnetism |ano=1972 |páginas=3-4 |língua=en }}</ref>

=== Século XIX ===
[[Imagem:A Treatise on Electricity and Magnetism Volume 2 003.jpg|thumb|Capa de ''Um tratado sobre eletricidade e magnetismo'']]
Na Europa, a eletricidade e o magnetismo foram originalmente considerados duas forças separadas. Essa visão mudou com a publicação de [[James Clerk Maxwell]] em 1873, [[Tratado sobre Electricidade e Magnetismo|''Tratado sobre electricidade e magnetismo'']]{{Nre|do inglês ''A treatise on electricity and magnetism''}},<ref>{{citar periódico|data=24-04-1873 |título=''A treatise on electricity and magnetism''|url=https://www.nature.com/articles/007478a0|periódico=Nature|língua=en|volume=7|número=182|páginas=478 – 480|doi=10.1038/007478a0 |bibcode=1873Natur...7..478. |s2cid=10178476|issn=0028-0836}}</ref> no qual as interações de cargas positivas e negativas mostraram ser mediadas por uma força. Existem quatro efeitos principais resultantes dessas interações, todos os quais foram claramente demonstrados por experimentos:

# Cargas elétricas se ''atraem'' ou se ''repelem'' com uma força [[Proporcionalidade#Proporcionalidade inversa|inversamente proporcional]] ao quadrado da distância entre elas: cargas diferentes se atraem, iguais se repelem.<ref>{{citar web|data=2019-02-06 |título=''Why do like charges repel and opposite charges attract?''|url=https://www.scienceabc.com/eyeopeners/like-charges-repel-opposite-charges-attract.html |acessodata=2022-08-22|website=Science ABC|língua=en-US}}</ref>
# Os pólos magnéticos (ou estados de polarização em pontos individuais) se atraem ou se repelem de maneira semelhante às cargas positivas e negativas e sempre existem como pares: cada pólo norte está unido a um pólo sul.<ref>{{citar web|título=''What makes magnets repel?''|url=https://sciencing.com/magnets-repel-7754550.html |acessodata=2022-08-22|website=Sciencing|língua=en}}</ref>
# Uma corrente elétrica dentro de um fio cria um campo magnético circunferencial correspondente fora do fio. Seu sentido (horário ou anti-horário) depende do sentido da corrente no fio.<ref name=lscience >{{citar web|autor1 =''Jim Lucas contributions from Ashley Hamer''|data=2022-02-18 |título=''What is Faraday's law of induction?''|url=https://www.livescience.com/53509-faradays-law-induction.html |acessodata=2022-08-22|website=livescience.com|língua=en}}</ref>
# Uma corrente é induzida em uma espira de fio quando ela se aproxima ou se afasta de um campo magnético, ou quando um ímã se aproxima ou se afasta dele; a direção da corrente depende da direção do movimento.<ref name=lscience />

Em abril de 1820, [[Hans Christian Ørsted]] observou que uma corrente elétrica em um fio fazia com que a agulha de uma bússola próxima se movesse. Na época da descoberta, Ørsted não sugeriu nenhuma explicação satisfatória para o fenômeno, nem tentou representar o fenômeno em uma estrutura matemática. No entanto, três meses depois, ele iniciou investigações mais intensivas.<ref>{{citar periódico|data=1884-02-23 |título=''History of the electric telegraph''|url=http://dx.doi.org/10.1038/scientificamerican02231884-6784supp|periódico=''Scientific american''|volume=17|número=425supp|páginas=6784 – 6786|doi=10.1038/scientificamerican02231884-6784supp|issn=0036-8733|língua=en}}</ref><ref>{{citar livro|url=https://www.worldcat.org/oclc/1261807533 |título=Volta and the history of electricity|ano=2003|publicado=''U. Hoepli'' |others=Fabio Bevilacqua, Enrico A. Giannetto|isbn=88-203-3284-1|local=Milano|oclc=1261807533|língua=en}}</ref> Logo depois ele publicou suas descobertas, provando que uma corrente elétrica produz um campo magnético ao fluir através de um fio. A unidade [[Sistema CGS de unidades|CGS]] de [[Indução eletromagnética|indução magnética]] ([[Oersted (unidade)|oersted]]) é nomeada em homenagem a suas contribuições para o campo do eletromagnetismo.<ref>{{citar livro|último =Roche|primeiro =John J.|url=https://www.worldcat.org/oclc/40499222 |título=The mathematics of measurement : a critical history|ano=1998|publicado=''Athlone press''|isbn=0-485-11473-9|local=Londres|oclc=40499222|língua=en}}</ref>

Suas descobertas resultaram em intensa pesquisa em toda a comunidade científica em eletrodinâmica. Eles influenciaram os desenvolvimentos do físico francês [[André-Marie Ampère]] de uma única forma matemática para representar as forças magnéticas entre condutores portadores de corrente. A descoberta de Ørsted também representou um grande passo em direção a um conceito unificado de energia.

Essa unificação, observada por [[Michael Faraday]], ampliada por [[James Clerk Maxwell]] e parcialmente reformulada por [[Oliver Heaviside]] e [[Heinrich Hertz]], é uma das principais realizações da [[física matemática]] do século XIX.<ref>{{citar livro|último1 =Darrigol|primeiro1 =Olivier |título=Electrodynamics from Ampère to Einstein|ano=2000|publicado=''Oxford university press''|local=Nova Iorque|isbn=0198505949 <!-- |url-access=registration -->|url=https://archive.org/details/electrodynamicsf0000darr|língua=en}}</ref> Teve consequências de longo alcance, uma das quais foi a compreensão da natureza da [[luz]]. Ao contrário do que foi proposto pela teoria eletromagnética da época, a luz e outras [[Radiação eletromagnética|ondas eletromagnéticas]] são vistas atualmente como tendo a forma de perturbações [[Vibração|oscilatórias]] e autopropagadas do campo eletromagnético [[Quantum|quantizadas]] chamadas [[fóton]]s. Diferentes [[frequência]]s de oscilação dão origem a diferentes formas de [[radiação eletromagnética]], desde [[Onda de rádio|ondas de rádio]] nas frequências mais baixas, até luz visível em frequências intermediárias, até [[Radiação gama|raios gama]] nas frequências mais altas.

Ørsted não foi a única pessoa a examinar a relação entre eletricidade e magnetismo. Em 1802, {{Ill|en|Gian Domenico Romagnosi|Gian Domenico Romagnosi|nlk=true}}, um jurista italiano, desviou uma agulha magnética usando uma pilha voltaica. A configuração factual do experimento não é completamente clara, nem se a corrente fluiu pela agulha ou não. Um relato da descoberta foi publicado em 1802 em um jornal italiano, mas foi amplamente ignorado pela comunidade científica contemporânea, porque Romagnosi aparentemente não pertencia a essa comunidade.<ref>{{citar livro|último1 =Martins|primeiro1 =Roberto de Andrade |título=Nuova voltiana: Studies on volta and his times |capítulo=''Romagnosi and volta's pile: Early difficulties in the interpretation of voltaic electricity''|volume=3|editor=Fabio Bevilacqua |editor2=Lucio Fregonese|publicado=''Università degli studi di Pavia''|páginas=81 – 102 |capítulourl=http://ppp.unipv.it/collana/pages/libri/saggi/nuova%20voltiana3_pdf/cap4/4.pdf |acessodata=2010-12-02|urlmorta=sim|arquivourl=https://web.archive.org/web/20130530200951/http://ppp.unipv.it/Collana/Pages/Libri/Saggi/Nuova%20Voltiana3_PDF/cap4/4.pdf|arquivodata=2013-05-30|língua=en}}</ref>

Uma conexão anterior (1735), e muitas vezes negligenciada, entre eletricidade e magnetismo foi relatada pelo Dr. Cookson.<ref>''VIII. An account of an extraordinary effect of lightning in communicating magnetism. Communicated by Pierce Dod, M.D. F.R.S. from Dr. Cookson of Wakefield in Yorkshire.
Phil. Trans. 1735 39, 74 – 75, publicado em 1 de janeiro de 1735</ref> A descrição declarou:

<blockquote>Um comerciante em Wakefield em Yorkshire, tendo colocado um grande número de facas e garfos em uma grande caixa... e tendo colocado a caixa no canto de uma grande sala, aconteceu uma repentina tempestade de trovões, relâmpagos, etc. ... O proprietário esvaziando a caixa em um balcão onde estavam alguns pregos, as pessoas que pegaram as facas, que deitaram nos pregos, observaram que as facas pegaram os pregos. Nisso todo o número foi testado e descobriu-se que fazia o mesmo, e isso, a ponto de pegar pregos grandes, agulhas de embalagem e outras coisas de ferro de peso considerável ...</blockquote>

[[Edmund Taylor Whittaker|E. T. Whittaker]] sugeriu em 1910 que este evento particular foi responsável por um raio ser "creditado com o poder de magnetizar o aço; e foi sem dúvida isso que levou Franklin em 1751 a tentar magnetizar uma agulha de costura por meio da descarga de frascos de Leyden."<ref>[[Edmund Taylor Whittaker|Whittaker, E.T.]] (1910). [[A History of the Theories of Aether and Electricity|''A history of the theories of aether and electricity from the age of Descartes to the close of the nineteenth century'']]. ''Longmans, Green and Company''.</ref>

== Forças fundamentais ==
[[Imagem:Circular.Polarization.Circularly.Polarized.Light Right.Handed.Animation.305x190.255Colors.gif|thumb|right|220px|Representação do vetor do campo elétrico de uma onda de radiação eletromagnética polarizada circularmente]]

A força eletromagnética é a segunda mais forte das quatro [[Força fundamental|forças fundamentais]] conhecidas. Ela opera com alcance infinito.<ref name=space >{{citar web|último1 =Rehm|primeiro1 =Jeremy|último2 =published|primeiro2 =Ben Biggs|data=2021-12-23 |título=''The four fundamental forces of nature''|url=https://www.space.com/four-fundamental-forces.html |acessodata=2022-08-22|website=space.com|língua=en}}</ref> As outras forças fundamentais são:

* a [[Força forte|força nuclear forte]], que liga [[quark]]s para formar [[núcleon]]s e liga [[núcleon]]s para formar [[Núcleo atômico|núcleos]]; é a mais forte das quatro forças fundamentais conhecidas, mas opera apenas em curto alcance;<ref name=space/>

* a [[Interação fraca|força nuclear fraca]], que se liga a todas as partículas conhecidas no [[Modelo Padrão|Modelo padrão]] e causa certas formas de [[Radioatividade|decaimento radioativo]]; é a segunda mais fraca das quatro forças fundamentais e opera apenas em curto alcance; a [[Força eletrofraca|interação eletrofraca]] é a descrição unificada do eletromagnetismo e a interação fraca;<ref name=space/>

a [[Gravidade|força gravitacional]] é a única das quatro forças fundamentais que não faz parte do [[Modelo Padrão|Modelo padrão da física de partículas]]. Ela é a mais fraca das quatro forças fundamentais, no entanto, ela opera em alcance infinito.<ref name=space/>

Todas as outras forças (por exemplo, [[Atrito|fricção]], forças de contato) são derivadas dessas quatro [[Força fundamental|forças fundamentais]] e são conhecidas como {{Ill|en|forças não fundamentais|Force#Non-fundamental types|nlk=true}}.<ref>Browne, "''Physics for engineering and science''" (em inglês), p. 160: "A gravidade é uma das forças fundamentais da natureza. As outras forças, como fricção, tensão e força normal, são derivadas da força elétrica, outra das forças fundamentais. A gravidade é uma força bastante fraca ... A força elétrica entre dois prótons é muito mais forte do que a força gravitacional entre eles."</ref>

Grosso modo, todas as forças envolvidas nas interações entre os [[átomo]]s podem ser explicadas pela força eletromagnética atuando entre os [[Núcleo atômico|núcleos atômicos]] eletricamente carregados e os [[elétron]]s dos átomos. As forças eletromagnéticas também explicam como essas partículas carregam momento por meio de seu movimento. Isso inclui as forças que experimentamos ao "empurrar" ou "puxar" objetos materiais comuns, que resultam das [[Força intermolecular|forças intermoleculares]] que agem entre as [[molécula]]s individuais de nossos corpos e as dos objetos. A força eletromagnética também está envolvida em todas as formas de [[Química|fenômenos químicos]].

Uma parte necessária da compreensão das forças intraatômicas e intermoleculares é a força efetiva gerada pelo momento do movimento dos elétrons, de modo que, à medida que os elétrons se movem entre os átomos em interação, eles carregam o momento com eles. À medida que uma coleção de elétrons se torna mais confinada, seu momento mínimo aumenta necessariamente devido ao [[princípio de exclusão de Pauli]]. O comportamento da matéria na escala molecular, incluindo sua densidade, é determinado pelo equilíbrio entre a força eletromagnética e a força gerada pela troca de momento realizada pelos próprios elétrons.<ref>Purcell, "''Electricity and magnetism'' (em inglês), 3ª edição", p. 546: Capítulo 11 – Seção 6, "''Electron spin and magnetic moment''".</ref>

== Eletrodinâmica clássica ==
{{Artigo principal|Eletromagnetismo clássico}}

Em 1600, [[William Gilbert]] propôs, em seu [[De Magnete|''De magnete'']], que a eletricidade e o magnetismo, embora ambos fossem capazes de causar atração e repulsão de objetos, eram efeitos distintos.<ref>{{citar periódico|último1 =Malin|primeiro1 =Stuart|último2 =Barraclough|primeiro2 =David|ano=2000 |título=''Gilbert's De magnete: An early study of magnetism and electricity''|url=http://doi.wiley.com/10.1029/00EO00163|periódico=Eos, transactions american geophysical union|língua=en|volume=81|número=21|páginas=233|doi=10.1029/00EO00163 |bibcode=2000EOSTr..81..233M|issn=0096-3941}}</ref>  Os marinheiros notaram que os raios tinham a capacidade de perturbar a agulha de uma bússola. A ligação entre raios e eletricidade não foi confirmada até que os experimentos propostos por [[Benjamin Franklin]] em 1752 fossem conduzidos em 10 de maio de 1752 por [[Thomas-François Dalibard]] da França usando uma barra de ferro de 12 m de altura em vez de uma pipa e ele extraiu com sucesso faíscas elétricas de uma nuvem.<ref>{{citar web|url=http://www.mos.org/sln/toe/kite.html |título=''Lightning! &#124; Museum of science, Boston|língua=en}}</ref><ref>{{citar livro|último =Tucker|primeiro =Tom|url=https://www.worldcat.org/oclc/51763922 |título=Bolt of fate : Benjamin Franklin and his electric kite hoax|ano=2003|publicado=''PublicAffairs''|isbn=1-891620-70-3 |edição=1ª|local=Nova Iorque|oclc=51763922|língua=en}}</ref>

Um dos primeiros a descobrir e publicar uma ligação entre a corrente elétrica produzida pelo homem e o magnetismo foi {{Ill|en|Gian Romagnosi|Gian Domenico Romagnosi|nlk=true}}, que em 1802 notou que conectar um fio através de uma [[Pilha de Volta|pilha voltaica]] desviava a agulha de uma [[bússola]] próxima. No entanto, o efeito não se tornou amplamente conhecido até 1820, quando Ørsted realizou um experimento semelhante.<ref name='Oersted'>{{citar web|url=http://www-istp.gsfc.nasa.gov/Education/whmfield.html |título=''Magnetic fields – History'' |acessodata=2009-11-27|último1 =Stern|primeiro1 =Dr. David P.|primeiro2 =Mauricio|último2 =Peredo|data=2001-11-25|publicado=N.A.S.A. Goddard space flight center|língua=en}}</ref>  O trabalho de Ørsted influenciou Ampère a conduzir ainda mais experimentos, que acabaram dando origem a uma nova área da física: a eletrodinâmica. Ao determinar uma lei de força para a interação entre elementos de corrente elétrica, Ampère colocou o assunto em uma sólida base matemática.<ref>{{citar web|data=2016-01-13 |título=''Andre-Marie Ampère''|url=https://ethw.org/Andre-Marie_Amp%C3%A8re |acessodata=2022-08-22|website=ETHW|língua=en}}</ref>

Uma teoria do eletromagnetismo, conhecida como [[eletromagnetismo clássico]], foi desenvolvida por vários físicos durante o período entre 1820 e 1873, quando foi publicado o [[Tratado sobre Electricidade e Magnetismo|tratado]] de [[James Clerk Maxwell]], que unificou os desenvolvimentos anteriores em uma única teoria, propondo que a luz seria uma onda eletromagnética propagando-se no ''éter luminífero''.<ref>Purcell, p. 436. Capítulo 9.3, "''Maxwell's description of the electromagnetic field was essentially complete''" (em inglês).</ref> No eletromagnetismo clássico, o comportamento do campo eletromagnético é descrito por um conjunto de equações conhecidas como [[equações de Maxwell]], e a força eletromagnética é dada pela [[Força de Lorentz|lei da força de Lorentz]].<ref>Purcell: p. 278: Capítulo 6.1, "''Definition of the magnetic field". ''Lorentz force and force equation'' (em inglês).</ref>

Uma das peculiaridades do eletromagnetismo clássico é que é difícil de conciliar com a [[mecânica clássica]], mas é compatível com a relatividade restrita. De acordo com as equações de Maxwell, a [[velocidade da luz]] no vácuo é uma constante universal que depende apenas da [[Permissividade|permissividade elétrica]] e da [[permeabilidade magnética]] do [[Vácuo|espaço livre]]. Isso viola a [[invariância de Galileu]], uma pedra angular de longa data da mecânica clássica. Uma forma de conciliar as duas teorias (eletromagnetismo e mecânica clássica) é assumir a existência de um [[éter luminífero]] através do qual a luz se propaga. No entanto, esforços experimentais subsequentes falharam em detectar a presença do éter. Após importantes contribuições de [[Hendrik Lorentz]] e [[Henri Poincaré]], em 1905, [[Albert Einstein]] resolveu o problema com a introdução da relatividade especial, que substituiu a cinemática clássica por uma nova teoria da cinemática compatível com o eletromagnetismo clássico. (Para obter mais informações, consulte [[História da relatividade especial]].)

Além disso, a teoria da relatividade implica que em quadros de referência em movimento, um campo magnético se transforma em um campo com um componente elétrico diferente de zero e, inversamente, um campo elétrico em movimento se transforma em um componente magnético diferente de zero, mostrando assim firmemente que os fenômenos são dois lados da mesma moeda. Daí o termo "eletromagnetismo". (Para obter mais informações, consulte [[Eletromagnetismo clássico e relatividade especial]] e {{Ill|en|Formulação covariante do eletromagnetismo clássico|Covariant formulation of classical electromagnetism|nlk=true}}.)

== Extensão para fenômenos não lineares ==

As equações de Maxwell são ''lineares'', pois uma mudança nas fontes (as cargas e correntes) resulta em uma mudança proporcional dos campos. A [[Sistema dinâmico não linear|dinâmica não linear]] pode ocorrer quando os campos eletromagnéticos se acoplam à matéria que segue as leis dinâmicas não lineares.<ref>{{citar periódico|último1 =Jufriansah|primeiro1 =Adi|último2 =Hermanto|primeiro2 =Arief|último3 =Toifur|primeiro3 =Moh. |último4 =Prasetyo |primeiro4 =Erwin|data=2020-05-18 |título=''Theoretical study of Maxwell's equations in nonlinear optics''|url=https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/5.0008179|periódico=AIP conference proceedings|volume=2234|número=1|páginas=040013|doi=10.1063/5.0008179 |bibcode=2020AIPC.2234d0013J |s2cid=219451710|issn=0094-243X|língua=en}}</ref> Isso é estudado, por exemplo, no assunto de [[Magnetoidrodinâmica|magnetohidrodinâmica]], que combina a teoria de Maxwell com as [[Equações de Navier-Stokes|equações de Navier – Stokes]].<ref>{{citar tese|título=Some aspects of magnetohydrodynamics|url=https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/254713|publicado=University of Cambridge|data=1967-07-27 |grau=Thesis|doi=10.17863/cam.14141|língua=en|primeiro =Julian C. R.|último =Hunt}}</ref>

== Quantidades e unidades ==

{{VT|Lista de grandezas físicas<!--
|List of electromagnetism equations -->}}
Aqui está uma lista de unidades comuns relacionadas ao eletromagnetismo:<ref>{{citar web|título=''Essentials of the S.I.: Base & derived units''|url=https://physics.nist.gov/cuu/Units/units.html |acessodata=2022-08-22|website=physics.nist.gov|língua=en}}</ref>

{{Div col}}
* [[ampere]] (corrente elétrica)
* [[coulomb]] (carga elétrica)
* [[farad]] (capacitância)
* [[Henry (unidade)|henry]] (indutância)
* [[ohm]] (resistência)
* [[Siemens (unidade)|siemens]] (condutância)
* [[Tesla (unidade)|tesla]] (densidade do fluxo magnético)
* [[volt]] (potencial elétrico)
* [[watt]] (potência)
* [[Weber (unidade)|weber]] (fluxo magnético)
{{Div col end}}

No sistema [[Sistema CGS de unidades|C.G.S.]] eletromagnético, a corrente elétrica é uma quantidade fundamental definida pela [[Lei de Ampère|lei de Ampere]] e considera a [[Permeabilidade magnética|permeabilidade]] como uma quantidade adimensional (permeabilidade relativa) cujo valor no vácuo é a [[Um|unidade]].<ref>{{citar periódico|data=abril de 1921 |título=''Tables of physical and chemical constants, and some mathematical functions''|url=https://www.nature.com/articles/107264c0|periódico=Nature|língua=en|volume=107|número=2687|páginas=264|doi=10.1038/107264c0 |bibcode=1921Natur.107R.264.|issn=1476 - 4687}}</ref> Como consequência, o quadrado da velocidade da luz aparece explicitamente em algumas das equações que relacionam quantidades neste sistema.

{{Unidades para Eletromagnetismo}}

As fórmulas para as leis físicas do eletromagnetismo (como as [[equações de Maxwell]]) precisam ser ajustadas dependendo do sistema de unidades usado. Isso ocorre porque não há [[Função bijectiva|correspondência biunívoca]] entre as unidades eletromagnéticas do S.I. e as do C.G.S., como é o caso das unidades mecânicas. Além disso, dentro do C.G.S., existem várias opções plausíveis de unidades eletromagnéticas, levando a diferentes "subsistemas" de unidade, incluindo {{Ill|en|Gaussiano|Gaussian units|nlk=true}}, "ESU", "EMU" e [[Unidades de Lorentz-Heaviside|Heaviside – Lorentz]]. Entre essas opções, as unidades gaussianas são as mais comuns hoje em dia e, de fato, a frase "unidades C.G.S." é frequentemente usada para se referir especificamente às unidades C.G.S. – Gaussianas.<ref>{{citar web|título=''Conversion of formulae and quantities between unit systems''|url=http://nlpc.stanford.edu/nleht/Science/reference/conversion.pdf |acessodata=29-01-2022|website=www.stanford.edu|língua=en}}</ref>

== Aplicações ==

O estudo do eletromagnetismo informa a construção de [[Circuito elétrico|circuitos elétricos]] e [[Dispositivo semicondutor|dispositivos semicondutores]].

== Ver também ==
{{Div col|colwidth=22em}}
* [[Eletroímã]]
* [[Eletromagnetismo relativístico]]
* [[Eletromecânica]]
* [[Experiência da dupla fenda]]
* [[Geofísica]]
* [[Indução eletromagnética]]
* [[Levantamento aeromagnético]]
* [[Magnetostática]]
* [[Modelo eletromagnético]]
* [[Óptica]]
* [[Teoria do absorvedor de Wheeler e Feynman]]
{{-fim}}

== Notas ==
{{Reflist|group=lower-alpha}}

{{Referências}}

== Leitura adicional ==

{{Caixa de recursos de biblioteca |by=no |onlinebooks=no |others=no |about=yes |label=Electromagnetism}}

=== Fontes da ''web'' ===
{{InícioRef}}
* {{citar web|último =Nave|primeiro =R. |título=''Electricity and magnetism''|url=http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/emcon.html#emcon|website=HyperPhysics|publicado=Georgia state university |acessodata=2013-11-12|língua=en}}
* {{citar web|último =Khutoryansky|primeiro =E.
 |título=''Electromagnetism – Maxwell's laws''|website=[[YouTube]]|url=https://www.youtube.com/watch?v=9Tm2c6NJH4Y |acessodata=2014-12-28|língua=en}}
{{-fim}}

=== Livros didáticos ===
{{InícioRef|colwidth=32em}}
* {{citar livro|título=Electricity and modern physics |edição=2ª|autor =G.A.G. Bennet|publicado=''Edward Arnold''|local=Reino unido|ano=1974|isbn=978-0-7131-2459-0|língua=en}}
* {{citar livro|autor =Browne, Michael |título=Physics for engineering and science |edição=2ª|publicado=''McGraw-Hill/Schaum''|ano=2008|isbn=978-0-07-161399-6|língua=en}}
* {{citar livro|último =Dibner|primeiro =Bern |título=Oersted and the discovery of electromagnetism|publicado=''Literary licensing, LLC''|ano=2012|isbn=978-1-258-33555-7|língua=en}}
* {{citar livro|autor1 =Durney, Carl H. |autor2 =Johnson, Curtis C. |título=Introduction to modern electromagnetics|publicado=''McGraw-Hill''|ano=1969|isbn=978-0-07-018388-9|língua=en}}
* {{citar livro|autor =Feynman, Richard P. |título=The Feynman lectures on physics|volume=2|publicado=''Addison Wesley Longman''|ano=1970|isbn=978-0-201-02115-8|url=https://feynmanlectures.caltech.edu/II_toc.html|língua=en}}
* {{citar livro|último =Fleisch|primeiro =Daniel |título=A student's guide to Maxwell's equations|ano=2008|publicado=''Cambridge university press''|local=Cambridge, Reino unido|isbn=978-0-521-70147-1|língua=en}}
* {{citar livro|título=Electromagnetism|url=https://archive.org/details/electromagnetism0000gran <!--|url-access=registration -->|edição=2ª |autor1 =I.S. Grant |autor2 =W.R. Phillips |autor3 =Manchester physics|publicado=''John Wiley & Sons''|ano=2008|isbn=978-0-471-92712-9|língua=en}}
* {{citar livro|último =Griffiths|primeiro =David J. |título=Introduction to electrodynamics |edição=3ª|publicado=''Prentice hall''|ano=1998|isbn=978-0-13-805326-0 |autorlink =David Griffiths (físico)|url=https://archive.org/details/introductiontoel00grif_0|língua=en}}
* {{citar livro|último =Jackson|primeiro =John D. |título=Classical electrodynamics|url=https://archive.org/details/classicalelectro0000jack_e8g9 <!-- |url-access=registration |autorlink =:en:John David Jackson (physicist) -->|edição=3ª|publicado=''Wiley''|ano=1998|isbn=978-0-471-30932-1|língua=en}}
* {{citar livro|último =Moliton|primeiro =André |título=Basic electromagnetism and materials|publicado=''Springer-Verlag''|ano=2007|local=Nova Iorque|páginas=430|url=https://books.google.com/books?id=2kPAIlxjDJwC&q=fundamental|isbn=978-0-387-30284-3|língua=en}}
* {{citar livro|autor =Purcell, Edward M. |autorlink =Edward Mills Purcell |título=Electricity and magnetism |obra=Berkeley physics course|volume=2 |edição=2ª|publicado=''McGraw-Hill''|ano=1985|isbn=978-0-07-004908-6|língua=en}}
* {{citar livro|autor1 =Purcell, Edward M. |autor2 =Morin, David |título=Electricity and magnetism|páginas=820 |edição=3ª|publicado=''Cambridge university press''|local=Nova Iorque|ano=2013|isbn=978-1-107-01402-2|língua=en}}
* {{citar livro|autor =Rao, Nannapaneni N. |título=Elements of engineering electromagnetics |edição=4ª|publicado=''Prentice hall''|ano=1994|isbn=978-0-13-948746-0|língua=en}}
* {{citar livro|último1 =Rothwell|primeiro1 =Edward J.|último2 =Cloud|primeiro2 =Michael J. |título=Electromagnetics|publicado=''CRC press''|ano=2001|isbn=978-0-8493-1397-4|língua=en}}
* {{citar livro|último =Tipler|primeiro =Paul |título=Physics for scientists and engineers: Light, electricity and magnetism|volume=2 |edição=4ª|publicado=''W.H. Freeman''|ano=1998|isbn=978-1-57259-492-0|língua=en}}
* {{citar livro|último1 =Wangsness|primeiro1 =Roald K.|último2 =Cloud|primeiro2 =Michael J. |título=Electromagnetic fields|publicado=''Wiley''|ano=1986|isbn=978-0-471-81186-2 |edição=2ª}}
{{-fim}}

=== Abrangência geral ===
{{InícioRef|colwidth=32em}}
* {{citar livro|título=Concepts of modern physics |edição=4ª|autor =A. Beiser|publicado=''McGraw-Hill (International)''|ano=1987|isbn=978-0-07-100144-1|língua=en}}
* {{citar livro|título=Physics with modern applications|autor =L.H. Greenberg|publicado=''Holt-Saunders International W.B. Saunders and Co.''|ano=1978|isbn=978-0-7216-4247-5 <!-- |url-access=registration -->|url=https://archive.org/details/physicswithmoder0000gree|língua=en}}
* {{citar livro|páginas=12 – 13 |autor1 =R.G. Lerner  <!-- |autorlink1 =:en:Rita G. Lerner -->|autor2 =G.L. Trigg  |título=Encyclopaedia of physics|publicado=''VHC publishers, Hans Warlimont, Springer'' |edição=2ª|ano=2005|isbn=978-0-07-025734-4|língua=en}}
* {{citar livro|título=Principles of physics |autor1 =J.B. Marion |autor2 =W.F. Hornyak|publicado=''Holt-Saunders International Saunders College''|ano=1984|isbn=978-4-8337-0195-2|língua=en}}
* {{citar livro|título=The physics of vibrations and waves |edição=3ª|autor =H.J. Pain|publicado=''John Wiley & Sons''|ano=1983|isbn=978-0-471-90182-2|língua=en}}
* {{citar livro|autor =C.B. Parker |título=McGraw Hill Encyclopaedia of physics|publicado=''McGraw Hill'' |edição=2ª|ano=1994|isbn=978-0-07-051400-3|url=https://archive.org/details/mcgrawhillencycl1993park|língua=en}}
* {{citar livro|autor =R. Penrose |título=[[:en:The Road to Reality|The road to reality]]|publicado=''Vintage books''|ano=2007|isbn=978-0-679-77631-4 <!-- |títulolink=:en:The Road to Reality -->}}
* {{citar livro|autor1 =P.A. Tipler |autor2 =G. Mosca |título=Physics for scientists and engineers: With modern physics|publicado=''W.H. Freeman and Co.''|edição=6ª|ano=2008|isbn=978-1-4292-0265-7|língua=en}}
* {{citar livro|autor1 =P.M. Whelan |autor2 =M.J. Hodgeson |título=Essential principles of physics|publicado=''John Murray'' |edição=2ª|ano=1978|isbn=978-0-7195-3382-2|língua=en}}
{{-fim}}

== Ligações externas ==
{{Commonscat|getwikidata}}
{{InícioRef}}
* [http://www.unitconversion.org/unit_converter/magnetic-field-strength.html Conversor de força de campo magnético] (em inglês)
* [http://scienceworld.wolfram.com/physics/ElectromagneticForce.html Força eletromagnética] (em inglês) - do ''Mundo da física'' de Eric Weisstein
{{-fim}}

{{Interações fundamentais}}
{{Física}}
{{Estados magnéticos}}
{{Controle de autoridade|colapsar}}

[[Categoria:Eletromagnetismo| ]]